Ôtô điện 'xanh' đến mức nào

Mức độ ô nhiễm của xe xăng hay liệu rằng ôtô điện có thực sự tốt cho môi trường là những chủ đề đã tạo ra không ít tranh cãi trong suốt thời gian qua.

Nhằm phần nào giải đáp những thắc mắc này, trang tin ABC News của Australia đã tìm đến các nghiên cứu có liên quan để liệt kê và so sánh mức độ phát thải giữa xe điện với xe xăng, tính từ giai đoạn sản xuất cho đến khi những chiếc xe kết thúc vòng đời.

Nhìn chung, ôtô - cả nhóm sử dụng động cơ đốt trong lẫn xe thuần điện - đều ghi nhận phát thải ở cả 4 giai đoạn quan trọng trong vòng đời. Chúng bao gồm quá trình sản xuất xe, quá trình sản xuất pin và ắc-quy, quá trình vận hành trong suốt vòng đời và sau cùng là quy trình thải bỏ và tái chế, bao gồm cả xử lý pin.

Xe điện "chịu thua" ở giai đoạn sản xuất

Những mẫu xe được mang ra tham khảo trong nghiên cứu do ABC News thực hiện bao gồm Tesla Model Y, Toyota RAV4 và duy nhất Mazda CX-5 đại diện cho nhóm ôtô chạy xăng.

Theo ABC News, quy trình sản xuất ôtô khởi nguồn từ công đoạn tinh chế nguyên liệu thô cho thân xe bằng kim loại, bên cạnh vật liệu để sản xuất nội thất, lốp, ghế ngồi cũng như các phụ tùng còn lại. Ở giai đoạn sơ khởi này, cả ôtô điện lẫn xe xăng đều sở hữu lượng phát thải gần như tương đương nhau.

Sự khác biệt bắt đầu khi quá trình sản xuất pin xe điện xuất hiện. Pin là thành phần quan trọng cung cấp năng lượng cho những chiếc ôtô điện, do vậy bộ phận này thường sở hữu kích thước vượt trội và trọng lượng khá lớn, dẫn đến nhiều nguyên liệu hơn cần được sử dụng so với ắc-quy điện trên ôtô động cơ đốt trong.

Thậm chí đối với những mẫu SUV điện như Tesla Model Y hay Toyota RAV4, khối pin cũng sở hữu kích thước và trọng lượng trội hơn so với những chiếc sedan hay hatchback chạy điện.

Quy trình sản xuất pin khiến mỗi chiếc xe điện phải "cõng" khoảng 7,4 tấn carbon trong suốt vòng đời. Ảnh: The Wall Street Journal.

Theo ABC News, pin sản xuất ở Trung Quốc sở hữu lượng phát thải cao hơn số pin sản xuất ở châu Âu, trong khi phần lớn ôtô điện lưu hành tại Australia được trang bị bộ pin có nguồn gốc Trung Quốc.

Tuy nhiên các chuyên gia khí hậu cho rằng lượng phát thải carbon từ quy trình sản xuất pin sẽ sớm được kéo giảm bởi theo thời gian, ngày càng nhiều hơn năng lượng tái tạo sẽ tham gia vào quá trình sản xuất pin.

Dù vậy, quy trình sản xuất hiện tại đang khiến xe điện phải “cõng” thêm khoảng 7,4 tấn carbon/xe trong suốt vòng đời, theo dữ liệu từ ABC News. Yếu tố này khiến xe điện được cho là phải tạm chấp nhận “chịu thua” ôtô động cơ đốt trong về mức độ tác động đến môi trường, nếu chỉ tính đến hết giai đoạn sản xuất.

Xe xăng "thất thế" trong quá trình sử dụng

Số liệu ước tính do Cục Thống kê Australia thực hiện cho thấy trung bình một chiếc ôtô tại xứ sở chuột túi vận hành khoảng 12.600 km mỗi năm, tức tương đương khoảng 189.000 km trong suốt vòng đời 15 năm. Do đó, quãng đường 189.000 km sẽ được ABC News sử dụng làm hệ quy chiếu để so sánh lượng phát thải của các mẫu xe trong quá trình vận hành.

Theo ABC News, lượng phát thải của đại diện duy nhất ở nhóm xe xăng là gần 46 tấn CO2 trong suốt vòng đời của mình.

