Lý do ô tô chạy điện chưa phải là phương tiện thật sự 'sạch'

Trong bối cảnh các đô thị lớn trên toàn cầu đều đối mặt ô nhiễm không khí, xe điện được xem là “lối thoát” cần thiết.

Lúc này, các nhà sản xuất ô tô, xe máy đều bắt tay vào đẩy mạnh hoạt động bán xe điện thay cho xe sử dụng động cơ đốt trong. Với nhiều ích lợi trong sử dụng hằng ngày, loại phương tiện mới này cũng được người tiêu dùng hồ hởi đón nhận. Việc kinh doanh ô tô chạy điện nhờ thế có những bước tiến đáng nể. Tuy nhiên, phát thải khí nhà kính từ sản xuất xe điện, các hình thức sản xuất điện, cũng như tác động của xe điện đối với lưới điện... vẫn khiến xe điện chưa thực sự “sạch” như mong muốn.

Sản xuất xe điện vẫn ô nhiễm hơn xe động cơ đốt trong

Theo nghiên cứu của Ủy ban quốc tế về vận tải sạch (ICCT) đối với vòng đời của xe điện và hoạt động sản xuất pin, để chế tạo ra mỗi kWh dung lượng pin xe điện sẽ phát thải từ 56 kg đến 494 kg CO2. Một số nghiên cứu cũng đưa ra ước tính về lượng khí thải tương đương trên mỗi km di chuyển trong suốt vòng đời một chiếc xe và kết luận mỗi kWh pin thường tương đương mức phát thải 1-2g CO2/km.

Theo chuyên gia Alekhya Datta, thành viên Bộ phận Điện và nhiên liệu, Viện Năng lượng và Tài nguyên Ấn Độ (TERI), sản xuất pin sử dụng rất nhiều năng lượng, từ việc khai thác nguyên liệu thô đến điện năng phục vụ chế tạo. Do đó, xe điện càng lớn với khoảng hành trình càng dài sẽ càng cần nhiều pin để cung cấp năng lượng, đồng nghĩa rằng lượng carbon phát thải càng nhiều.

Mặc dù việc sử dụng pin sạch hơn rất nhiều so với xăng - dầu truyền thống, vật liệu được sử dụng trong các loại pin - kể cả lithium-ion tiên tiến - đều có hại cho môi trường. Việc khai thác và chế biến các kim loại như lithium, đồng, mangan và niken đòi hỏi nhiều năng lượng và nó có thể giải phóng các hợp chất độc hại. Chất điện phân và muối (LiPF6) được sử dụng trong pin lithium-ion phổ biến làm chất phân tách chủ yếu là hợp chất hữu cơ gây nguy hiểm cho sức khỏe khi tiếp xúc với con người. Do đó, thách thức lớn nhất hiện nay trong nghiên cứu vật liệu là làm thế nào để tạo ra pin an toàn hơn hoặc thay thế hoàn toàn chất điện phân lỏng bằng vật liệu rắn để giảm độc tính và nguy cơ.

Khai thác nguyên liệu phục vụ chế tạo xe điện và pin vẫn là nguồn ô nhiễm lớn.

Nhiều nghiên cứu khác nhau đều chỉ ra, phát thải từ việc sản xuất một chiếc xe điện và mức năng lượng tiêu thụ trung bình cho hoạt động này ở thời điểm hiện nay đều gấp đôi so với việc sản xuất một chiếc xe động cơ đốt trong, gia tăng đáng kể nguy cơ trái đất ấm dần lên.

Nguồn điện sạch là cốt lõi của xe điện “xanh”

Đối với việc sử dụng, một thực tế là phần lớn điện trong lưới điện các quốc gia được sản xuất bằng các nguồn chưa thân thiện môi trường. Với những nước đang phát triển, thủy điện và nhiệt điện chiếm tỉ trọng lớn trong hạ tầng sản xuất điện - nhưng đây lại là hai loại hình kém sạch nhất.

