Băng tan và mực nước biển dâng lên, sự xuất hiện của thời tiết cực đoan như bão, hạn hán hay các đợt nắng nóng gay gắt, thật khó để phủ nhận tầm vóc của những gì chúng ta đang chiến đấu ở đây. Và sẽ còn tệ hơn nữa nếu nhiệt độ của trái đất tăng thêm 2 độ C.
Trong một nỗ lực để giảm thiểu những hậu quả này, các nhà khoa học đã xem xét những gì có thể là nguyên nhân chính của biến đổi khí hậu. Họ phát hiện ra rằng các khí nhà kính (GHG) như carbon dioxide, methane hoặc nitrous oxide, và sol khí đang thay đổi bầu khí quyển và khiến hành tinh tiếp xúc nhiều hơn.
Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) chỉ ra rằng trong số 49 Gt Co2 eq thải vào khí quyển năm 2010, 14% được thải ra bởi các phương tiện giao thông. Và mặc dù đã là một con số lớn, điều này thậm chí còn không xem xét đến tác động của Co2 từ các hoạt động bổ sung như sản xuất phương tiện giao thông hoặc mài mòn mặt đường.
Do ô tô chiếm 72% lượng khí thải Co2 trong lĩnh vực này (tiếp theo là máy bay, với 10%), thị trường ô tô điện ngày càng phát triển và dường như là một giải pháp tốt để chống lại biến đổi khí hậu. Nhưng có đúng là xe điện không phát thải không?
Liệu xe điện có thật sự ”xanh”?
Có phải xe điện sạch hơn xe động cơ đốt trong?
Sự khác biệt cơ bản giữa ô tô thông thường, ô tô nhiệt và ô tô điện liên quan đến quá trình biến đổi thế năng (dự trữ) thành động năng (chuyển động). Trong ô tô nhiệt, năng lượng này được lưu trữ dưới dạng hóa học và được giải phóng thông qua phản ứng hóa học bên trong động cơ.
Mặt khác, mặc dù cũng có năng lượng được lưu trữ hóa học, ô tô điện giải phóng nó bằng điện hóa mà không cần bất kỳ loại đốt cháy nào, nhờ vào pin lithium-ion. Điều này có nghĩa là không có nhiên liệu bị đốt cháy và do đó không có ô nhiễm không khí do CO2 thải ra khi xe chạy. Chúng cũng hiệu quả hơn so với ô tô sử dụng năng lượng hóa thạch. Vì vậy, đây có phải là một chiến thắng rõ ràng cho phong trào điện khí hoá? Xe điện và các phương tiện giao thông điện liệu có “xanh” hơn không?
Nếu nguồn năng lượng để cung cấp năng lượng cho những chiếc xe này không đến từ các tấm pin mặt trời, tuabin gió hay thậm chí là hạt nhân hay thủy điện thì lượng khí thải CO2 của chúng sẽ cao hơn nhiều. Ví dụ, nếu điện được sử dụng để sạc ô tô đến từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, thì không có vấn đề gì nếu khi xe điện đang vận hành, vì ô nhiễm này đã được tạo ra ở một số nhà máy điện.
Điều này có nghĩa là nếu ta đang lái một chiếc ô tô điện ở Mỹ, nơi nhiên liệu hóa thạch chiếm 62,7% sản lượng năng lượng của cả nước vào năm 2017, ta có thể vô tình góp phần thải nhiều khí CO2 vào bầu khí quyển hơn so với khi lái xe ở Iceland, vì nơi đây điện được cung cấp gần như hoàn toàn bằng năng lượng thủy điện, địa nhiệt và năng lượng mặt trời.
Đối với UE28, các dự báo là đáng khích lệ, dự kiến hỗn hợp lưới điện của EU sẽ giảm từ 300g CO2 EQ/km vào năm 2015 xuống 200g CO2 EQ/km vào năm 2030 và 80gCO2 EQ/km vào năm 2050. Nhưng hãy giả sử một kịch bản mà ô tô 100% được cung cấp năng lượng tái tạo hoặc năng lượng sạch. Vậy chúng ta có thể nói rằng ô tô điện không có khí thải không?
Quy trình sản xuất ô tô.
Việc sản xuất ô tô điện và ô tô sử dụng nhiên liệu hóa thạch có giống nhau không? Quy trình sản xuất diễn ra như thế nào?
