Làm thế nào có thể khử carbon cho các phương tiện hạng nặng toàn cầu?

Ô tô điện là một trong những khía cạnh được nhắc đến nhiều nhất trong quá trình chuyển đổi ròng thành 0, nhưng chúng chỉ là một khía cạnh của nỗ lực rộng lớn hơn nhằm khử carbon cho giao thông đường bộ. Làm cách nào để chúng ta khử carbon cho các phương tiện lớn hơn như xe buýt, máy kéo, xe cứu hỏa và xe tải?

Thực tế, kích thước và trọng lượng bổ sung của chúng đặt ra thêm các vấn đề cho các kỹ sư, cũng như đảm bảo rằng cơ sở hạ tầng mới tồn tại để hỗ trợ chúng. Các phương tiện hạng nặng đang chứng tỏ là một trong những lĩnh vực khó khử carbon hơn.

Giải pháp triển vọng nhất để triển khai trên diện rộng là hệ thống đường điện (ERS). Điều này có nhiều dạng: Hệ thống dây xích trên cao, truyền dẫn trên đường hoặc truyền dẫn cảm ứng (không dây). Tuy nhiên, tất cả chúng đều có thể được sử dụng để cung cấp điện carbon thấp cho các phương tiện mà không đòi hỏi những tiến bộ lớn trong công nghệ pin, hydro hoặc nhiên liệu thay thế.

Những cách khác để khử carbon là gì?

Một lựa chọn để khử carbon cho các phương tiện hạng nặng là xe tải chạy bằng pin, được chào mời bởi những người như Tesla và DAF. Điều này tương tự với ô tô điện trên đường ngày nay, ngoại trừ xe tải sẽ yêu cầu pin lớn hơn đáng kể. Loại pin lớn này gây ra nhiều vấn đề vì trọng lượng tăng thêm làm giảm khả năng chịu tải của xe và dẫn đến thời gian sạc lại lâu.

Mặc dù xe tải điện chạy ắc quy có mức độ sẵn sàng về công nghệ khá cao, nhưng hiện tại chúng không phù hợp cho những chuyến đi đường dài nên không phải là đối tượng để áp dụng rộng rãi.

Một lựa chọn khác là xe tải chạy bằng pin nhiên liệu. Pin nhiên liệu hydro có phạm vi hoạt động dài hơn và thời gian tiếp nhiên liệu ngắn hơn so với pin của chúng. Tuy nhiên, hiệu suất thấp của pin nhiên liệu dẫn đến chi phí nhiên liệu rất cao. Loại nhiên liệu này vốn đã đắt đỏ vì việc sản xuất hydro xanh không hiệu quả, đắt đỏ và chưa được sản xuất trên quy mô lớn. Vì công nghệ này còn lâu mới được áp dụng rộng rãi, chúng ta không thể dựa vào pin nhiên liệu hydro để tự mình khử carbon cho các phương tiện hạng nặng.

Giải pháp thay thế cuối cùng liên quan đến việc sử dụng nhiên liệu tương tự như xăng và dầu diesel nhưng đảm bảo chúng là nhiên liệu có hàm lượng carbon thấp, chẳng hạn như nhiên liệu sinh học hoặc nhiên liệu điện.

Nhiên liệu sinh học được sản xuất từ sinh khối nên giải phóng carbon ròng bằng không, trong khi nhiên liệu điện là nhiên liệu tổng hợp được sử dụng để thay thế nhiên liệu truyền thống và được sản xuất bằng các nguồn năng lượng tái tạo. Ưu điểm chính của cả hai phương pháp là không cần phải đại tu cơ sở hạ tầng hiện có. Động cơ xe có thể cần một số sửa đổi để phù hợp với nhiên liệu thay thế, nhưng các trạm tiếp nhiên liệu chỉ cần chuyển loại nhiên liệu mà họ đang cung cấp. Do đó, cả hai loại nhiên liệu đều có thể là nhiên liệu chuyển tiếp quan trọng. Tuy nhiên, nguyên liệu nhiên liệu sinh học cạnh tranh với không gian cho canh tác, vì vậy không chắc sẽ có đủ nguồn cung để áp dụng rộng rãi. Nhiên liệu tổng hợp cũng là một công nghệ rất mới và sẽ không sẵn sàng để áp dụng rộng rãi trong vài thập kỷ tới.

Giải pháp

Những vấn đề này chứng minh tại sao hệ thống đường điện là giải pháp mà chúng ta nên đầu tư ngay bây giờ.

Việc việc triển khai có thể được nhân rộng nhanh chóng miễn là có được nguồn tài chính phù hợp. Chúng ta đã phải cung cấp cho đường cao tốc cơ sở hạ tầng điện mới như điểm sạc và hệ thống đường điện là một cách để đa dạng hóa các khoản đầu tư này.

Điện từ lưới điện sẽ được sử dụng bởi tất cả những người tham gia giao thông, giúp cho việc đầu tư trở nên hiệu quả hơn. Hơn nữa, giải pháp này là “trung lập về công nghệ” vì nó không phụ thuộc vào bất kỳ nguồn năng lượng cụ thể nào. Nó chỉ yêu cầu cung cấp điện để khử carbon. Do đó, bất kỳ hỗn hợp năng lượng tái tạo nào mà chúng ta sử dụng cuối cùng sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các phương tiện hạng nặng. Các thử nghiệm ở Đức và Thụy Điển cho thấy phương pháp này có thể thành công.

Cuộc đua khử carbon trong giao thông vận tải đang diễn ra toàn cầu. Nó được chứng thực bằng làn sóng toàn cầu cam kết điện khí hóa các đội xe của chính phủ và doanh nghiệp.

Tuy nhiên, vận tải đường bộ hạng nặng là một thách thức đặc biệt. Mặc dù chỉ chiếm 1% tổng số phương tiện của đội xe toàn cầu, nhưng nó chịu trách nhiệm tới 25% lượng khí thải đường bộ toàn cầu không tương xứng.

Theo giới chuyên gia, hiện đang là thời điểm để loại bỏ 25% đó, bằng cách liên kết với nhau với tư cách là nhà sản xuất phương tiện, nhà cung cấp cơ sở hạ tầng và chính phủ để làm cho phương tiện vận tải điện hạng nặng có giá cả phải chăng, dễ dàng và bền vững. Công nghệ đã đạt được những bước tiến lớn, nhưng rào cản vẫn còn.