Ngày nay, các mẫu xe điện được cung cấp năng lượng bởi pin sạc có vẻ là mục tiêu.

Trong khi xe hydro một thời được ca ngợi như phương tiện của tương lai lại rất hiếm và tương đối mù mờ.

Pin nhiên liệu thực ra có rất nhiều ưu điểm trong cuộc cạnh tranh, xét trên cả khía cạnh về quãng đường xe có thể di chuyển cũng như thời gian nạp lại nhiên liệu.

Lượng xe điện tiêu thụ mạnh ở thị trường Châu Âu nhưng chưa phải biện pháp tối ưu

Đại dịch COVID-19 khiến cho nhu cầu tiêu thụ xe cá nhân ở châu Âu gia tăng mạnh.

Ghi nhận trong năm 2021, số xe chạy điện tăng lên đáng kể, nhờ có các chính sách hỗ trợ từ phía chính phủ.

Theo dữ liệu của Hãng Jato Dynamics, số xe điện bán ra tại châu Âu trong tháng 11-2021 chiếm đến 26%, tương đương cứ 4 xe bán ra lại có 1 xe điện.

Ôtô điện chiếm gần 20% doanh số bán xe ở châu Âu trong quý 3.

Như vậy, xe điện trở thành loại xe bán chạy thứ hai tại châu lục này, trong khi xe chạy diesel giảm còn 18%.

Thế nhưng, xe điện chưa thật sự được xem là giải pháp tối ưu cho môi trường vì nguồn điện dùng để sạc pin vẫn được tạo ra từ các nhà máy nhiệt điện.

Xe điện là một lựa chọn sáng suốt cho vấn đề môi trường, hơn những chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong. Tuy nhiên, khí pin thải loại của xe điện vẫn còn bỏ ngỏ thì việc cải thiện môi trường ở đây mới chỉ là giải pháp trước mắt.

Khí gas tự nhiên nên vẫn sản sinh lượng lớn cacbonic. Hơn thế nữa, tái chế pin xe điện khi hết thời hạn sử dụng cũng rất khó khăn.

Các chất thải độc hại trong pin xe điện khi ngấm vào đất và nước gây hại đến sức khỏe con người.

Hydro - Năng lượng sạch của tương lai

Đối với ôtô, năng lượng tạo ra sẽ chạy qua một pin nhiên liệu và biến đổi thành điện năng thay vì một vụ nổ.

Ở cả hai trường hợp đều không tạo ra sự phát thải độc hại nào, đây chính là lý do để kỳ vọng các pin nhiên liệu là nguồn năng lượng tuyệt vời cho xe hơi tương lai.

Xe chạy bằng hydro xanh được xem là giải pháp tối ưu nhất trong ngành công nghiệp ô tô.

Khí hydro tạo ra phản ứng cháy nổ trong buồng đốt của động cơ đốt trong để sinh nhiệt, sinh công nhưng chỉ tạo khí thải là hơi nước (2H2+O2→ 2 H2O).

Phản ứng điện hóa kết hợp giữa hydro và oxygen.

Hơn thế nữa, quá trình sản xuất hydro xanh không tạo ra khí thải. Đó là dùng điện từ năng lượng mặt trời hoặc gió để tách hydro từ nước.

Tuy nhiên, quá trình tạo ra hydro xanh từ năng lượng tái tạo lại có chi phí cao, và không thể sản xuất khí hydro liên tục từ mặt trời và gió.

Hiện nay, phần lớn H2 được tạo ra bằng than và khí methan (CH4), điện phân nước cũng được sử dụng tuy nhiên giá thành còn cao.

Quá trình phân tách nước thành nhiên liệu hydro bằng năng lượng tái tạo.

Hydro được tạo ra bằng cách trên được gọi là hydro xám hay hydro lam… Các cách sản xuất như vậy vẫn tạo ra khí CO và CO2, gây ra ô nhiễm môi trường.

Nhưng nếu so sánh lợi ích với khí CO2 sinh bởi xe pin điện hay hybrid, đặc biệt là với xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch thì xe pin nhiên liệu tốt hơn rất nhiều cho môi trường.

Vì thế, nhiều nước trên thế giới vẫn đẩy mạnh nghiên cứu quy trình sản xuất khí hydro không tạo khí thải với hy vọng hydro xanh là chìa khóa để làm chậm biến đổi khí hậu.

Thời gian nạp pin nhanh chóng, công suất lớn

Trong khi những chiếc xe sử dụng pin điện phổ biến hơn bao giờ hết nhưng ngành công nghiệp ôtô lại phải vận lộn với hai vấn đề chính đó là:

Thứ nhất, để sạc được đầy bộ pin sẽ tốn rất nhiều thời gian (nếu tài xế không thể tiếp cận được một trạm sạc nhanh).

Ngược lại, xe chạy bằng hydro còn có thời gian nạp nhiên liệu nhanh chóng.