Chu trình sản xuất ô tô bắt đầu với việc nguyên liệu thô được chiết xuất, tinh chế, vận chuyển và sản xuất thành một số thành phần sẽ được lắp ráp để sản xuất chính chiếc ô tô đó. Quá trình này rất giống nhau ở cả ô tô thông thường và ô tô điện. Tuy nhiên, vào cuối quá trình sản xuất, ô tô điện là thứ tạo ra nhiều khí thải carbon hơn, theo Liên minh các nhà khoa học.
Tại sao ô tô điện là thứ tạo ra nhiều khí thải carbon hơn trong quá trình sản xuất?
Bởi vì ô tô điện lưu trữ năng lượng trong các pin lớn (chúng càng lớn thì phạm vi hoạt động của chúng càng lớn) có chi phí môi trường cao. Điều này xảy ra vì những viên pin này được làm từ các nguyên tố đất hiếm (REE – Rare Earth Elements) như lithium, niken, coban hoặc than chì chỉ tồn tại bên dưới bề mặt Trái đất và do đó phụ thuộc vào các hoạt động khai thác với quy trình rất ô nhiễm. Đó là lý do tại sao câu hỏi liệu ô tô điện có xanh hơn hay không đi kèm với một câu trả lời dễ dàng.
Ví dụ, để sản xuất 1 tấn REE, 75 tấn chất thải axit (không phải lúc nào cũng được xử lý đúng cách) và 1 tấn dư lượng phóng xạ cũng được tạo ra, theo Hiệp hội Đất hiếm Trung Quốc. Bất chấp những vấn đề ô nhiễm này, nghiên cứu cho chúng ta biết đừng lo lắng về sự sẵn có của các nguyên tố đất hiếm này và khi nói đến lithium, có dữ liệu ước tính đủ trữ lượng trên toàn thế giới trong 185 năm tới, ngay cả khi thị trường EC tăng gấp ba lần, theo Ngân hàng Deutsche Bank.
Đối với coban, than chì và niken, chúng dường như cũng đang ở trong tình trạng “thoải mái”, vì nhu cầu trong những năm tới dự kiến sẽ không còn xa so với nguồn dự trữ mà Trái đất cung cấp. Mặc dù, có vẻ như mọi thứ sẽ diễn ra tốt đẹp, nhưng đừng quên tác động tiêu cực đến môi trường của việc trích xuất REE.
Ngoài trọng lượng của REE, năng lượng được sử dụng để sản xuất pin cũng chịu trách nhiệm cho gần một nửa tác động môi trường của chúng vì hầu hết năng lượng này không đến từ các nguồn carbon thấp. Tuy nhiên, các dự báo cho thấy việc sản xuất điện đang được cải thiện và có nhiều nguồn tái tạo đi vào lưới điện, điều này sẽ giúp giảm dấu vết sinh thái của việc xây dựng các loại pin này.
Mặt khác, phát triển các hệ thống năng lượng tái tạo cũng có tác động của nó. Cuối cùng, chúng ta nên hợp lý về điều này và bất chấp những tác động của pin lithium-ion khi so sánh với ô tô thông thường, vì điều này sẽ được bù đắp trong vòng 6 đến 16 tháng lái xe (sử dụng năng lượng sạch) ở Mỹ hoặc 2 năm ở EU. Kể từ thời điểm này, xe điện tiếp tục là một giải pháp thay thế sinh thái tốt hơn cho những chiếc xe hơi thông thường cho đến khi pin của chúng sắp hết vòng đời. Nhưng điều gì xảy ra tiếp theo? Pin lithium-ion được xử lý như thế nào khi chúng không còn hữu ích cho ô tô điện?
Pin xe điện khi không còn sử dụng sẽ đi về đầu.
Pin ô tô điện đi đến đâu khi hết vòng đời? Chúng có được tái chế theo cách thân thiện với môi trường không?
Trong ngành công nghiệp ô tô, theo một nghiên cứu từ Hội đồng quốc tế về giao thông sạch (ICCT), 99% pin axit-chì (loại chạy trong ô tô chạy bằng nhiên liệu hóa thạch) được tái chế tại Mỹ. Đây không phải là trường hợp của pin lithium-ion có sự kết hợp rất cụ thể của các thành phần hóa học và số lượng ít lithium, điều này không khiến chúng trở thành một cơ hội thị trường hấp dẫn.
Ví dụ, tại thị trường EU, vào năm 2011, chỉ có 5% lượng lithium được thu gom và phần còn lại được đốt hoặc đổ tại các bãi chôn lấp (điều này đặc biệt không làm cho ô tô điện trở nên xanh hơn), vì nó không được chứng minh bởi giá cả hoặc các quy định để thu hồi nó bằng các quy trình luyện kim thủy lực.
