Nghiên cứu Công nghệ và Kinh tế Hydrogen tại HUTECH – Đóng góp cho Phát triển Kinh tế Hydrogen TP.HCM
Diễn giả: PGS.TS Huỳnh Phú, Viện trưởng Viện Môi trường và Kinh tế Tuần hoàn phía Nam, giảng viên Trường Kỹ thuật HUTECH, trình bày tại Hội thảo Nền Kinh tế Hydrogen do VAHC và Trường Kỹ thuật HUTECH tổ chức vào ngày 30/9/2026
PGS.TS Huỳnh Phú mở đầu bài trình bày bằng việc đặt hydrogen trong bối cảnh phát thải toàn cầu. Ông trình bày sơ đồ phát thải khí nhà kính: năng lượng và phát thải khí nhà kính chiếm khoảng 70% tổng phát thải toàn cầu, với các nguồn chính bao gồm phát điện, giao thông và hoạt động công nghiệp. Nông nghiệp và lâm nghiệp chiếm khoảng 14% tổng phát thải toàn cầu, chủ yếu từ chăn nuôi, sử dụng điện và phá rừng. Lâm nghiệp chiếm khoảng 10% tổng phát thải toàn cầu, với phát thải CO₂ chủ yếu từ phá rừng và suy thoái rừng, cũng như cháy rừng. Công nghiệp chiếm khoảng 6% tổng phát thải toàn cầu, với các nguồn chính bao gồm phát điện, sản xuất và vận chuyển hàng hóa. Xử lý chất thải cũng đóng góp đáng kể vào phát thải khí nhà kính.
Lịch sử sử dụng hydrogen
Ông Phú trình bày lịch sử sử dụng hydrogen trong hơn 200 năm. Từ thập niên 1800, hydrogen đã được sử dụng trong lĩnh vực năng lượng và làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Hydrogen được sử dụng để nâng khinh khí cầu trong thế kỷ 18 và 19. Nó đã giúp đưa con người lên Mặt trăng trong thập niên 1960. Trong thế kỷ 20, hydrogen đóng vai trò quan trọng trong lọc dầu và sản xuất amoniac. Ngày nay, hydrogen chủ yếu được sử dụng trong ba ngành công nghiệp lớn: lọc dầu, hóa chất (amoniac và methanol) và sản xuất thép.
Mở rộng sang các lĩnh vực khác
Ông Phú phân tích việc mở rộng hydrogen sang các lĩnh vực khác, bao gồm giao thông, tòa nhà và hệ thống điện. Điện năng sản xuất từ pin nhiên liệu hydrogen có thể được sử dụng cho: giao thông – cung cấp năng lượng cho ô tô, xe buýt, xe tải, tàu thủy và thậm chí máy bay; hệ thống điện – phục vụ như nguồn điện linh hoạt trong hệ thống điện; tòa nhà – cung cấp nhiệt cho tòa nhà để giảm phát thải, đặc biệt khi hydrogen carbon thấp được sử dụng làm nhiên liệu đầu vào.
Đặc tính độc đáo của hydrogen
Ông Phú nhấn mạnh các đặc tính độc đáo của hydrogen – bao gồm hàm lượng năng lượng cao trên đơn vị khối lượng, trọng lượng nhẹ, tính phản ứng và khả năng sản xuất và lưu trữ ở quy mô công nghiệp – khiến nó có khả năng ứng dụng cao trên nhiều thị trường và ngành công nghiệp. Hydrogen cung cấp các lựa chọn mới để giảm phát thải trên các lĩnh vực khác nhau. Nó có thể được sử dụng mà không phát thải khí nhà kính tại điểm sử dụng. Từ phía sản xuất, hydrogen có thể được sản xuất từ các nguồn năng lượng sạch như năng lượng tái tạo, sinh khối và năng lượng hạt nhân, sử dụng nhiều phương pháp sản xuất khác nhau để cung cấp cho các ứng dụng hydrogen hiện có. Mặc dù hydrogen hiện được sản xuất chủ yếu từ nhiên liệu hóa thạch, dẫn đến phát thải đáng kể hàng năm, các quốc gia như Mỹ, Anh, Canada và Australia đang đầu tư mạnh vào hydrogen xanh lam sử dụng công nghệ CCUS. Về dài hạn, hydrogen xanh được kỳ vọng sẽ thu hút đầu tư lớn hơn và có thể đóng góp vào việc giảm sâu hơn phát thải khí nhà kính.