Trong bối cảnh đó, giới chuyên môn cho rằng bước đầu tiên phải là triển khai sản xuất năng lượng sạch và chuẩn bị hạ tầng cần thiết khi xem xét việc triển khai xe điện ở quy mô lớn. Tại Na Uy - quốc gia được coi là mô hình điển hình của thế giới về triển khai xe điện, những nỗ lực của chính phủ đã bắt đầu từ năm 1990, trong đó các công ty tư nhân và công ty khởi nghiệp chỉ được khuyến khích đổi mới sau khi cơ sở hạ tầng đạt đến một ngưỡng cụ thể. Với những nước mới ngấp nghé triển khai điện sạch, ngành công nghiệp xe điện buộc phải được điều chỉnh với tiến trình phù hợp.

Trạm sạc xe điện sử dụng năng lượng mặt trời giúp “xanh hóa” loại phương tiện này.

Xe điện mới chỉ “dịch chuyển” ô nhiễm

Với những thực trạng nêu trên, có thể thấy dù xe điện không gây ô nhiễm không khí ở những nơi nó đi qua, nhưng không có nghĩa hoàn toàn không gây ô nhiễm. Theo Mercedes-Benz, chiếc xe điện EQC mà hãng đang bán ra thị trường xả thải chỉ bằng 60% xe xăng truyền thống sau 200.000 km vận hành. Con số này chỉ còn 30% nếu năng lượng sạc cho xe đến từ các nguồn tái tạo. Tuy nhiên, điều này đồng nghĩa rằng nếu xe bán ra vào 2021, phải tới 2031 những lợi ích thực sự mới xuất hiện.

Do đó, ý nghĩa lớn nhất mà xe điện mang lại vào lúc này là “giải tỏa” ô nhiễm cho các đô thị đông đúc. Việc tập trung ô nhiễm vào một số khu vực nhất định - như các nhà máy sản xuất xe, sản xuất pin, nhà máy điện, trung tâm xử lý thải... sẽ đem tới nhiều thuận lợi cho mọi nỗ lực bảo vệ môi trường ở bất kỳ quốc gia nào. Tuy nhiên, nếu hạ tầng phục vụ sản xuất, cũng như vận hành không được điều tiết phù hợp, những quốc gia, khu vực cung cấp nguyên liệu sản xuất, những nơi đặt nhà máy sản xuất, nơi cung cấp điện... dễ dàng biến thành “bãi rác” của thế giới.

Vậy xe điện cần gì để thực sự sạch? Sự cải thiện về công nghệ - đặc biệt là công nghệ pin, đẩy mạnh sản xuất năng lượng tái tạo đương nhiên là những động lực chính. Lượng phát thải cao hơn phát sinh từ một chiếc xe điện trong giai đoạn sản xuất sẽ được “đền bù” sau khoảng 2 năm vận hành xe điện thay cho xe động cơ đốt trong tương đương. Khung thời gian này giảm xuống còn khoảng một năm rưỡi nếu chiếc xe được sạc bằng năng lượng tái tạo. Những phát kiến pin mới như pin Li-air, pin Limetal, pin thể rắn... đều giúp nhanh “hòa vốn” hơn.

Làm thế nào để đưa năng lượng tái tạo tới người dùng xe điện cũng hết sức quan trọng. Việc phát triển những hệ thống phân phối năng lượng “sạch” chỉ phục vụ sạc xe điện cũng rất đáng xem xét. Một giải pháp đã được triển khai ở nhiều nước là xây dựng mạng lưới sạc năng lượng mặt trời. Giải pháp này thường song song ưu đãi chi phí nếu người dùng sạc xe ban ngày - khi nguồn năng lượng dồi dào nhất.

Cùng với đó, cần thúc đẩy mọi nỗ lực tìm ra các phương thức xử lý pin sau sử dụng hiệu quả hơn. Hiện nay, một số đơn vị trong lĩnh vực xe điện và năng lượng đề ra nhiều giải pháp tận dụng pin xe điện cho các ứng dụng thứ cấp, trong đó nổi bật là lưu trữ lưới điện dạng tĩnh (phục vụ tòa nhà, phương tiện khác...). Đồng thời, cần nỗ lực tái chế các nguyên liệu quan trọng như cobalt để hạn chế xả thải ra môi trường, giảm nhu cầu nguyên liệu trong quá trình sản xuất pin mới, hạn chế sức ép về thăm dò, khai thác khoáng sản phục vụ sản xuất xe điện.

Hoàng Linh