Bài và hình: Tư Mỏ Lết
Trong kỳ triển lãm xe hơi Los Angeles Auto Show 2015 vừa qua, chiếc xe hơi chạy bằng nhiên liệu hydrogen (Fuel Cell Vehicle- FCV) Clarity chiếm một vị trí bắt mắt trong gian hàng của hãng xe Honda. Hãng xe Nhật này có vẻ hào hứng giới thiệu Clarity, nên đã sử dụng chiếc xe phiên bản Nhật, chở từ Nhật sang với tay lái nằm bên tay phải để triển lãm. Hãng Honda cho biết đến cuối năm 2016, chiếc sedan Clarity 5 chỗ ngồi dành cho thị trường Mỹ sẽ được bán có giới hạn tại California, qua một số đại lý chọn lọc của Honda ở các vùng Los Angeles, Quận Cam, San Francisco, Sacramento. Cũng theo hãng Honda, kỹ thuật chế tạo fuel cell (bộ phát điện) của hãng này đã liên tục được cải tiến, phát triển trong hơn 10 năm qua. Nhờ đó fuel cell ngày nay có công suất ngày càng lớn hơn, kích thước ngày càng gọn hơn, nay chỉ bằng kích cỡ của một động cơ 6 máy bình thường, có thể đặt gọn bên trong mui xe. Chiếc Clarity 2016 có thể chạy xa được tới 300 miles, và thời gian nạp đầy lại nhiên liệu tại trạm chỉ khoảng 3 phút, tương đương với thời gian đổ xăng bình thường.
Một chiếc Honda đời mới.
Đây là những bước đi tiếp nối của một kế hoạch dài hạn của hãng Honda, bắt đầu từ 13 năm trước. Vào tháng 12 năm 2002, chiếc FCX của Honda trở thành chiếc xe hơi chạy nhiên liệu hydrogen đầu tiên được sản xuất trên thế giới, được giới thiệu tại Hoa Kỳ & Nhật. Kể từ đó, nhiều kỹ thuật mới đã được ứng dụng để cải tiến tính năng của FCV. Vào tháng 6 năm 2013, Honda đã ký thỏa thuận hợp tác dài hạn với General Motors, để cùng phát triển kỹ thuật công nghệ chế tạo fuel cell, cũng như kỹ thuật tồn trữ hydrogen, với khung thời gian đến 2020.
Honda không phải là hãng xe duy nhất chế tạo xe chạy nhiên liệu hydrogen tại Mỹ. Toyota với model Mirai, Hyundai với model Tucson cũng là những chiếc FCV lăn bánh tại California. Qui định cắt giảm sự lệ thuộc vào nguyên liệu dầu hỏa, cùng với cắt giảm lượng khí thải có hại cho môi trường của Hoa Kỳ, đặc biệt là ở tiểu bang Cali, đã tạo điều kiện cho các hãng xe hơi đầu tư nghiên cứu các loại xe sử dụng nguyên liệu sạch, thân thiện với môi trường. Fuel cell được xem là một trong những lời giải cho bài toán “xanh” này.
Fuel cell là gì? Giải thích vắn tắt, fuel cell là một thiết bị phát điện bằng phản ứng hóa học. Phương trình hóa học này rất căn bản, mà học sinh trung học nào ở Việt Nam cũng biết: H2 + O = H2O + Q, khí hydro kết hợp với oxy thì cho ra nước và nhiệt. Mỗi fuel cell có hai điện cực, cực âm và cực dương. Phản ứng phát ra dòng điện một chiều (DC) xảy ra giữa hai điện cực. Mỗi fuel cell còn có chất điện phân – là môi trường để các hạt tích điện di chuyển giữa hai điện cực; và chất xúc tác, để tăng tốc độ phản ứng tại các điện cực. Nhiên liệu dùng để phát điện là hydrogen, kết hợp với oxy trong không khí.
Trong các chiếc xe chạy nhiên liệu hydrogen (FCV), điện năng phát ra từ fuel cell dùng để vận hành động cơ điện. Như vậy, về mặt nguyên lý, thì FCV giống các loại xe chạy điện (EV) vì chạy bằng mô tơ điện. Mà cũng có điểm giống các loại xe chạy bằng nhiên liệu xăng, ở chỗ nó cũng nạp nhiên liệu, nhưng nhiên liệu là hydro thay vì xăng. Nhân tiện đây, hãy cùng điểm lại sự giống nhau và khác nhau giữa các loại xe “thân thiện với môi trường” là hybrid, xe điện EV, và xe FCV.
