Ô tô điện, một giải pháp hoàn hảo?

Xe buýt điện Vinbus của tập đoàn Vingroup.

Suốt thế kỷ 20, nhân loại, chính xác hơn là các nước giàu có ở Âu Mỹ, đã rất vô tư về việc sử dụng năng lượng. Ban đêm đèn điện thắp sáng mọi nẻo đường, thắp sáng các nhà chọc trời dù không ai làm việc. Lượng ô tô lên đến hơn 1 tỉ cho dân số 7-8 tỉ! Các mỏ dầu được khai thác khắp thế giới, mỗi năm mấy tỉ tấn dầu được cung cấp cho thị trường để đốt. Xã hội tiêu thụ đã biến hóa thành xã hội phí phạm.

Hội nghị COP21 đã đưa ra những chương trình hành động “carbon trung tính” nhằm giảm lượng khí thải CO2 với mục tiêu giới hạn trái đất chỉ tăng 2 độ C ở cuối thế kỷ 22. Kế hoạch điện hóa xe nằm trong chương trình này.

Nhiều quốc gia, đứng đầu là Liên minh châu Âu (EU), gây nhiều áp lực rất mạnh lên ngành công nghiệp ô tô như phạt nặng các công ty sản xuất các xe xăng dầu không tôn trọng quy định về khí thải ô nhiễm và khí CO2, cấm các xe diesel quá cũ chạy trong các thành phố lớn và mạnh nhất là cấm bán ô tô động cơ nhiệt, kể cả xe hybrid nạp điện, từ năm 2035. Đồng thời họ có chính sách trợ cấp để khuyến khích người tiêu dùng mua xe điện, tạo ra một làn sóng nhu cầu ô tô điện.

Theo dữ liệu từ công ty nghiên cứu EV-Volumes.com, doanh số ô tô điện, năm 2020, ở châu Âu lên tới 1,4 triệu chiếc – tăng 137%, so với 1,3 triệu và 12% ở Trung Quốc. Nhưng sự tăng trưởng này biểu hiện cho xu hướng tiêu dùng mới hay chỉ là do tác động từ chính sách trợ cấp?

Khúc quanh của công nghiệp ô tô thế giới

Dù sao thì ngành công nghiệp ô tô cũng bắt đầu đi vào khúc quanh không đường lùi nhưng cũng không có tầm nhìn xa phía trước. Vì các ô tô xăng dầu sẽ bị cấm bán từ năm 2035, các tập đoàn ô tô đầu tư hàng trăm tỉ đô la Mỹ để phát triển xe điện bình và đa số đã quyết định ngừng sản xuất xe nhiệt từ năm 2030.

Họ đã đầu tư cả trăm tỉ euro để chuyển công nghiệp xe động cơ nhiệt sang xe điện, nhưng ngày nay, không ai kiếm được bất kỳ lợi nhuận nào từ xe điện. Tesla là một thí dụ điển hình. Công ty này lời rất nhiều trên thị trường chứng khoán và đã đưa ông Elon Musk thành một trong những người giàu nhất thế giới, nhưng kể từ khi thành lập cách đây 18 năm hầu như chưa lời được đồng nào từ việc bán ô tô điện! Một tình huống không thể kéo dài…

Vì cho đến ngày nay, thị trường xe điện bình chỉ phát triển nhanh ở các quốc gia có sự hỗ trợ tài chính quan trọng để bù đắp cho những điểm yếu của xe điện và sự do dự của người mua.

Nhưng khi mức trợ cấp giảm thì lượng xe bán cũng giảm như trường hợp Trung Quốc, lượng xe bán đã giảm 16% trong tháng 8-2021 khi tiền trợ cấp giảm; và chuyện này cũng xảy ra tương tự ở Đan Mạch. Giải thích việc này, ông Ola Kallenius, Chủ tịch Daimler Mercedes Benz đã nhận định rằng “nhu cầu thị trường không theo lệnh”.

Các nhà sản xuất ô tô đang tham gia vào một cuộc chuyển đổi triệt để nhưng nguy hiểm cho họ về mặt kinh tế. Sự thay đổi quá mạnh và nhanh là mối đe dọa thực sự đối với các tập đoàn ô tô, và theo tạp chí Forbes thì “không nhiều nhà sản xuất ô tô ở Mỹ và châu Âu sẽ sống sót”.

Những giới hạn của ô tô điện bình

Thật ra ô tô điện bình chưa phải là giải pháp hoàn hảo cho việc giảm làm nóng trái đất. Nếu tính tổng lượng khí thải CO2 trong suốt quá trình từ sản xuất nguyên liệu (lithium, coban, đất hiếm,…) đến bánh xe (khí thải khi xe vận chuyển), lượng CO2 của ô tô dùng điện sản xuất từ các nhà máy nhiệt điện than gần tương đương với xe xăng và chỉ thực sự sạch hơn nếu dùng điện tái tạo (gió hay mặt trời hay hạt nhân). Hiện tại, trừ một số nước như Pháp, Na Uy, Đan Mạch…, đa số điện sử dụng đều được sản xuất từ than!

