Sản xuất khí xanh

Lĩnh vực hoạt động chính của Linde Plc là công nghiệp nặng. Công ty phân phối các loại khí công nghiệp cho những doanh nghiệp tạo ra phát thải lớn trên thế giới, bao gồm các nhà máy phân bón, luyện thép, thổi thủy tinh và lọc dầu.

Linde thải ra môi trường 38 triệu tấn CO₂ mỗi năm.

Doanh nghiệp này cũng hiểu rõ mình cần phải hành động để bù đắp cho các vấn đề về môi trường. Sanjiv Lamba, người điều hành công ty có văn phòng ở Danbury, Connecticut, cho biết trong hai năm qua Linde đã thực hiện nhiều hoạt động để bảo vệ môi trường.

Theo Lamba, công ty sẽ cắt giảm lượng phát thải carbon ròng xuống mức 0. Đồng thời, cứ 0,45kg khí nhà kính thải ra, các sản phẩm và bí quyết công nghệ của công ty sẽ giúp khách hàng giảm được khoảng 1kg khí thải. Ông cũng cho biết Linde sẽ đầu tư hai tỉ đô la Mỹ để lắp đặt nhà máy sản xuất hydro tại Beaumont (Texas, Hoa Kỳ) nhằm chôn CO2 phát sinh xuống lòng đất.

Trang web của công ty khẳng định: “Năng lượng hydro là tương lai của chúng ta và Linde đang là doanh nghiệp dẫn đường.” Khi xe tải, xe buýt, tàu thuyền cần đến nhiên liệu hydro, Linde sẽ có mặt. Công ty biết cách xử lý khí ở áp suất 10.000psi.

Khi nào trái đất sẽ trở nên xanh? Có lẽ vào một ngày nào đó, nhưng không phải là tương lai gần. Trong cuộc trò chuyện, có hai cụm từ được Lamba đề cập đến là “vấn đề thời gian” và “hoạt động kiểm thử.” Ông sẽ không để tình trạng biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến mức lợi nhuận ước tính của Linde.

Cuộc cách mạng năng lượng xanh đang gặp rất nhiều thách thức. Trong ba năm trở lại đây, Quỹ năng lượng sạch Invesco Wilder Hill đã mất đi 72% nguồn đầu tư. Doanh số bán hàng của Tesla suy giảm. Các nhà sản xuất tua-bin điện gió lớn (Vestas cùng các công ty con của GE và Siemens) hoặc có lợi nhuận không đáng kể hoặc bị thua lỗ. Phố Wall ngập tràn các công ty hydro bị thua lỗ nặng nề.

Trong tình thế này, Linde là cái tên đáng gờm với mức lợi nhuận 6,2 tỉ đô la Mỹ trên tổng doanh thu 33 tỉ đô la Mỹ vào năm ngoái. (Dù Lamba ngưỡng mộ Greta Thunberg đến nhường nào thì lợi nhuận hoạt động của ông vẫn cao hơn, khoảng 27,6% nếu trừ các khoản thuế phí liên quan đến sáp nhập doanh nghiệp).

Lamba, 59 tuổi, phát triển từ lĩnh vực tài chính, khởi đầu từ quê hương Ấn Độ. Cuộc trò chuyện sôi nổi của ông tràn ngập những con số, biên lợi nhuận hoặc công thức hóa học. Những số liệu mà ông chia sẻ về việc sản xuất hydro được dựa trên dự báo rất lạc quan của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) rằng đến năm 2050, việc sản xuất hydro từ các nguồn phát thải thấp sẽ được đẩy mạnh đáng kể, tăng lên gấp 420 lần.

Có hai cách để thu thập nhiên liệu phong phú này. Một là dùng dòng điện phân tách nước thành khí hydro và oxy. Nếu dòng điện được sản xuất từ nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời hay điện gió thì đây là loại khí hydro được những nhà môi trường học ưa thích. Cách thứ hai là đốt cháy khí methane, bằng cách cho hỗn hợp khí methane và hơi nước đi qua chất xúc tác, nung nóng. Đó cũng là kỹ thuật mà Linde sử dụng trong hầu hết quá trình sản xuất hydro, trong đó cứ một kilogram hydro được sản xuất sẽ thải ra khoảng 9,3kg khí CO2.

Hydro có thể được tạo ra từ methane với mức giá không quá một đô la Mỹ/kg. Số tiền sẽ gấp đôi nếu lượng khí thải carbon được chôn vùi dưới lòng đất, và đó là điều mà Linde mong muốn thực hiện ở Beaumont vào cuối năm sau. Việc chôn lấp carbon sẽ mang lại cho Linde khoản trợ cấp chính phủ xấp xỉ 80 xu Mỹ/kg, nâng tổng chi phí sản xuất hydro lên mức 1,1 đô la Mỹ hoặc cao hơn.