Xe điện thì chỉ chạy bằng điện, và chỉ có động cơ điện. Bất tiện của xe điện là ở chỗ nguồn năng lượng điện vận hành phụ thuộc vào dung lượng của bình điện (battery), hiện nay vẫn còn giới hạn. Cho nên xe điện phải nạp điện với thời gian lâu, và đoạn đường di chuyển ngắn. Cũng đã có những loại xe điện có bình điện có dung lượng lớn, nên xe có thể chạy được xa hàng trăm miles, thí dụ như xe điện cao cấp Tesla. Tuy nhiên giá thành của loại xe này còn mắc.
Các loại xe hybrid “lai giống” thì trang bị cả hai loại động cơ, động cơ xăng và động cơ điện. Trong quá trình xe chạy, hai động cơ này thay phiên nhau hoạt động. Khi động cơ xăng chạy thì nó nạp điện dùng để vận hành động cơ điện sau đó. Xe hybrid còn chia ra làm 2 loại: loại truyền thống thì chỉ nạp nhiên liệu là xăng; còn loại “plug-in” hybrid thì có thể nạp bình điện giống như loại xe điện thuần túy. Loại plug-in chạy được xa hơn loại truyền thống, và cũng “sạch” hơn vì sử dụng xăng ít hơn.
Và nay là xe FCV, với động cơ điện thuần túy được vận hành bằng nhiên liệu hydrogen. Xét về mặt lý thuyết, thì FCV “sạch” như xe EV, vì hoàn toàn không còn đốt xăng xả khói CO2 nữa. Chất thải của FCV chỉ là nước và nhiệt, coi như không có hại cho môi trường. FCV lại có ưu điểm của xe chạy xăng là phạm vi di chuyển xa sau mỗi lần nạp nhiên liệu. Như model Clarity của Honda, 300 miles thì đâu có thua gì xe xăng?
Vấn đề lớn nhất hiện nay của FCV: số lượng các trạm nạp hydro còn ít. Theo thông tin từ bản đồ trạm hydrogen của California Fuel Cell Partner Ship, cho đến thời điểm hiện nay, trên toàn California số trạm hydrogen có thể đếm trên đầu ngón tay.Nhưng đến cuối năm 2016, dự kiến sẽ có khoảng hơn 50 trạm hydrogen chính thức đi vào hoạt động. Đây sẽ là nhân tố chính để hỗ trợ các nhiều hơn các chiếc xe fuel cell chạy trên đường phố Cali. Theo ông Robert Bienefeld- một giám đốc cao cấp của Honda, đến năm 2020, con số trạm hydrogen ở Cali sẽ là 75. SỐ lượng trạm này đủ sức phục vụ cho khoảng 24,000 chiếc xe fuel cell. Ước lượng từ năm 2015 đến 2020, ba hãng xe Honda, Toyota, Hyundai sẽ bán ra mỗi hãng khoảng 2,000 xe FCV trong mỗi năm.
Nhưng không phải chỉ có toàn màu hồng cho thế hệ xe chạy hydrogen FCV. Cũng có nhiều ý kiến phản bác, nghi ngờ về sự thành công của loại xe “sạch” này trong tương lai. Đáng chú ý nhất là ý kiến của Elon Mosk, CEO của hãng xe điện cao cấp Tesla. Trong một cuộc trả lời phỏng vấn báo chí tại Automotive News World Congress Detroit vào tháng 1/2015, ông này đã nói FCV là một “dumb idea!” Sau đây là một số ý kiến phản bác FCV:
– Nhiên liệu hydrogen cũng không hoàn toàn “sạch.” Khi sản xuất hydrogen từ khí CH4, thì carbon cũng phải được thải ra môi trường.
– Việc xây dựng các trạm hydrogen là rất tốn kém, đó là lý do đến nay số lượng các trạm này vẫn còn ít.
– Hydrogen là một nhiên liệu đắt tiền.
– Bởi vì FCV phụ thuộc vào quá nhiều yếu tố trong tương lai để có tính kinh tế và sử dụng đại trà, cho nên tương lai của nó cũng chưa có gì bảo đảm.
– Tuổi thọ của fuel cell vẫn là một vấn đề cần được giải quyết. Chưa thấy chiếc FCV nào có tuổi thọ hơn 10 năm.
– Giá thành của FCV hiện nay vẫn còn đắt, khoảng gấp đôi một chiếc xe chạy xăng.
Đại loại quá khứ, hiện tại, và tương lại của xe chạy hydrogen đến những ngày cuối năm 2015 là như thế. Dù sao, dân Cali vẫn là những người ưa chuộng cái mới, sẵn sàng chi tiền cho những công nghệ thân thiện với môi trường. Hãy chờ kết luận về FCV, có lẽ sẽ đến chỉ trong vài năm tới.
