Xe điện (EV) là một phần quan trọng của quá trình chuyển đổi năng lượng bền vững trên toàn cầu, nhưng một nghiên cứu mới từ Đại học Princeton đã chỉ ra một thách thức đáng kể: việc tinh chế các khoáng chất thiết yếu cho pin EV có thể gây ra các điểm nóng ô nhiễm gần các trung tâm sản xuất, đặc biệt là làm gia tăng ô nhiễm dioxit lưu huỳnh (SO₂).
“Rất nhiều thảo luận về xe điện xoay quanh việc giảm thiểu khí thải từ giao thông và năng lượng,” Wei Peng, tác giả chính và là trợ lý giáo sư tại Trường Công vụ và Trung tâm Năng lượng và Môi trường Andlinger, chia sẻ. “Nhưng chúng tôi muốn chỉ ra rằng tác động của xe điện không chỉ dừng lại ở khí thải từ ống xả hay điện năng. Nó còn liên quan đến toàn bộ chuỗi cung ứng.”
Công bố trong tạp chí Khoa học và Công nghệ Môi trường (Environmental Science & Technology), các nhà nghiên cứu lập luận rằng các quốc gia cần suy nghĩ ở tầm chiến lược về việc xây dựng chuỗi cung ứng sạch khi phát triển kế hoạch khử carbon.
Đối với sản xuất pin, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết của việc phát triển và thực thi các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về ô nhiễm không khí nhằm tránh những hậu quả không mong muốn từ việc chuyển đổi sang xe điện. Họ cũng gợi ý phát triển các công nghệ pin thay thế để giảm thiểu lượng SO₂ phát sinh trong quá trình sản xuất pin hiện nay.
“Nếu bạn đào sâu vào bất kỳ công nghệ năng lượng sạch nào, bạn sẽ phát hiện ra những thách thức hoặc đánh đổi,” Anjali Sharma, tác giả chính, chia sẻ. “Sự tồn tại của những đánh đổi này không có nghĩa là chúng ta dừng quá trình chuyển đổi năng lượng, mà là chúng ta cần chủ động giảm thiểu những đánh đổi này càng nhiều càng tốt.”
Câu chuyện của hai quốc gia
Nghiên cứu tập trung vào Trung Quốc và Ấn Độ, cho thấy việc nội địa hóa hoàn toàn chuỗi cung ứng cho sản xuất EV có thể khiến lượng khí thải SO₂ quốc gia tăng tới 20% so với mức hiện tại. Hầu hết lượng khí thải này đến từ việc tinh chế và sản xuất niken và coban, hai vật liệu thiết yếu cho pin xe điện hiện đại.
Cả Trung Quốc và Ấn Độ đều có lý do chính đáng để tránh khí thải SO₂: hợp chất này là tiền chất của bụi mịn, gây ra hàng loạt vấn đề về tim mạch và hô hấp. Hai quốc gia này vốn đã chịu đựng mức ô nhiễm không khí cao. Riêng trong năm 2019, khoảng 1,4 triệu ca tử vong sớm tại Trung Quốc và 1,7 triệu ca tại Ấn Độ có liên quan đến phơi nhiễm bụi mịn.
Tuy nhiên, hai quốc gia này đang ở các giai đoạn phát triển khác nhau về xe điện. Tại Trung Quốc, chuỗi cung ứng nội địa cho xe điện đã khá hoàn thiện, trong khi Ấn Độ mới ở giai đoạn đầu. Điều này giúp các nhà nghiên cứu xác định các ưu tiên trong ngắn hạn khi tiếp tục hoặc bắt đầu xây dựng chuỗi cung ứng nội địa cho xe điện.
“Trung Quốc cần tập trung làm sạch chuỗi cung ứng hiện có, trong khi Ấn Độ có cơ hội xây dựng một chuỗi cung ứng tốt hơn ngay từ đầu,” Peng cho biết.
Đối với Ấn Độ, ưu tiên dễ tiếp cận nhất là làm sạch ô nhiễm từ ngành năng lượng, yêu cầu thực thi các biện pháp kiểm soát SO₂ nghiêm ngặt cho các nhà máy nhiệt điện bằng các công nghệ như khử lưu huỳnh khí thải. Trong khi đó, tại Trung Quốc, cần tập trung giảm khí thải SO₂ từ quá trình sản xuất pin, một lĩnh vực ít quen thuộc hơn.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng việc phớt lờ lượng phát thải từ quá trình sản xuất pin sẽ là một sai lầm nghiêm trọng (critical misstep). Trong các kịch bản mà Trung Quốc và Ấn Độ hoàn toàn nội địa hóa chuỗi cung ứng của mình, việc ưu tiên làm sạch lưới điện hầu như không giảm được lượng phát thải SO₂. Thay vào đó, chỉ những kịch bản tập trung vào việc làm sạch quy trình sản xuất pin mới tránh được các điểm nóng ô nhiễm SO₂.
Giải pháp hướng tới con người
“Người ta thường cho rằng chuyển đổi sang công nghệ xanh hơn luôn là một giải pháp đôi bên cùng có lợi — sẽ mang lại lợi ích cho khí hậu và chất lượng không khí,” Sharma nói. “Nhưng nếu không tính đến khía cạnh sản xuất, bạn có thể giảm lượng phát thải carbon và oxit nitơ, nhưng lại vô tình gia tăng gánh nặng ô nhiễm không khí cho các cộng đồng sống gần các trung tâm sản xuất.”
Nghiên cứu nhấn mạnh rằng nếu không giải quyết ô nhiễm từ sản xuất pin, vấn đề này sẽ ngày càng trở thành thách thức toàn cầu khi tỷ lệ sử dụng xe điện tăng lên. Ngay cả khi các quốc gia như Trung Quốc và Ấn Độ chuyển sản xuất pin ra nước ngoài, ô nhiễm vẫn tồn tại và chỉ được chuyển giao cho quốc gia khác.
Ngoài các khuyến nghị chính sách về tiêu chuẩn ô nhiễm không khí, các nhà nghiên cứu còn xem xét việc thay đổi công nghệ pin để tránh khí thải SO₂ không mong muốn ở quy mô toàn cầu.
Trong bối cảnh hầu hết pin EV hiện nay phụ thuộc vào coban và niken, sự phát triển của công nghệ pin lithium phosphate (không sử dụng hai khoáng chất này) đã giúp giảm đáng kể lượng khí thải SO₂ trong các kịch bản áp dụng cao.
Peng kết luận: “Chúng ta biết nhiều công nghệ quan trọng để cắt giảm khí thải carbon. Nhưng điều quan trọng khác là cách con người bị ảnh hưởng bởi những công nghệ đó. Chiến lược tốt nhất là tìm cách để công nghệ và con người giao thoa một cách hiệu quả nhất, vì điều đó sẽ mang lại kết quả tốt nhất cho số đông.”
Xe điện rất quan trọng đối với quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu, nhưng nghiên cứu mới cho thấy việc tinh chế các khoáng chất như niken và coban cho pin EV có thể tạo ra các điểm nóng ô nhiễm dioxit lưu huỳnh. Ảnh: Bumper DeJesus
