Trong nỗ lực giảm phát thải và tiến tới giao thông bền vững, nhiều quốc gia đang tìm kiếm những giải pháp thay thế động cơ đốt trong truyền thống.
Bên cạnh ô tô điện và hybrid, xe sử dụng nhiên liệu hydro ngày càng được xem là hướng đi triển vọng, có khả năng định hình tương lai ngành ô tô. Song câu hỏi lớn vẫn còn đó: xe chạy hydro có thực sự thân thiện với môi trường và đủ điều kiện để phổ biến rộng rãi hay không?
Hai hướng phát triển chính: FCEV và H2-ICE
Về mặt kỹ thuật, “xe chạy hydro” được chia thành hai nhóm chính: xe điện dùng pin nhiên liệu (FCEV) và xe dùng động cơ đốt trong chạy bằng hydro (H2-ICE).
Trong đó, FCEV đang chiếm ưu thế ở mảng ô tô du lịch. Cơ chế hoạt động của FCEV là sử dụng hydro trong pin nhiên liệu kết hợp oxy trong không khí để tạo ra dòng điện, vận hành mô-tơ mà không phát thải khí CO₂. Những mẫu xe tiêu biểu như: Toyota Mirai hay Hyundai Nexo.
Nhóm H2-ICE lại hướng đến hiệu suất vận hành cao hơn, sử dụng hydro lỏng thay cho xăng hoặc dầu trong động cơ đốt trong truyền thống. Một số mẫu thử nghiệm nổi bật có thể kể đến Toyota Corolla Cross H2 Concept, các xe tải thương mại của Cummins, MAN hay Volvo, cùng mẫu BMW H2-ICE đang phát triển song song với hệ thống pin và nhiên liệu hóa thạch.
Mức độ “xanh” phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu
Dù được xếp vào nhóm phương tiện không phát thải, mức độ “xanh” của xe chạy hydro phụ thuộc đáng kể vào cách thức sản xuất hydro. Hiện ngành công nghiệp hydro phân loại loại nhiên liệu này thành ba nhóm chính:
Hydro Xám (Grey H₂): sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch như khí tự nhiên hoặc than. Loại hydro này có chi phí thấp, hạ tầng sẵn có nhưng phát thải CO₂ cao trong quá trình sản xuất.
Hydro Xanh dương (Blue H₂): tương tự hydro xám, nhưng đi kèm công nghệ thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) để giảm phát thải.
Hydro Xanh (Green H₂): được sản xuất thông qua điện phân nước bằng nguồn năng lượng tái tạo như điện gió, mặt trời hoặc thủy điện, không tạo ra khí thải trong toàn bộ chu trình.
Chỉ khi sử dụng Hydro Xanh, xe hydro mới thực sự thân thiện với môi trường từ khâu sản xuất đến vận hành. Tuy nhiên, chi phí sản xuất Green H₂ hiện vẫn cao, khiến việc thương mại hóa quy mô lớn trở nên khó khăn. Đây là thách thức mà ngay cả các quốc gia phát triển cũng chưa thể giải quyết triệt để.
Ưu và nhược điểm so với ô tô điện
So với xe điện chạy pin, FCEV có nhiều ưu điểm đáng kể: thời gian nạp nhiên liệu nhanh, khối lượng xe nhẹ hơn và không bị giới hạn tầm hoạt động bởi dung lượng pin. Điều này đặc biệt có ý nghĩa với nhóm xe tải hoặc xe đường dài, nơi việc sạc điện thường mất nhiều thời gian.
Tuy vậy, xe hydro cũng tồn tại hạn chế. Chi phí sản xuất, vận chuyển và lưu trữ hydro hiện còn cao; mạng lưới trạm nạp chưa phát triển đồng bộ; đồng thời hiệu suất chuyển đổi năng lượng của xe hydro vẫn thấp hơn xe điện.
Bên cạnh đó, xe hydro khó đạt hiệu năng cao như ô tô điện thể thao do đặc tính hệ truyền động. Một số hãng đang tìm cách kết hợp công nghệ hydro với điện hoặc hybrid, nhằm cân bằng giữa hiệu suất và tính bền vững – hướng đi mà BMW iX5 Hydrogen (sản phẩm hợp tác giữa BMW và Toyota) đang theo đuổi.
Xu hướng toàn cầu và triển vọng tại Việt Nam
Trên thế giới, Nhật Bản, Đức, Mỹ và Trung Quốc là những quốc gia đi đầu trong phát triển công nghệ và hạ tầng hydro. Nhật Bản đã xây dựng hàng trăm trạm nạp, trong khi Trung Quốc đặt mục tiêu đạt hơn 50.000 xe FCEV vào năm 2025.
Ở khu vực Đông Nam Á, Singapore và Malaysia bắt đầu thử nghiệm xe tải và xe buýt chạy hydro, tập trung vào khu vực đô thị nhằm giảm phát thải.
Tại Việt Nam, công nghệ hydro vẫn còn khá mới mẻ. Hiện các doanh nghiệp trong nước chủ yếu tập trung vào xe điện thuần và xe hybrid, vốn phù hợp hơn với hạ tầng năng lượng và nhu cầu sử dụng hiện tại. Dù vậy, các chuyên gia cho rằng Việt Nam có thể từng bước nghiên cứu và tham gia chuỗi giá trị sản xuất hydro xanh, đặc biệt trong bối cảnh quốc gia đang đẩy mạnh chuyển đổi năng lượng tái tạo và hướng đến cam kết phát thải ròng bằng 0 (Net Zero) vào năm 2050.
Triển vọng dài hạn
Xe chạy hydro không phải là lời giải duy nhất cho giao thông xanh, nhưng là một mắt xích quan trọng trong hệ sinh thái phương tiện thân thiện môi trường tương lai. Với ưu thế không phát thải trong vận hành, thời gian nạp nhanh và khả năng kết hợp cùng công nghệ điện, hydro đang trở thành hướng đi chiến lược của nhiều quốc gia và tập đoàn lớn.
Trong ngắn hạn, ô tô điện và hybrid vẫn sẽ đóng vai trò chủ đạo tại Việt Nam. Tuy nhiên, khi công nghệ sản xuất Hydro Xanh trở nên phổ biến và chi phí hạ thấp, viễn cảnh xe chạy hydro xuất hiện trên đường phố Việt Nam có thể không còn quá xa.
TH (Tuoitrethudo)