Nghiên cứu ứng dụng sản xuất hydrogen
Ông Phú phân tích ba công nghệ chính. Hydrogen xanh: Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo (mặt trời và gió) để điện phân nước thành H₂ và O₂ không phát thải CO₂. Nghiên cứu hiện tại tập trung vào cải thiện hiệu suất máy điện phân và giảm chi phí. Trên toàn cầu, hydrogen xanh sản xuất từ điện phân nước chỉ chiếm 0,03% tổng sản lượng hydrogen năm 2020. Tuy nhiên, cải tiến công nghệ điện phân và chi phí năng lượng tái tạo thấp có thể làm cho hydrogen xanh có tính cạnh tranh về chi phí vào năm 2030. Sản xuất và sử dụng hydrogen xanh vẫn là lĩnh vực mới ở Việt Nam, nhưng chủ đề năng lượng chuyển tiếp này ngày càng thu hút sự quan tâm. Hydrogen xanh lam: Sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch kết hợp công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (CCUS). Công nghệ lưu trữ hydrogen: Ông Phú giới thiệu hai phương pháp chính. Lưu trữ thể rắn sử dụng vật liệu như magie (Mg) để hấp thụ hydrogen dưới tác động của nhiệt, tạo thành hợp chất hydrua kim loại (MgH₂) ở nhiệt độ khoảng 250–350°C, giúp tăng độ an toàn và giảm thiểu nguy cơ cháy nổ so với khí nén thông thường. Lưu trữ hydrogen nén hoặc lỏng làm lạnh hydrogen đến nhiệt độ cực thấp khoảng -253°C để chuyển thành trạng thái lỏng hoặc nén trong bình chuyên dụng để đạt mật độ năng lượng cao hơn trong vận chuyển.
Đánh giá tiềm năng sản xuất hydrogen xanh tại Việt Nam
Ông Phú đánh giá tiềm năng sản xuất hydrogen xanh tại Việt Nam. Cùng với các giải pháp phát triển năng lượng tái tạo, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, và phát triển nguồn điện carbon thấp, hydrogen xanh và các dẫn xuất hydrogen đang nhận được sự quan tâm toàn cầu và được kỳ vọng sẽ là giải pháp có vị trí ngày càng quan trọng trong lộ trình chuyển dịch năng lượng để giảm phát thải khí ô nhiễm và CO₂ từ các ngành sản xuất công nghiệp. Về khả năng cạnh tranh chi phí, trên toàn cầu, hydrogen xanh sản xuất từ điện phân nước chỉ chiếm 0,03% tổng sản lượng hydrogen năm 2020. Tuy nhiên, cải tiến công nghệ điện phân và chi phí năng lượng tái tạo thấp có thể làm cho hydrogen xanh có tính cạnh tranh về chi phí vào năm 2030. Sản xuất và sử dụng hydrogen xanh vẫn là lĩnh vực mới ở Việt Nam, nhưng chủ đề năng lượng chuyển tiếp này ngày càng thu hút sự quan tâm.
Giải pháp đề xuất cho hệ thống giao thông và công nghiệp TP.HCM
Ông Phú trình bày các giải pháp đề xuất cho hệ thống giao thông và công nghiệp tại TP.HCM, bao gồm các hình ảnh về đường cao tốc, đường sắt đô thị, giao thông hỗn hợp và năng lượng tái tạo. Ông nhấn mạnh sự cần thiết của việc tích hợp hydrogen vào quy hoạch giao thông và công nghiệp của thành phố.
Vai trò của trường đại học trong đào tạo nhân lực
PGS.TS Huỳnh Phú nhấn mạnh ba vai trò chính của trường đại học. Dẫn dắt đào tạo và chuẩn hóa chương trình giảng dạy: Phát triển khung năng lực và chương trình giảng dạy chuyên sâu về năng lượng tái tạo và hydrogen từ nền tảng kỹ thuật đến công nghệ số. Thực hiện mô hình hợp tác "bốn nhà": Liên kết chặt chẽ giữa đại học, doanh nghiệp, chính phủ và tổ chức tài chính để gắn kết nhu cầu thực tế với đào tạo. Mở rộng mạng lưới hợp tác quốc tế: Dẫn dắt và tham gia các liên minh đào tạo (mạng lưới do Đại học HUTECH hoặc các chương trình chuẩn châu Âu tại Đại học Việt Đức dẫn dắt) để nâng cao kết quả học tập cho kỹ sư.
Khoảng trống nhân lực hiện tại
Ông Phú chỉ ra khoảng trống nhân lực hiện tại: Việt Nam chưa có chương trình đại học hoặc cao đẳng chuyên biệt về hydrogen. Nguồn nhân lực hiện có được "ghép" từ các lĩnh vực cơ khí, điện – điện tử, hóa chất và môi trường, dẫn đến thiếu hụt kỹ năng chuyên biệt về công nghệ điện phân (PEM, Alkaline), lưu trữ và vận chuyển hydrogen, an toàn cháy nổ và rò rỉ, ứng dụng hydrogen trong công nghiệp, ESG và tài chính xanh cho dự án hydrogen. Các trường đại học thiếu giảng viên đủ tiêu chuẩn quốc tế, chương trình giảng dạy và phòng thí nghiệm mô phỏng – một nút thắt lớn nếu Việt Nam muốn nắm bắt làn sóng đầu tư quy mô gigawatt.
