Ô tô điện liệu có gây ô nhiễm hơn xe hybrid?

Tranh cãi về việc xe điện có thực sự thân thiện với môi trường hơn xe hybrid lại được khơi dậy sau phát biểu gây chú ý của Chủ tịch Toyota – ông Akio Toyoda. Trong cuộc phỏng vấn với Automotive News hồi tháng 4 vừa qua, ông Toyoda cho rằng một chiếc xe điện gây ô nhiễm gấp ba lần một chiếc xe hybrid. Phát biểu này nhanh chóng được lan truyền rộng rãi và bị nhiều phương tiện truyền thông quốc tế coi là “quả bom nổ chậm” nhằm vào tương lai của xe điện.

Theo lập luận của Chủ tịch Toyota, nếu Nhật Bản sản xuất và sử dụng 9 triệu xe điện thay vì xe hybrid, tổng lượng khí thải CO2 thậm chí sẽ tăng lên, vì phần lớn nguồn điện tại quốc gia này vẫn được tạo ra từ các nhà máy nhiệt điện. Tuy nhiên, theo tạp chí Motor1, tỷ trọng năng lượng tái tạo trong cơ cấu điện của Nhật đang tăng nhanh trong những năm gần đây. Điều đó cho thấy những phát biểu của ông Toyoda có thể đúng với tình hình cụ thể tại Nhật Bản ở một thời điểm nhất định, nhưng chưa phản ánh đầy đủ bức tranh toàn cầu về xe điện và xe hybrid.

Một trong những lập luận quen thuộc chống lại xe điện là việc sản xuất pin – thường sử dụng các nguyên liệu như lithium, cobalt và niken – tạo ra lượng phát thải cao do quá trình khai thác và tinh chế khoáng sản đòi hỏi nhiều nước, năng lượng và gây ô nhiễm môi trường. Điều này khiến mỗi chiếc xe điện khi xuất xưởng đã mang theo một “khoản nợ carbon” lớn hơn so với xe xăng hoặc hybrid.

Một nghiên cứu công bố trên tạp chí IOP Science cho thấy quá trình sản xuất xe điện có thể tạo ra từ 11 đến 14 tấn CO2, trong khi xe xăng hoặc hybrid chỉ tạo ra khoảng 6 đến 9 tấn. Tuy nhiên, điều quan trọng cần hiểu là trong khi xe xăng và hybrid tiếp tục phát thải trong suốt quá trình vận hành, thì xe điện bắt đầu “trả nợ” carbon nhờ không phát thải khí CO₂ khi di chuyển.

Thời gian để xe điện “hòa vốn” lượng khí thải do sản xuất ra có thể khác nhau tùy vào phương pháp tính toán. Một nghiên cứu năm 2023 của Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne tại Mỹ cho rằng xe điện cần khoảng 19.500 dặm, tương đương gần 31.000 km, để bù đắp lượng khí thải ban đầu – con số này thấp hơn hai năm sử dụng đối với người Mỹ trung bình. Một nghiên cứu khác trên tạp chí Nature đưa ra mức cao hơn là 28.000 dặm (khoảng 45.000 km), nhưng dù theo số liệu nào, xe điện vẫn trở thành phương tiện phát thải thấp hơn trong suốt vòng đời nếu được sử dụng lâu dài.

Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mức độ phát thải của xe điện là nguồn điện sử dụng để sạc. Tại Mỹ, quốc gia đang chuyển dịch mạnh mẽ sang năng lượng sạch, 43% điện sản xuất trong năm 2024 đến từ các nguồn năng lượng tái tạo như gió và mặt trời, theo dữ liệu từ tổ chức nghiên cứu Ember. Dù vậy, sự khác biệt giữa các bang là rất lớn. Những bang như California, Texas có tỉ lệ năng lượng sạch cao, trong khi những nơi như West Virginia vẫn phụ thuộc vào than đá.

