Số lượng xe điện trên đường phố thế giới đang tăng mạnh, đạt con số kỷ lục vào năm ngoái.
Đó dường như là một tin tốt khi thế giới đang cố gắng loại bỏ nhiên liệu hóa thạch đang tàn phá khí hậu toàn cầu. Nhưng khi ô tô điện trở nên phổ biến hơn, một số người đặt câu hỏi về mức độ thân thiện với môi trường của chúng.
Ví dụ, pin trong xe điện sẽ sạc bằng nguồn điện lấy trực tiếp từ lưới điện – lưới điện thường được cung cấp năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch. Và có những câu hỏi về mức độ tiêu tốn năng lượng để chế tạo một chiếc xe điện hoặc pin xe điện so với việc chế tạo một chiếc xe truyền thống tương đương.
Xe điện có xanh hơn không?
Câu trả lời ngắn gọn là có – nhưng tiềm năng xanh hoàn toàn của chúng vẫn còn nhiều năm nữa.
Các chuyên gia đều đồng ý rộng rãi rằng xe điện tạo ra lượng khí thải carbon thấp hơn trong suốt vòng đời của chúng so với ô tô và xe tải sử dụng động cơ đốt trong truyền thống.
Năm ngoái, các nhà nghiên cứu từ các trường đại học Cambridge, Exeter và Nijmegen ở Hà Lan phát hiện ra rằng ở 95% thế giới, lái ô tô điện tốt cho môi trường hơn là lái ô tô chạy bằng xăng.
Lưới điện ở hầu hết các nơi trên thế giới vẫn được cung cấp năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch như than hoặc dầu và xe điện phụ thuộc vào năng lượng đó để được sạc. Riêng biệt, sản xuất pin EV vẫn là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng.
Một nghiên cứu từ Viện Sáng kiến Năng lượng Công nghệ Massachusetts cho thấy việc sản xuất pin và nhiên liệu cho xe điện tạo ra lượng khí thải cao hơn so với sản xuất ô tô. Nhưng những chi phí môi trường cao hơn đó sẽ được bù đắp bằng hiệu quả sử dụng năng lượng vượt trội của xe điện theo thời gian.
Nói tóm lại, tổng lượng khí thải mỗi dặm đối với ô tô chạy bằng pin thấp hơn so với ô tô có động cơ đốt trong tương đương.
Sergey Paltsev, nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Sáng kiến Năng lượng MIT và là một trong những tác giả của nghiên cứu, nói với CNBC: “Nếu chúng ta xem xét tình hình hiện tại, ở một số quốc gia, xe điện vẫn tốt hơn ngay cả khi có lưới điện hiện tại”. .
Paltsev giải thích rằng toàn bộ lợi ích của xe điện sẽ chỉ được hiện thực hóa sau khi các nguồn điện trở thành năng lượng tái tạo và có thể phải mất vài thập kỷ để điều đó xảy ra.
Ông nói: “Hiện tại, xe điện ở Mỹ trung bình sẽ thải ra khoảng 200 gram CO2 mỗi dặm. “Chúng tôi dự kiến rằng với việc làm sạch lưới điện, chúng tôi có thể giảm 75% lượng khí thải từ xe điện, từ khoảng 200 (gram) hiện nay xuống còn khoảng 50 gam CO2 mỗi dặm vào năm 2050.”
Tương tự, Paltsev cho biết nghiên cứu của MIT cho thấy những chiếc xe hybrid không cắm điện với động cơ đốt trong hiện thải ra khoảng 275 gam CO2 mỗi dặm. Vào năm 2050, lượng khí thải dự kiến của chúng dự kiến sẽ nằm trong khoảng từ 160 đến 205 gam CO2 mỗi dặm – phạm vi rộng hơn xe điện vì tiêu chuẩn nhiên liệu khác nhau tùy theo từng nơi.
Quá trình khử cacbon là quá trình giảm phát thải khí nhà kính do đốt nhiên liệu hóa thạch. Những nỗ lực nhằm giảm thiểu ô nhiễm trong các ngành công nghiệp khác nhau dự kiến sẽ làm giảm hơn nữa tác động môi trường của việc sản xuất và sạc xe điện theo thời gian.