Con số này cao hơn một chút so với chi phí sản xuất “hydro bẩn,” nhưng hydro loại tốt có thể được bán với giá cao hơn cho những khách hàng công nghiệp muốn quảng bá hành động thiện chí của họ. Nếu mọi việc suôn sẻ, hydro ở Beaumont có thể mang về cho Linde khoản lợi nhuận tương tự như khí “hydro bẩn” hiện tại.

Tuy nhiên, con số có vẻ không mấy khả quan đối với hydro được tạo ra từ năng lượng điện tái tạo, có giá từ 5-8 đô la Mỹ/kg. Khoản vay tín dụng ba đô la Mỹ từ chính phủ không đủ để giảm mạnh mức giá, ít nhất vào thời điểm hiện tại, bởi chi phí vốn đang gây nhiều khó khăn.

Ngoài ra, còn phải chú ý đến hoạt động kiểm thử. Lamba cho biết, máy điện phân cần không gian lớn gấp năm lần diện tích của một nhà máy sản xuất hydro bằng khí methane và cô lập carbon. Nếu các máy điện phân được cung cấp điện từ tấm pin năng lượng mặt trời thì diện tích phải lớn gấp 500 lần.

Linde tôn sùng chủ nghĩa năng lượng tái tạo. Công ty đang đầu tư vào các máy điện phân, bao gồm các máy công nghệ cao ứng dụng màng trao đổi proton để tối ưu hóa quá trình này.

Khi nào những công nghệ này có thể cạnh tranh về chi phí? Theo Lamba, hiệu quả có lẽ sẽ đạt được trong vòng năm đến bảy năm nữa. Tuy vậy, câu trả lời này có thể chỉ đơn giản là cách nói khéo mang hàm ý “Đừng mong chờ quá nhiều.”

Yếu tố quan trọng trong hoạt động khai thác nhiên liệu từ nước là nguồn năng lượng điện. Ở đây, Linde không hề khoa trương khi dùng từ “hydro xanh” để miêu tả sản phẩm của máy điện phân đang được xây dựng gần thác Niagara, dù nguồn năng lượng thủy điện cấp cho máy đang được chuyển sang phục vụ các mục đích sử dụng khác.

Xét đến tình hình của lưới điện Hoa Kỳ hiện nay, nếu hoàn toàn chuyển sang phương pháp điện phân thì sẽ phải xây thêm nhiều nhà máy chạy bằng khí thiên nhiên. Tuy nhiên, điều đó đi ngược lại với mục đích ban đầu.

Lamba chỉ ra một vấn đề hoàn toàn thực tế: “Chúng ta sẽ phải cạnh tranh về điện với các trung tâm dữ liệu AI.”

Quá trình điện phân nước hứa hẹn mang lại sự phồn thịnh cho môi trường trong tương lai rất gần. Năm 2005, chính quyền tổng thống George W. Bush dự báo, vào năm 2015 quá trình điện phân bằng năng lượng tái tạo sẽ tạo ra hydro với giá thành 2,75 đô la Mỹ/kg.

Tuy nhiên, đó vẫn là mục tiêu khó nắm bắt. Có lẽ sẽ có bước đột phá về công nghệ, hoặc chi phí sản xuất sẽ giảm đáng kể khi máy điện phân được sản xuất hàng loạt. Linde đang thận trọng một cách khôn ngoan. Doanh nghiệp này hợp tác thực hiện các nghiên cứu tiên tiến về máy điện phân với Công ty ITM Power của Anh. Hiện ITM đang thua lỗ.

Ý tưởng về hydro đã từng xuất hiện trong một quyển sách của nhà khoa học J.B.S. Haldane 100 năm trước: Sử dụng năng lượng tái tạo ngắt quãng để phân tách nước và dự trữ hydro để sử dụng sau này.

Với các nhà môi trường học thiên về tư duy trừu tượng nhưng không mạnh về số liệu, ý tưởng này có vẻ sáng suốt. Tuy nhiên điều này không thuyết phục đối với Lamba. Sẽ ra sao nếu máy điện phân của bạn chỉ hoạt động 1/3 thời gian? Khi đó chi phí khấu hao vốn đầu tư sẽ tăng gấp ba. Hydro xanh phi kinh tế sẽ càng trở nên phi kinh tế hơn nữa.

Dự trữ nhiên liệu sạch quý giá thì sao? Linde đã làm điều đó từ lâu, nhưng nỗ lực này không liên quan gì đến việc khử carbon. Công ty lưu trữ hydro trong một hang động ở Moss Bluff, Texas, gắn liền với mạng lưới đường ống dài 547km kết nối với khách hàng ở Bờ Vịnh (Gulf Coast). Mục tiêu là tạo ra nguồn cung cấp khí đốt đáng tin cậy 100%. Một đốm lửa nhỏ trong đường ống khí đốt dẫn vào một nhà máy sản xuất thép, chất bán dẫn hoặc xăng sẽ gây ra sự cố đóng cửa vô cùng tốn kém.