Ô tô điện bình cũng không phải là giải pháp đáp ứng tất cả nhu cầu di chuyển. Vì năng lượng tích lũy của bình có giới hạn và thời gian sạc điện lâu nên loại xe này chỉ thích hợp cho việc chạy đường ngắn khoảng 400 cây số và giảm xuống 50% nếu chạy trên đường cao tốc và dùng máy lạnh, các thiết bị điện tử. Do đó, tâm lý sợ hết điện giữa đường và khó tìm điểm sạc trên đường luôn luôn ám ảnh người lái.

Một giải pháp khác: ô tô hydro – pin nhiên liệu

Nếu ô tô điện ắc quy không tìm được giải pháp kỹ thuật đáp ứng yêu cầu người sử dụng, xe điện hydro có thể là giải pháp thay thế không?

Khác với xe điện bình là điện được nạp vào ắc quy để cung cấp cho động cơ, điện của ô tô hydro được sản xuất bởi pin nhiên liệu từ hydro tích lũy trên xe.

Với mật độ năng lượng cao, một bình 5-7 lít hydro (dưới áp suất 700 bars) có thể chạy được 1.000 cây số và chỉ cần vài phút, như xe xăng, có thể đổ đầy bình, công nghệ này rất thích hợp cho các xe chạy đường trường, các loại xe vận tải cũng như máy bay và tàu thủy. Nhưng nó chưa đạt được những nhu cầu về giá và lượng khí thải CO2 trong quá trình sản xuất hydro từ nước, cần vốn đầu tư quá cao vào hệ thống phân phối hydro dưới áp suất cao hay hydro hóa lỏng, và còn nhiều vấn đề kỹ thuật khác.

Với các năng lượng tái tạo gió và mặt trời, ô tô điện hydro có tiềm năng phát triển rất cao. Do đó, nhiều quốc gia, đặc biệt là các nước EU đã và đang đầu tư rất nhiều vào chương trình phát triển năng lượng hydro. Các tập đoàn ô tô như Toyota và Honda của Nhật Bản, Hyundai của Hàn Quốc và BMW của Đức đang đặt cược ở trung hạn, năm 2050, vào dòng xe này.

Thật vậy, ô tô điện hydro đi trễ hơn xe điện bình vài chục năm, nhiều nhà chuyên môn ước tính khoảng 30 năm, nhưng khi đuổi kịp điện hydro, với những thuận tiện cho người sử dụng ngang với xe xăng, loại xe này sẽ nhanh chóng chinh phục thị trường.

Vấn đề chiến lược: kim loại, chất bán dẫn và đất hiếm

Thoát khỏi dầu mỏ, công nghiệp ô tô điện lại lệ thuộc vào nhiều tài nguyên thiên nhiên tương đối giới hạn, khó khai thác và chế biến gồm các kim loại dùng cho ắc quy Li-ion, các đất hiếm cho động cơ điện và chất bán dẫn cho thiết bị điện tử, máy tính. Hơn nữa, công nghiệp sản xuất điện gió và điện mặt trời cũng cần nhiều các vật liệu này cho các thiết bị của turbine gió, tấm pin mặt trời và mạng lưới phân phối điện.

Nhu cầu về kim loại sẽ bùng nổ trong những thập kỷ tới và sẽ nằm trong các trận chiến kinh tế lớn trên thế giới. Nó làm dấy lên lo ngại về căng thẳng nguồn cung do tập trung sản xuất, trong đó Trung Quốc chiếm vị trí thống lĩnh. Một sự phụ thuộc khiến các cường quốc phương Tây lo lắng vào thời điểm căng thẳng kinh tế và địa chính trị mạnh mẽ giữa Bắc Kinh và Washington, mà còn cả châu Âu.

Tiến tới một xã hội không phí phạm

Trong bối cảnh này, EU đang triển khai kế hoạch phát triển công nghiệp tái chế pin, đồng thời các tập đoàn ô tô tham gia đầu tư khai thác các mỏ trên thế giới. Theo một báo cáo của Pháp vừa được công bố đầu năm 2022, ước tính tổng cộng các kim loại cần cho công nghiệp ô tô điện, châu Âu sẽ không thể sản xuất vượt quá 30% nhu cầu năm 2030.

Tái sử dụng và tái chế là giải pháp đã được EU thúc đẩy mạnh để giảm lệ thuộc cung ứng bên ngoài đồng thời tiết kiệm các tài nguyên của trái đất. Đó là hướng mà thế giới cần phát triển, dù cho đến nay, các nhà sản xuất ô tô không quan tâm nhiều đến tiết kiệm do chi phí năng lượng tương đối thấp, không bắt buộc xử lý chất thải hoặc nghĩa vụ tái chế, nhưng vấn đề trở nên chiến lược với các tài nguyên sử dụng cho ô tô điện như lithium và các đất hiếm,…

Dù sạch hơn, nhưng quá trình sản xuất điện, khai thác và chế biến các nguyên liệu, chế tạo các thiết bị… để làm ra ô tô điện bình vẫn gây ô nhiễm và biến đổi khí hậu. Giảm lượng xe cá nhân bằng cách phát triển các phương tiện giao thông công cộng là hướng xã hội cần phải tiến tới.

TS. Khương Quang Đồng