Eric Hannon, một chuyên gia có trụ sở tại Frankfurt, cho biết: “Khi bạn mong đợi phần còn lại của thập kỷ, nơi chúng ta sẽ chứng kiến lượng lớn quá trình khử cacbon trong sản xuất điện và lượng lớn quá trình khử cacbon trong lĩnh vực công nghiệp, xe điện sẽ được hưởng lợi từ tất cả quá trình khử cacbon đó.” đối tác tại McKinsey & Company, nói với CNBC.
Xe điện dựa vào pin lithium-ion có thể sạc lại để chạy. Các chuyên gia cho biết, quá trình sản xuất những loại pin này – từ sử dụng nguyên liệu thô khai thác như coban và lithium, đến sản xuất tại các nhà máy lớn và vận tải – tiêu tốn nhiều năng lượng và là một trong những nguồn phát thải carbon lớn nhất từ xe điện hiện nay.
Gigafactory là cơ sở sản xuất pin EV trên quy mô lớn.
“Sản xuất xe điện dẫn đến lượng khí thải nhiều hơn đáng kể so với sản xuất ô tô chạy xăng. Florian Knobloch, thành viên tại Trung tâm Quản trị Môi trường, Năng lượng và Tài nguyên Thiên nhiên Cambridge, cho biết tùy thuộc vào quốc gia sản xuất, lượng khí thải sản xuất tăng thêm từ 30% đến 40%, chủ yếu là từ quá trình sản xuất pin.
Những con số phát thải sản xuất cao hơn đó được coi là “một khoản đầu tư ban đầu, mang lại kết quả khá nhanh do lượng khí thải trong suốt vòng đời giảm”.
Tờ Washington Post đưa tin năm nay rằng Trung Quốc hiện đang thống trị ngành sản xuất pin, với 93 gigafactory sản xuất pin lithium-ion so với chỉ 4 nhà máy ở Mỹ.
George Crabtree, giám đốc Trung tâm nghiên cứu lưu trữ năng lượng chung của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, nói với CNBC: “Tôi nghĩ pin là thành phần phức tạp nhất trong xe điện và có chuỗi cung ứng phức tạp nhất”. Việc sản xuất pin tạo ra sự khác biệt lớn về lượng khí thải carbon đối với xe điện.
Ông giải thích: Pin được sản xuất tại các nhà máy gigafactory cũ ở Trung Quốc thường chạy bằng nhiên liệu hóa thạch vì đó là xu hướng cách đây 5 đến 10 năm. Vì vậy, những chiếc xe điện được chế tạo bằng pin từ các nhà máy hiện có sẽ thải ra lượng khí thải carbon lớn.
Nhưng điều đó đang thay đổi, ông nói, vì “mọi người đã nhận ra rằng đó là một lượng khí thải carbon khổng lồ”.
Các chuyên gia chỉ ra những cân nhắc khác xung quanh việc sản xuất pin.
Chúng bao gồm các hoạt động khai thác phi đạo đức và không bền vững với môi trường, cũng như tính chất địa chính trị phức tạp của chuỗi cung ứng, nơi các quốc gia không muốn phụ thuộc vào các quốc gia khác về nguyên liệu thô như coban và lithium hoặc pin thành phẩm.
Theo Crabtree, việc khai thác nguyên liệu thô cần thiết cho sản xuất pin có thể sẽ là hoạt động cuối cùng được khử cacbon.
Các chuyên gia cho rằng điều này có thể thay đổi theo thời gian vì nguyên liệu thô cần thiết cho sản xuất pin đang có nguồn cung hạn chế, khiến các doanh nghiệp không còn lựa chọn nào khác ngoài việc tái chế.
Hannon của McKinsey đã nêu ra những lý do khác để các công ty thực hiện nỗ lực tái chế của mình. Chúng bao gồm một môi trường pháp lý nơi các nhà sản xuất, theo luật, sẽ phải xử lý pin đã qua sử dụng – và việc xử lý chúng có thể tốn kém hơn.
