Xe tải thân thiện với môi trường: Pin hay nhiên liệu hydrogen?

Lựa chọn pin hay hydrogen?

Giá nhiên liệu tăng vọt trong khi tác động của biến đổi khí hậu cũng ngày càng nặng nề hơn khiến cho các phương tiện giao thông chạy điện (EV) nhận được nhiều sự chú ý.

Các dòng ô tô điện hiện nay sử dụng hai nguồn năng lượng chính là pin và hydrogen. Hiện một số hãng xe như Volkswagen đang sử dụng xe tải chạy bằng pin vì chi phí phải chăng, cơ sở hạ tầng phục vụ việc sạc pin cho xe cũng đã khá phát triển. Trong khi đó, nhiều hãng xe khác, đặc biệt là các hãng của châu Á như Hyundai Motor, Isuzu Motor hay Honda lại đang chú trọng nghiên cứu nhiên liệu hydrogen.

Đầu tiên, cần khẳng định, cả pin và hydrogen đều là loại nhiên liệu thân thiện với môi trường. Trong khi pin, điển hình là pin lithium có khả năng lưu trữ hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió, mặt trời; thì hydrogen cũng được cho là phương tiện sinh thái tối ưu khi sử dụng điện năng sinh ra từ phản ứng hoá học giữa hydro và oxy, nên không thải ra khí carbon.

Về mật độ năng lượng, nhiên liệu hydrogen có thể làm việc tốt gấp 2 lần động cơ đốt trong, trong khi pin không được đánh giá quá cao về công suất đầu ra. Một cách dễ hiểu thì hydrogen có mật độ năng lượng gấp 120 lần so với mật độ năng lượng của pin. Tuy nhiên, pin lại có độ an toàn vượt trội so với hydrogen. Pin chỉ bị phân huỷ khi nhiệt độ lên tới 500-600 độ, trong khi hydrogen lại rất dễ cháy nổ khi hoạt động ở nhiệt độ cao.

Bên cạnh đó, mạng lưới các trạm sạc điện tuy còn chưa đồng bộ, nhưng cũng đã phát triển hơn nhiều, với số lượng lớn hơn và độ bao phủ rộng hơn so với các điểm tiếp nhiên liệu hydrogen hiện có. Không những thế, một khó khăn mà các nhà sản xuất vẫn chưa tìm được cách giải quyết đó là việc chia tách, lưu trữ và vận chuyển khí hydro.

Như vậy, mỗi loại đều có những ưu và nhược điểm riêng, nhưng rõ ràng, pin điện đã phát triển được một thời gian khá dài, trong khi nhiên liệu hydrogen vẫn còn đang trong giai đoạn đầu nghiên cứu. Bài toán chi phi sẽ khá nan giải cho những hãng xe lựa chọn loại nhiên liệu mới này.

Kết hợp pin và hydrogen - liệu có phải là giải pháp?

Tevva - một công ty khởi nghiệp tại Anh đang thử nghiệm loại xe tải sử dụng kết hợp cả pin và nhiên liệu hydrogen, đã bước đầu đạt được những kết quả khả quan.

Hãng này vừa ra mắt một chiếc xe tải 7,5 tấn chạy pin nhưng sử dụng hydrogen làm nguồn năng lượng dự phòng. Với phương án này, chiếc xe có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba quãng đường di chuyển, lên đến khoảng 500 km. Ngoài ra, hệ thống năng lượng kép cũng đảm bảo rằng xe tải điện có thể đi trên các tuyến đường nội thành và ngoại thành dài hơn, mà không bị dừng lại đột ngột vì hết pin nhanh hơn dự kiến. Điều này đồng nghĩa với việc các tài xế xe tải không phải quá lo lắng về việc phải dừng lại giữa chừng để sạc pin cho xe, đặc biệt là khi việc sạc điện trên đường di chuyển sẽ tốn kém hơn nhiều so với việc quay trở về kho và sử dụng bộ sạc phù hợp với xe.

Ông Asher Bennett, Giám đốc điều hành Tevva, cho biết: "Hầu hết thời gian, chiếc xe sẽ sử dụng pin và lưới điện. Nhưng với việc sử dụng hydrogen để dự phòng, chúng tôi đang loại bỏ bất kỳ mối lo ngại nào về chiều dài quãng đường của xe. Việc bỏ dở hành trình để quay về trạm sạc rõ ràng không hợp lý một chút nào".

Tevva đang đặt mục tiêu sẽ tiếp tục tung ra các mẫu xe với tải trọng 12 tấn và 19 tấn. Hiện công ty đang nhắm tới việc chiếm lĩnh thị trường xe tải hạng trung, bởi đây chính là loại xe thường xuyên phải quay trở lại cùng một kho hàng vào mỗi ngày để có thể sạc đầy pin. Tevva cho biết, với việc sử dụng nhiêu liệu dự trữ là hydrogen, các xe sẽ chỉ phải sạc lại 1-2 lần một tuần. Đồng thời, các trạm tiếp nhiên liệu hydrogen di động của hãng cũng có thể đến kho của các công ty vận tải đường bộ hàng tuần để khắc phục tình trạng khan hiếm điểm tiếp nhiên liệu hiện nay.

Hydrogen có thể là nhiên liệu tương lai của xe tải?

Liên minh châu Âu (EU) đặt mục tiêu giảm 1/3 lượng khí thải CO2 từ các loại xe tải vào năm 2030 so với mức của năm 2019. Trước đó, Ủy viên về giao thông tại EU Adina Vălean cho biết, Ủy ban châu Âu dự kiến đến năm 2030 sẽ có 60.000 xe tải chạy bằng hydrogen hoạt động trên các con đường tại châu Âu. Mục tiêu này vừa đặt ra áp lực nhưng cũng là động lực để các hãng sản xuất nhanh chóng nghiên cứu tìm được phương án tối ưu cho việc sử dụng nhiên liệu hydrogen.

Hiện hãng xe Hyundai đang thử nghiệm loại xe tải Hyundai's Xcient với phạm vi hoạt động khoảng 400 km tại Thụy Sĩ - nơi được miễn thuế cầu đường đối với xe không phát thải carbon. Loại xe này đang đảm nhận việc giao hàng cho các siêu thị và công ty hậu cần. Trong khi đó, Volvo Trucks cũng đang tham gia cuộc đua thử nghiệm xe chạy bằng hydrogen, với mong muốn tung ra thị trường một dòng xe mới vào cuối thập kỷ này. 

Cuối tháng 6 vừa qua, hãng này cũng đã trình làng chiếc xe tải chạy bằng hydrogen với phạm vi hoạt động lên đến 1000km, tương đương với nhiều xe tải chạy bằng động cơ diesel, trong khi thời gian tiếp nhiên liệu chỉ dưới 15 phút. Tổng tải trọng của xe có thể đạt khoảng 65 tấn trở lên.

Volvo Trucks cho biết công nghệ pin nhiên liệu hydro sẽ phù hợp nhất với những chiếc xe tải chạy quãng đường rất xa, tải rất nặng hoặc không yên tâm về điều kiện sạc điện trên hành trình.

Thời gian tới, với sự phát triển của công nghệ hiện đại, các dòng xe tải chạy bằng hydrogen (dù là loại xe chỉ sử dụng hydrogen hay kết hợp pin và hydrogen) được dự báo sẽ nhanh chóng tăng lên. Còn giờ đây, các hãng vẫn đang phải cxem xét giải bài toán cân bằng giữa chi phí, hạ tầng, sự sẵn có của nguồn nhiên liệu và giảm phát thải.