Thời gian bơm hydro chỉ từ 5 đến 10 phút, tương đương với xe xăng.

Trong khi bộ sạc nhanh của Tesla (công suất 120 kW) cung cấp cho pin 80% năng lượng trong nửa giờ, BMW i3 hoặc Nissan Leaf có thể mất khoảng 4 hoặc 8 giờ tương ứng để được sạc đầy.

Do đó với người dùng chuyên chạy xe đường dài, xe điện vẫn chưa thực sự lý tưởng.

Thứ hai, ngay cả khi bộ pin đã được sạc đầy thì hầu hết những chiếc xe chạy pin điện chỉ hoàn thành được nửa quãng đường so với xe chạy xăng thông thường.

Loại xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro, với ưu điểm có thể đi được quãng đường khá dài. Sử dụng pin cũng không gặp các vấn đề về môi trường như động cơ đốt trong chạy bằng hydro.

Xét về công suất, Hydro được đánh giá làm việc tốt gấp 2 lần động cơ đốt trong.

Cụ thể, hiệu suất làm việc của hydro chiếm ưu thế khi gấp 6 lần xăng.

Trong khi đó, pin không được đánh giá cao về công suất đầu ra. Chỉ số này phụ thuộc vào hệ thống pin và tốc độ km/h.

Hơn nữa, để không làm tuổi thọ của pin giảm xuống, người dùng cần có sự điều tiết bằng cách giữ tốc độ ổn định, không nên tăng tốc đột ngột khi vận hành xe sử dụng pin.

Những chiếc xe sử dụng pin nhiên liệu không gặp phải hai vấn đề này.

Hydro có thể được bơm vào xe nhanh như khi chúng ta đổ xăng hay dầu.

Và một khi bình nhiên liệu được nạp đầy, quãng đường xe di chuyển cũng chẳng hề thua kém.

Toyota Mirai là chiếc sedan pin nhiên liệu có quãng đường di chuyển ngắn nhất hiện nay cũng đạt tới 510 km trước khi tài xế phải dừng lại.

Một mẫu xe Mirai của Toyota.

Điều đó có nghĩa nó tối ưu hơn 50% so với 354 km của một chiếc Tesla Model 3 tiêu chuẩn.

Giá cả vẫn là yếu tố gây trở ngại

Mặc dù chạy bằng hydro có công suất lớn, thời gian nạp pin nhanh chóng, nhưng giá cả của loại xe này không hề rẻ.

Xe chạy bằng hydro có giá đắt gấp 3 lần xe chạy dầu, gấp đôi xe chạy điện.

Thêm vào đó, cơ sở hạ tầng phục vụ dòng xe chạy hydro lại chưa đồng bộ.

Ở Mỹ, có 20.000 trạm sạc pin cho xe điện, trong khi chỉ có 45 trạm sạc hydro chủ yếu nằm ở bang California.

Không chỉ gặp khó trong việc chia tách hydro, các nhà sản xuất còn gặp trở ngại trong việc lưu trữ và vận chuyển khí H2.

Để cung cấp một số lượng lớn trạm tiếp năng lượng hydro tại nhiều khu vực trong một thời gian ngắn là một điều rất khó.

Giá thành chi trả cho việc xây dựng hệ thống dẫn khí rất lớn, nếu xảy ra sơ suất, H2 rò rỉ ra ngoài có thể gây ra cháy nổ.

Năng lượng hydro vẫn nhận được nhiều sự quan tâm trong tương lai

Nhiều quốc gia trên thế giới đang rất tích cực xây dựng hệ thống dẫn khí Hydro do tin rằng đây là nguồn năng lượng của tương lai.

Năm 2017, Nhật Bản đã xây dựng chiến lược xã hội hydrogen, mới đây nhất một công ty của nước này cũng giới thiệu tàu điện sử dụng nhiên liệu hydro.

Công ty đường sắt lớn nhất Nhật Bản thử nghiệm chiếc tàu chạy bằng nhiên liệu hydro đầu tiên trong năm 2022, động thái nhằm hướng tới mục tiêu Nhật Bản đạt trung hòa carbon vào năm 2050.

Theo một tờ báo của Tây Ban Nha, các nước châu u đang xây dựng đường ống dẫn khí hydro xanh dài 39.700 km kết nối 21 quốc gia.

Nếu đề án phát triển hệ thống khí hydro thành công tại châu u thì châu u có thể giảm sự phụ thuộc khí đốt của Nga, công nghiệp ngành ô tô cũng bước sang một trang mới.

Khi các nhà sản xuất thành công tìm ra phương án sản xuất hydro xanh, thương mại hóa xe chạy bằng hydro để giảm giá thành sản phẩm thì đây sẽ là mối đe dọa lớn đến ngành công nghiệp xe điện.

Tổng hợp, nguồn: CafeF, LiTHACO