Ông nói: “Những người coi việc thiếu cơ sở hạ tầng tái chế là một vấn đề không nhận ra rằng chúng tôi chưa cần cơ sở hạ tầng tái chế rộng rãi vì ô tô còn quá mới nên chúng tôi không cần nhiều xe trở lại”.
Ông nói thêm, hầu hết các công ty ô tô đều đang nỗ lực để đảm bảo rằng họ có khả năng tái chế đáng kể trước khi xe điện bắt đầu hết vòng đời trong thập kỷ tới.
Knobloch từ Đại học Cambridge cho biết rất nhiều nghiên cứu đang được tiến hành để cải tiến công nghệ pin, làm cho chúng bền vững hơn với môi trường và ít phụ thuộc hơn vào nguyên liệu thô khan hiếm. Ông nói thêm cũng cần nhiều nỗ lực hơn trong việc khử cacbon cho lưới điện.
Knobloch cho biết: “Điều rất quan trọng là công suất phát điện tái tạo được bổ sung vào lưới điện mỗi năm nhiều hơn công suất phát điện bằng than”.
“Ngày nay, việc xây dựng năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió ngoài khơi quy mô lớn dễ dàng hơn nhiều so với việc xây dựng nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch mới. Những gì chúng tôi thấy là ngày càng có nhiều điện tái tạo được đưa vào lưới điện trên toàn thế giới.”
Tuy nhiên, ông chỉ ra rằng việc tạo ra điện bằng cách sử dụng các nguồn tái tạo vẫn sẽ thải ra khí nhà kính do có khí thải từ việc sản xuất các tấm pin mặt trời và tua-bin gió. Knobloch nói thêm: “Những gì chúng tôi xem xét là sẽ mất bao lâu cho đến khi lưới điện được khử cacbon đủ để bạn thấy được lợi ích lớn từ xe điện”.
Các chuyên gia đồng ý rằng việc chuyển đổi từ ô tô chạy bằng xăng sang xe điện không phải là liều thuốc chữa bách bệnh cho cuộc chiến toàn cầu chống biến đổi khí hậu.
Nó cần phải đi đôi với sự thay đổi xã hội nhằm thúc đẩy việc sử dụng nhiều hơn phương tiện giao thông công cộng và các phương thức di chuyển thay thế, bao gồm cả xe đạp và đi bộ.
Giảm việc sử dụng phương tiện cá nhân đòi hỏi nhiều kinh phí và hoạch định chính sách.
Paltsev của MIT, đồng thời là phó giám đốc chương trình chung của trường về khoa học và chính sách thay đổi toàn cầu, giải thích rằng hiện có khoảng 1,2 tỷ ô tô chạy bằng nhiên liệu trên đường trên toàn cầu – con số đó dự kiến sẽ tăng lên từ 1,8 tỷ đến 2 tỷ.
Để so sánh, hiện nay chỉ có khoảng 10 triệu xe điện.
Sự bùng nổ xe điện là có thật – nhưng con đường sẽ không dễ dàng
Paltsev cho biết, mọi người đánh giá thấp số lượng ô tô mới phải được sản xuất và cần bao nhiêu vật liệu để sản xuất những chiếc ô tô điện đó.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế dự đoán số lượng ô tô điện, xe buýt, xe tải và xe tải hạng nặng trên đường dự kiến sẽ đạt 145 triệu chiếc vào năm 2030.
Theo Knobloch, ngay cả khi mọi người lái xe điện thay vì ô tô chạy bằng xăng, thì vẫn sẽ có rất nhiều khí thải từ các phương tiện cắm điện do khối lượng quá lớn của chúng.
“Vì vậy, đây không phải là viên đạn bạc để giảm thiểu biến đổi khí hậu. Lý tưởng nhất là bạn cũng cố gắng giảm số lượng ô tô một cách ồ ạt và cố gắng thúc đẩy những thứ như giao thông công cộng,” ông nói. “Việc đưa mọi người tránh xa phương tiện di chuyển bằng ô tô cá nhân cũng quan trọng như vậy.”