Điều này dẫn đến thực tế là trong một số trường hợp cụ thể, xe hybrid có thể phát thải thấp hơn xe điện, đặc biệt khi xe điện được sạc bằng điện than và xe hybrid được sử dụng hiệu quả ở tốc độ thấp với hệ thống tái tạo năng lượng phanh hoạt động thường xuyên. Tuy nhiên, các tình huống như vậy ngày càng ít đi theo thời gian khi lưới điện toàn cầu trở nên “xanh” hơn.

Ngay cả trong những nơi như West Virginia, một chiếc Tesla Model Y vẫn phát thải 149g CO2 mỗi dặm, thấp hơn so với Toyota Prius bản hybrid sạc điện (PHEV) với mức phát thải 177g CO2 mỗi dặm, theo công cụ tính toán của Bộ Năng lượng Mỹ. Ở California, nơi có lưới điện sạch hơn, Model Y chỉ phát thải 80g CO2 mỗi dặm – thấp hơn hẳn mức 130g CO2 mỗi dặm của Prius PHEV. Đó là còn chưa kể đến việc rất nhiều người sở hữu xe PHEV không sạc thường xuyên, khiến xe vận hành giống như xe xăng thông thường.

Một lợi thế lớn khác của xe điện là hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Trong khi xe chạy xăng chỉ chuyển hóa được khoảng 20-40% năng lượng từ nhiên liệu thành chuyển động, phần còn lại thất thoát dưới dạng nhiệt, thì xe điện có hiệu suất hơn 90%. Điều này giúp xe điện tiết kiệm năng lượng hơn rõ rệt trong quá trình vận hành.

Nghiên cứu của IOP Science cũng cho thấy xe điện chỉ cần 2,2 đến 2,4 năm sử dụng để bù đắp lượng phát thải so với xe hybrid, và chỉ cần 1,3 đến 1,6 năm để vượt qua xe xăng, tùy thuộc vào phân khúc xe. Nghiên cứu này đã tính cả yếu tố phát thải từ lưới điện.

Ngoài ra, các công nghệ pin đang không ngừng cải tiến theo hướng giảm phụ thuộc vào nguyên liệu hiếm. Pin lithium iron phosphate (LFP) và lithium manganese rich (LMR) là những ví dụ điển hình. Những loại pin này giúp giảm lượng khí thải từ khâu sản xuất và mang đến tương lai xe điện “sạch” hơn ngay từ đầu. Song song đó, ngành công nghiệp tái chế pin cũng đang phát triển với nhiều công ty như Redwood Materials – do cựu kỹ sư Tesla thành lập – đang tìm cách tái chế hoàn toàn pin từ xe điện cũ hoặc bị hỏng, hướng đến mô hình kinh tế tuần hoàn, giảm thiểu nhu cầu khai thác khoáng sản mới.

Tuy nhiên, Motor1 cũng không cho rằng xe hybrid hay PHEV là lựa chọn kém thân thiện với môi trường. Ngược lại, với người tiêu dùng chưa sẵn sàng chuyển sang xe thuần điện, hybrid là một giải pháp hợp lý và hiệu quả. Nếu được sạc thường xuyên, PHEV có thể vận hành gần giống xe điện trong các chuyến đi ngắn hằng ngày. Xe hybrid truyền thống như Toyota Prius vẫn cho mức tiết kiệm nhiên liệu cao và giảm phát thải rõ rệt so với xe xăng thuần túy. Thậm chí, các mẫu xe xăng hiện đại cũng đã sạch hơn nhiều so với cách đây vài thập kỷ.

Tuy nhiên, khi xét trên toàn diện – từ phát thải trong sản xuất, quá trình sử dụng, hiệu suất vận hành cho đến khả năng tái chế – xe điện vẫn là lựa chọn vượt trội hơn về môi trường. Trong bối cảnh các quốc gia đang chạy đua cắt giảm phát thải, hướng đến mục tiêu không khí sạch và tương lai không carbon, xe điện vẫn là con đường hứa hẹn nhất.