Tuy nhiên, càng nhiều loại pin được bán ra ngoài thị trường ô tô điện đang phát triển, thì việc cố gắng tìm ra cách tái chế chúng hoặc thu hồi các nguyên tố đất hiếm càng trở nên thú vị hơn. Vì vậy, rất có thể một ngành công nghiệp tái chế mạnh mẽ cho những loại pin này sẽ tiếp tục phát triển và cho phép ô tô điện trở nên xanh hơn.
Trong khi đó, một giải pháp khác có thể phải làm là tái sử dụng những viên pin này và mang lại cho chúng tuổi thọ thứ hai vì chúng có thể hỗ trợ lưới điện của các tòa nhà và lưu trữ năng lượng từ các nguồn điện gió hoặc mặt trời. Điều này cũng sẽ giúp bù đắp các tác động môi trường của việc sản xuất pin ngay từ đầu vì chúng được khấu hao trong thời gian dài hơn.
Xe điện trong tương lai sẽ thật sự xanh.
Ô tô điện có thật sự thân thiện với môi trường và không phát thải?
Không, ô tô điện chúng không phải là phương tiện không phát thải. Chúng ta đã thấy rằng mặc dù chúng không thải ra CO2 trong khi vận hành, chúng có thể làm điều đó trong 3 giai đoạn khác: trong quá trình sản xuất, sản xuất năng lượng và vào cuối vòng đời của chúng. Trong trường hợp đầu tiên, nhu cầu hoạt động khai thác để chiết xuất kim loại đất hiếm được sử dụng trong pin rất tiêu tốn năng lượng và gây ô nhiễm.
Đối với việc sản xuất năng lượng, nếu chiếc xe đang được cung cấp năng lượng từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, nó vẫn thải ra khí CO2 trong khí quyển, không phải từ ống xả mà từ một nhà máy điện xa xôi nào đó. Khi nói đến việc tái chế pin, đây vẫn là một quá trình tốn kém và liên tục và hầu hết các loại pin vẫn chưa được tái chế.
Mặc dù vậy, các giải pháp để làm cho ô tô điện trở nên xanh hơn, thân thiện hơn với môi trường và bền vững đang được phát triển. Và mặc dù vẫn còn chỗ để cải tiến, chúng ta cũng thấy rằng ô tô điện, như ngày nay, nhìn chung đã thân thiện với môi trường hơn trong suốt vòng đời của chúng hơn so với ô tô chạy bằng nhiên liệu hóa thạch thông thường, đặc biệt là nếu chúng được chạy bằng điện sạch.
Một số quốc gia đã nhận ra điều này và đó là lý do tại sao họ đang thúc đẩy sự phát triển của thị trường ô tô điện, chủ yếu bằng cách cung cấp các lợi ích tài chính để làm cho ô tô cạnh tranh hơn về mặt kinh tế. Trên thực tế, các quốc gia như Na Uy, Đức hay Costa Rica đang đồng loạt tăng đặt cược vào năng lượng tái tạo và đặt ra thời hạn kết thúc các loại xe ô tô thông thường trên đường của họ. Nhưng cuối cùng, liệu xe điện có phải là giải pháp cho vấn đề bền vững của chúng ta về tính di chuyển?
Chúng ta có toan tính về việc sử dụng các nguyên tố đất hiếm REE trong một thời gian nhưng liệu có thực sự có đủ các tài nguyên về lâu dài không? Dự báo của Liên hợp quốc là 68% dân số thế giới sẽ sống ở các khu vực thành thị vào năm 2050, vì vậy các vấn đề như giao thông, bãi đậu xe và tỷ lệ tiêu dùng cao cũng sẽ cần được quản lý.
Sự thật là phương tiện giao thông công cộng là một lựa chọn tốt hơn so với sử dụng phương tiện cá nhân nếu chúng ta muốn giảm lượng khí thải carbon của mình. Vì vậy, chúng ta không nên lo lắng hơn về việc phát minh lại nó sao? Một số nhà khoa học cho rằng nền kinh tế ô tô, thậm chí xe máy hoặc xe đạp, sẽ là giai đoạn tiếp theo trong quá trình phát triển của việc di chuyển, với các mô hình kinh doanh mới đã được phát triển. Hãy đón nhận sự thay đổi?