Giáo sư Robin Smit thuộc Đại học Công nghệ Sydney cho rằng nhóm nhiên liệu hóa thạch cần phải trải qua quá trình xử lý và vận chuyển đến các đơn vị cung cấp. Do đó, lượng phát thải của xe xăng cần phải được cộng thêm số carbon thải ra môi trường trong suốt quá trình nói trên.

Mazda CX-5 là mẫu xe xăng duy nhất xuất hiện trong nghiên cứu của ABC News. Ảnh: Mazda.

Trang tin ABC News cho hay mức tiêu thụ nhiên liệu của xe xăng được sử dụng trong tính toán là 8,3 lít/100 km theo chu trình WLTP. Thông số kỹ thuật này không chính xác với số liệu thực tế, thông thường sẽ thấp hơn những gì mà chiếc xe đạt được ngoài hiện trường.

“Xe xăng hoạt động không hiệu quả. Khoảng 70-80% năng lượng bị lãng phí ở dạng nhiệt, do đó chỉ có khoảng 20-30% năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch được sử dụng để vận hành chiếc xe”, giáo sư Robin Smit khẳng định.

Báo cáo của ABC News cũng lưu ý rằng khách hàng Australia thường chọn những mẫu xe cỡ lớn, khác với nhóm khách hàng tại châu Âu vốn có xu hướng ưa chuộng các mẫu xe có kích thước nhỏ. Kích thước và trọng lượng xe lớn hơn đồng nghĩa với lượng phát thải cũng cao hơn ở từng xe.

Từ các dữ liệu có được, ABC News cung cấp biểu đồ dưới đây cho thấy lượng phát thải của xe xăng có xu hướng tăng trưởng đều đặn trong suốt vòng đời kéo dài 15 năm, trong khi đường cong tăng trưởng phát thải của xe điện lại có xu hướng đi ngang.

Nhìn chung, nghiên cứu của ABC News cho thấy tổng lượng phát thải CO2 của xe điện là khoảng 10,5 tấn trong suốt vòng đời. Con số này chủ yếu đến từ tỷ lệ 68% nhiệt điện trong mạng lưới điện Australia, theo một thống kê được thực hiện vào năm 2022.

Dù vậy, kịch bản do Cơ quan điều hành thị trường năng lượng Australia lập nên cho thấy một tỷ lệ lớn năng lượng tái tạo sẽ được bổ sung vào lưới điện nước này trong tương lai, đồng thời một số nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch cũng sẽ ngừng hoạt động.

Điều này sẽ khiến xe điện tại Australia càng trở nên “xanh” hơn bởi đã loại trừ được dấu chân carbon từ nhiệt điện. Theo ước tính, năm 2030 sẽ là thời điểm ôtô điện tại Australia bắt đầu phát thải ít hơn xe xăng do được tiếp cận với nguồn điện “sạch”.

Theo ABC News, ôtô điện tại bang Tasmania (Australia) thậm chí còn sở hữu lượng phát thải carbon thấp đến mức khiến đồ thị biểu diễn lượng khí thải của ôtô điện tại đây gần như đi ngang cho đến hết 15 năm vòng đời. Nguyên nhân được lý giải bởi Tasmania là một bang hải đảo với phần lớn điện năng được cung cấp từ các nhà máy thủy điện, khiến nguồn điện tại đây khá "sạch" và giúp xe điện gần như không lưu lại dấu chân carbon trong suốt quá trình sử dụng.

Theo dữ liệu của ABC News, nguồn điện “sạch” ở Tasmania có thể giúp xe điện tại bang hải đảo này cắt giảm lượng phát thải carbon đến gần 40 tấn so với một mẫu xe chạy xăng trong suốt vòng đời.

Xe điện tại bang hải đảo Tasmania (Australia) gần như không lưu lại dấu chân carbon trong suốt vòng đời sử dụng. Ảnh: Plugshare.

Theo một khảo sát vào năm 2021, phần lớn chủ xe điện tại Australia đều chọn phương án sạc xe tại nhà, còn xứ sở chuột túi cũng sở hữu hơn 3 triệu ngôi nhà được trang bị hệ thống năng lượng mặt trời áp mái.