Chuỗi giá trị hydrogen và các vị trí nhân lực cần chuẩn bị
Ông Phú trình bày "Hành trình của một phân tử hydrogen": từ sản xuất → lưu trữ – vận chuyển → ứng dụng → quản trị – tài chính. Mỗi mắt xích yêu cầu đội ngũ riêng: kỹ sư điện phân, chuyên gia đông lạnh, kỹ sư đường ống, chuyên gia logistics hydrogen – amoniac, kỹ sư pin nhiên liệu, chuyên gia LCA – thị trường carbon, và chuyên gia ESG. Đây không chỉ là vấn đề kỹ thuật – đó là một hệ sinh thái đa ngành hoàn chỉnh.
Lộ trình 4 bước
Ông Phú đề xuất lộ trình 4 bước. Bước 1: Chuẩn hóa Khung năng lực Hydrogen Quốc gia với 5 nhóm: kiến thức nền tảng, công nghệ hydrogen, vận hành công nghiệp, ESG – kinh tế hydrogen, dự án và an toàn (HAZOP, mô hình phân tán hydrogen). Dựa trên Chiến lược Kỹ năng Hydrogen của EU, METI Nhật Bản và An toàn Hydrogen Hàn Quốc. Bước 2: Phát triển chương trình đào tạo ngắn hạn/chương trình đại học với chương trình 100–150 giờ tại HCMUNRE, IUH, HCMUTE và Đại học Bách khoa. Thành lập Trung tâm Đào tạo Hydrogen Quốc gia (H2 Training Center). Phòng thí nghiệm điện phân – pin nhiên liệu quy mô nhỏ. Trung tâm thử nghiệm công nghệ quy mô thí điểm. Bước 3: Thiết lập mạng lưới hợp tác quốc tế với Đức (điện phân), Hàn Quốc (an toàn), Singapore (micro-credentials), Nga (LH₂), EU (tiêu chuẩn CEN-ISO), và NEUMAN & ESSER – đối tác chiến lược của VAHC. Bước 4: Chuẩn bị nguồn nhân lực; Xây dựng đường ống nhân lực 2026–2035: 2026–2027: 800–1.000 kỹ sư/kỹ thuật viên; 2028–2030: 2.500 lao động hydrogen; 2030–2035: 5.000–8.000 lao động cho các dự án quy mô gigawatt.
Vai trò của các bên
Ông Phú nhấn mạnh vai trò của các bên: Trường đại học dẫn dắt đào tạo – chuẩn hóa chương trình giảng dạy. Doanh nghiệp cung cấp yêu cầu kỹ năng thực tế. Tài chính (tiêu biểu là TPBank) cung cấp vốn cho đào tạo và hạ tầng. Chính phủ phê duyệt tiêu chuẩn nghề nghiệp, cấp phép trung tâm đào tạo và cung cấp ưu đãi thuế. TPBank hỗ trợ tín dụng xanh cho các chương trình đào tạo, tạo kết nối mới giữa ngân hàng và giáo dục.
Chương trình đào tạo chi tiết
Ông Phú trình bày chương trình đào tạo chi tiết. Khối kiến thức nền tảng (Năm 1–2): Toán – Vật lý – Hóa học đại cương (tư duy phân tích, nhiệt động lực học và phản ứng hóa học cơ bản); Cơ sở Kỹ thuật Nhiệt và Truyền nhiệt (nguyên lý chuyển hóa năng lượng); Kỹ thuật Điện và Điện tử cơ bản (hiểu mạch điện, lưới điện và thiết bị điện tử công suất). Khối kiến thức kỹ thuật cốt lõi (Năm 3): Nguyên lý Chuyển hóa và Lưu trữ Năng lượng (năng lượng sạch, công nghệ lưu trữ năng lượng như pin, siêu tụ điện); Công nghệ Sản xuất Hydrogen (phương pháp điện phân PEM, Alkaline, SOEC; sản xuất hydrogen từ năng lượng tái tạo theo xu hướng Power-to-X); Lưu trữ, Vận chuyển và An toàn Hydrogen; Công nghệ nén và hóa lỏng, vật liệu lưu trữ hydrogen (bồn áp suất cao, vật liệu hấp thụ hydrua); Tiêu chuẩn an toàn và đánh giá rủi ro. Khối kiến thức nâng cao và ứng dụng thực tiễn (Năm 4): Công nghệ Pin nhiên liệu (nguyên lý hoạt động, cấu trúc và ứng dụng pin nhiên liệu); Kinh tế và Chính sách Năng lượng (khung pháp lý và chiến lược phát triển hydrogen quốc gia để đạt Net Zero); Mô hình hóa và Tối ưu hóa Hệ thống Năng lượng (sử dụng phần mềm chuyên dụng); Đồ án tốt nghiệp/Thực tập doanh nghiệp.
