LTS: Sử dụng pin năng lượng thay cho các nguồn năng lượng hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt…) đang trở thành xu hướng được nhiều người hưởng ứng, với hy vọng giảm thiểu tác hại đến môi trường. 

Nhưng sự thật có đúng như vậy không?

WE xin gửi đến bạn đọc bài phân tích của kỹ sư Nguyễn Hữu Phúc – người có 11 năm kinh nghiệm trong ngành dầu khí và đóng tàu. 

 

pin năng lượng, tác giả
Kỹ sư Nguyễn Hữu Phúc

Quá trình sử dụng năng lượng của loài người là sự dịch chuyển giữa các nguồn năng lượng, từ dùng than đá cho động cơ hơi nước đến nhiên liệu carbon hóa thạch (xăng, dầu…) để vận hành động cơ đốt trong.

Đến thập kỷ thứ 2 của thế kỷ 21, con người đang tăng tốc nghiên cứu và phát triển các nguồn năng lượng sạch dưới dạng pin năng lượng để vận hành động cơ điện.

Đi một vòng, quay về… động cơ điện

Quá trình chuyển tiếp giữa các dạng năng lượng đó không diễn ra theo quy luật đào thải, mà là sự chuyển dịch không hoàn toàn, có sự lựa chọn theo công năng của từng loại năng lượng và công nghệ tại từng giai đoạn.

Minh chứng cho điều này là vào năm 1881, kỹ sư người Pháp Gustave Trouve phát minh ra xe đạp chạy động cơ điện, với công suất 0,1 mã lực, và được cung cấp năng lượng điện bởi một ắc quy chì-axit. Vậy là nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm đã được sử dụng từ trước, chứ không phải động cơ đốt trong dùng nhiên liệu carbon hóa thạch. Mãi đến năm 1885, thế giới mới biết tới chiếc xe hơi chạy xăng do kỹ sư Karl Benz phát minh ra tại Đức.

Ngược dòng lịch sử, động cơ hơi nước sử dụng than hóa thạch được Thomas Savery, một kỹ sư người Anh, phát minh năm 1698. Đến nay, trải qua 323 năm, than vẫn là nguồn năng lượng sinh nhiệt chính trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là sản xuất điện – bất chấp hàng loạt nhược điểm như: nguồn năng lượng hữu hạn, ô nhiễm không khí do bụi than, kích thước động cơ quá cỡ và chi phí chế tạo, vận hành đắt đỏ.

pin năng lượng, mỏ than
Một mỏ than ở Ấn Độ

Ắc quy ra đời vào năm 1800, và được dùng cho chiếc xe đạp điện đầu tiên trên thế giới một năm sau đó. Sau thời gian dài sử dụng, ai cũng biết đó là nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm khi vận hành, ứng dụng tốt với phương tiện giao thông. Tuy nhiên, một động cơ chạy bằng ắc quy không thể giúp ô tô giữ tốc độ 100 km/h trong nhiều giờ liên tục, hay máy bay, tàu thủy vận hành suôn sẻ.

Do đó, ắc quy chỉ dược sử dụng như là một nguồn tiền năng lượng để khởi động cho các động cơ đốt trong.

Động cơ đốt trong sử dụng năng lượng hóa thạch như xăng, dầu khắc phục nhược điểm về mặt công năng và kích thước của động cơ dùng năng lượng than và năng lượng điện, nhưng nó vẫn là loại năng lượng hữu hạn và gây ô nhiễm do khí thải CO2.

Sau gần một thế kỷ, con người lại quay lại nghiên cứu và phát triển động cơ điện nhưng không phải với ắc quy axit-chì mà là pin năng lượng, chủ yếu là pin ion lithium.

Từ “bảo toàn năng lượng” đến “bảo toàn ô nhiễm”

Nhưng pin nhiên liệu có phải là nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm như mọi người vẫn nghĩ, hay chỉ dịch chuyển ô nhiễm tạm thời từ những khu đô thị đông đúc sang những khu vực khai thác nguyên liệu phục vụ chế tạo pin năng lượng như lithium, đồng, mangan, coban và niken?

Đại đa số pin năng lượng đang sử dụng cho các phương tiện giao thông như ô tô, xe máy, đều là pin ion lithium. Để sạc đầy pin, ta phải dùng điện, mà nguồn điện năng hiện tại phần lớn được sinh ra từ nguồn năng lượng than đá (41%), khí tự nhiên ( 21.1%), hạt nhân (13,4%), dầu (5%), trong khi năng lượng tái tạo như sinh khối, mặt trời, gió, thủy điện cộng lại chỉ chiếm chưa tới 19%.

pin năng lượng, trạm sạc
Trạm sạc pin năng lượng cho ô tô

Ngay cả khi chọn năng lượng tái tạo, ta cũng khó tránh khỏi ô nhiễm. Quy trình sản xuất vật trung gian thu năng lượng tái tạo,như tấm pin năng lượng mặt trời, tua-bin gió, tua-bin thủy năng, đều tiêu tốn nguồn năng lượng hóa thạch. Đã có một nghiên cứu chỉ ra rằng cứ chế tạo ra mỗi kWh dung lượng pin xe điện sẽ phát thải từ 56 kg – 494 kg CO2. Hơn nữa, việc xử lý pin thải sau khi hết chu kỳ sử dụng cũng hết sức phức tạp không thua gì xử lý chất thải hạt nhân của các lò phản ứng tạo ra điện năng.

Năng lượng không tự nhiên sinh ra, cũng không tự nhiên mất đi, mà nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác – theo định luật bảo toàn năng lượng. Cho nên một dạng năng lượng nào đó nếu tốt ở mặt này thì sẽ xấu ở mặt khác, “sạch” ở khâu này thì có thể gây ô nhiễm ở khâu khác.

Việc sử dụng động cơ điện chạy pin năng lượng hay động cơ đốt trong dùng năng lượng carbon hóa thạch vẫn đang là sự chuyển dịch cần tính toán chu đáo về cơ sở hạ tầng, như nhà máy sản xuất pin, nhà máy sản xuất xe, nhà máy điện tái tạo, trung tâm xử lý pin thải…

Nếu quy hoạch và quản lý tốt, sẽ thuận lợi hơn cho việc bảo vệ mội trường. Ngược lại, các quốc gia, thành phố sử dụng pin năng lượng, những khu vực cung cấp nguyên liệu sản xuất pin… có nguy cơ cao trở thành “điểm nóng” ô nhiễm của thế giới.

Nguyễn Hữu Phúc

 

Có thể bạn quan tâm:

Thời trang nhanh vs. thời trang xanh: lựa chọn nào cho chất lượng sống?

Sống xanh ư? Dễ ợt!