Theo lời giáo sư Robin Smit, việc sử dụng điện năng từ các tấm pin năng lượng mặt trời để sạc xe điện khiến nhóm phương tiện này sở hữu mức phát thải CO2 gần như không đáng kể trong suốt quá trình sử dụng. Cụ thể, ABC News cho biết trong suốt 15 năm sử dụng, những chiếc xe điện được sạc từ nguồn quang năng sẽ sở hữu mức phát thải chưa đến một tấn CO2.

Đường đi của pin xe điện

Giáo sư Robin Smit cho biết hầu hết vật liệu trên ôtô đều có thể được tái chế, giúp bù đắp một phần lượng phát thải ghi nhận trong suốt quá trình sản xuất và sử dụng xe.

Trong khi đó, đường đi của pin ôtô điện sau thời gian dài sử dụng vẫn còn là một đề tài gây tranh cãi, nhưng ABC News cho rằng các bộ pin cũ vẫn có nhiều giá trị dù đã được tháo gỡ khỏi xe.

Theo Charge Map, pin xe điện thông thường sẽ sở hữu tuổi thọ khoảng 8-10 năm, hoặc đo bằng số chu kỳ sạc/xả với trung bình khoảng 1.250 chu kỳ. Nhìn chung, hầu hết pin lithium-ion trên xe điện cần được thay thế khi dung lượng khả dụng rơi về mức 70%.

Hiện, Tesla đang giới thiệu Powerwall, một loại pin có thể dự trữ điện năng do hệ thống năng lượng mặt trời thu thập được trong ngày để các hộ gia đình có thể sử dụng vào ban đêm. Một vài công ty trên thế giới đã cung cấp các giải pháp tương tự, nhưng Powerwall của Tesla gần như là thiết bị duy nhất tận dụng các bộ pin cũ vốn được đánh giá là không còn đủ điều kiện sử dụng trên ôtô điện.

Tesla Powerwall là một trong những giải pháp tái sử dụng pin xe điện cũ. Ảnh: Tesla.

Thông tin từ Charge Map cho hay châu Âu đã đặt ra quy định về tỷ lệ bắt buộc của vật liệu có thể tái sử dụng trong thành phần pin.

Cụ thể, thành phần bộ pin được yêu cầu phải sở hữu 50% lượng lithium có thể tái sử dụng vào năm 2027, trước khi tăng lên thành 80% vào năm 2031. Với nhóm vật liệu coban, đồng, chì và niken, tỷ lệ nói trên được bắt buộc ở mức 90% vào năm 2027 và sẽ tăng lên thành 95% vào năm 2031.

Nếu không thể được tái sử dụng, số pin cũ này sẽ đi vào chu trình tái chế tại một trung tâm chuyên biệt, nơi 70-90% tổng trọng lượng pin được thu hồi. Theo Charge Map, những tiến bộ công nghệ trong tương lai được kỳ vọng sẽ giúp tỷ lệ thu hồi trọng lượng pin trong quá trình tái chế sớm đạt 100%.

Tại châu Âu, các nhà sản xuất xe điện có nghĩa vụ phải tái chế bộ pin trang bị trên ôtô do hãng sản xuất. Quy định này được đưa ra theo chỉ thị vào năm 2011 vào được điều chỉnh bởi điều R. 543-130 của Bộ luật Môi trường châu Âu.

Pin xe điện sẽ được tái sử dụng hoặc tái chế để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Ảnh: Li-Cycle.

Còn tại Việt Nam, VinFast vào tháng 12 năm ngoái đã thông báo hợp tác với Marubeni để tái sử dụng pin xe điện thông qua việc hợp tác nghiên cứu và sản xuất các hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS) từ pin xe điện đã qua sử dụng.

Cụ thể, VinFast sẽ là đơn vị cung ứng pin, còn Marubeni đảm nhiệm việc đánh giá khả thi, tư vấn kỹ thuật và triển khai lắp đặt BESS. Theo kế hoạch, Marubeni sẽ ứng dụng công nghệ độc quyền từ đối tác chiến lược để tái sử dụng pin xe điện VinFast, phát triển thành BESS với giá cả phải chăng, sản xuất dễ dàng mà không cần tháo dỡ, xử lý và đóng gói lại pin.

Phúc Hậu