Khởi đầu của Linde bắt nguồn từ một thiết bị nhiệt động lực học vào cuối thế kỷ 19. Kỹ sư người Đức Carl von Linde đã tìm ra cách nén không khí lạnh sang trạng thái lỏng, sau đó để khí giãn nở nhanh chóng. Sau quá trình hóa lỏng, tiến hành chưng cất, trong đó oxy và nitơ có thể được tách riêng vì chúng có nhiệt độ sôi khác nhau.

Thị trường khí đốt lớn đầu tiên của Linde là oxy để sử dụng trong hàn axetilen, một công nghệ đã cách mạng hóa hoạt động đóng tàu và xây dựng những tòa nhà chọc trời.

Không lâu sau đó, hai kỹ sư người Đức đã tìm ra cách sử dụng nitơ: Kết hợp khí này với hydro để tạo ra amoniac và từ đó tạo ra phân bón nitrat. Với khám phá của ba nhà phát minh này, một nửa lượng nitơ đưa vào trong cơ thể chúng ta được bắt nguồn từ một nhà máy hóa chất.

Gia đình Von Linde có cổ phần trong các doanh nghiệp phân tách khí ở Anh và Hoa Kỳ, nhưng họ mất dần cổ phần theo thời gian, ví dụ trường hợp các tài sản của Hoa Kỳ mất trong Thế chiến thứ nhất. Ba công ty của Linde đã hoàn tất tái hợp nhất thông qua cuộc sáp nhập năm 2018.

Oxy và nitơ vẫn là những sản phẩm chủ lực của Linde, công ty đã vượt qua tình trạng kém hiệu quả kinh tế từ hoạt động sản xuất hàng hóa công nghiệp. Linde đã phát minh ra công nghệ sản xuất thép không gỉ với chi phí hợp lý bằng khí trơ argon, loại khí chiếm 1% lượng không khí được đưa vào các máy tách khí cao 76m. Công nghệ ứng dụng khí hóa lỏng của công ty giúp đông lạnh nhanh chóng hai tỉ bánh pizza mỗi năm. Linde bán các hỗn hợp khí hiếm cần thiết để vận hành các xưởng đúc chip.

Đôi khi công ty vượt quá giới hạn. Ví dụ, năm ngoái, mảng dịch vụ cung cấp oxy tại nhà đã trả 29 triệu đô la Mỹ để giải quyết cáo buộc thâm hụt liên quan Medicare.

“Về bản chất, chúng tôi là công ty công nghệ,” Lamba nói. “Có 3,7 đô la Mỹ tiền khí đốt và hóa chất của tôi được tính vào điện thoại iPhone.”

Linde tuyển dụng 435 tiến sĩ. Công ty có 3,6 tỉ đô la Mỹ tiền tồn đọng trong các hợp đồng kỹ thuật tùy chỉnh. Những người chủ trương cắt giảm giá thành không thể can thiệp sâu vào ngành này nếu không thể xử lý sản phẩm có thể gây ngạt thở, dễ cháy, dễ nổ hoặc chỉ trở nên hữu ích ở độ tinh khiết 99,999%.

Đối thủ của Linde là Air Products & Chemicals, một công ty có trụ sở tại Allentown, Pennsylvania, hoạt động trong cùng lĩnh vực và có cùng khát vọng tương tự về môi trường, nhưng quyết liệt hơn. Air Products đã công bố liên doanh trị giá 8,4 tỉ đô la Mỹ để sản xuất hydro xanh.

Phố Wall ưa thích cả hai công ty. Giá trị doanh nghiệp của Linde – giá trị vốn hóa thị trường cộng nợ trừ tiền mặt – bằng 6,7 lần doanh thu, so với mức 5,5 lần của Air Products. Kể từ khi sáp nhập công ty năm 2018, cổ phiếu của Linde đã tăng 157% so với 60% của Air Products. (Air Products không phản hồi yêu cầu phỏng vấn.)

Việc chuyển sang mục tiêu xanh sẽ mang lại thành quả vào một ngày nào đó, nhưng quan trọng là mọi kế hoạch không được vượt quá thời gian dự kiến.

Kế hoạch của Lamba bao gồm mục tiêu tăng dần biên lợi nhuận hoạt động, với tốc độ 0,3% đến 0,5% mỗi năm. Đây là một tham vọng, nhưng không xa vời hơn ý tưởng rằng hành tinh này sẽ đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Biên dịch: Quỳnh Anh