Biến đổi khí hậu có thể làm pin xe điện nhanh xuống cấp, nhưng công nghệ mới đang giúp giảm đáng kể tác động này.
Trong bối cảnh xe điện (EV) đang tăng trưởng mạnh trên toàn cầu, một trong những lo ngại lớn nhất là tuổi thọ pin, đặc biệt khi biến đổi khí hậu khiến nhiệt độ trung bình ngày càng gia tăng. Nhiều ý kiến cho rằng môi trường nóng lên sẽ khiến pin xe điện xuống cấp nhanh hơn, kéo theo chi phí sử dụng tăng cao. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới từ các nhà khoa học Mỹ và Trung Quốc cho thấy tác động này có thể không nghiêm trọng như dự báo.
Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Climate Change, các tiến bộ công nghệ trong lĩnh vực pin đã giúp giảm thiểu đáng kể ảnh hưởng tiêu cực từ hiện tượng ấm lên toàn cầu. Nghiên cứu cho thấy những tiến bộ công nghệ trong pin đã phần lớn bù đắp các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu đối với tuổi thọ pin.
Về mặt kỹ thuật, pin lithium-ion - loại pin phổ biến trên xe điện vốn nhạy cảm với nhiệt độ. Khi hoạt động trong môi trường nóng, các phản ứng hóa học bên trong pin diễn ra mạnh hơn, dễ phát sinh phản ứng phụ, từ đó đẩy nhanh quá trình suy giảm. Điều này ảnh hưởng đến cả lão hóa theo thời gian (calendar ageing) và lão hóa theo chu kỳ sạc/xả (cycling ageing).
Nhóm nghiên cứu nhận định: “Khi biến đổi khí hậu làm gia tăng nhiệt độ cũng như tần suất và cường độ các đợt nắng nóng cực đoan, quá trình lão hóa pin có thể tăng tốc do tiếp xúc với nhiệt, nhưng cũng có thể chậm lại khi giảm tiếp xúc với lạnh cực đoan”. Nhận định này cho thấy tác động của khí hậu không hoàn toàn một chiều, mà phụ thuộc vào sự thay đổi tổng thể của môi trường.
Để định lượng cụ thể, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình tích hợp, kết hợp dữ liệu khí hậu tương lai với mô phỏng quá trình suy giảm pin tại 300 thành phố trên toàn thế giới. Mô hình này không chỉ xét đến yếu tố nhiệt độ mà còn tính đến hành vi sử dụng thực tế, như việc người dùng lái xe ban ngày, sạc pin vào ban đêm hoặc sử dụng sạc nhanh vào giữa trưa.
Ông Wu Haochi, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi đã xây dựng một khung phân tích tích hợp mô phỏng toàn bộ vòng đời của pin xe điện trong bối cảnh khí hậu thay đổi”. Theo ông, cách tiếp cận này giúp thu hẹp khoảng cách giữa các mô hình khí hậu và thực tế vận hành của phương tiện, điều còn thiếu trong nhiều nghiên cứu trước đây.
Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các thế hệ pin. Với kịch bản nhiệt độ toàn cầu tăng thêm 2°C, các loại pin cũ (giai đoạn 2010-2018) có thể giảm tuổi thọ trung bình khoảng 8%, thậm chí lên tới 30% trong trường hợp xấu nhất. Trong khi đó, các dòng pin mới từ năm 2019 trở lại đây chỉ giảm khoảng 3% trung bình, với mức tối đa khoảng 10%.
Lý giải về sự cải thiện này, ông Wu Haochi nhấn mạnh: “Những tiến bộ lớn trong pin thương mại hiện đại không đến từ một đột phá đơn lẻ mà là thành quả của cả một quá trình kỹ thuật tổng thể”. Theo nghiên cứu, các cải tiến trải rộng từ vật liệu điện cực, chất điện phân cho đến thiết kế pin và quy trình sản xuất.
Một yếu tố quan trọng khác là hệ thống quản lý nhiệt. Các dòng xe điện hiện đại ngày càng được trang bị hệ thống có khả năng làm mát hoặc sưởi pin chủ động, giúp duy trì nhiệt độ tối ưu trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Đây được xem là “lá chắn” quan trọng giúp pin giảm thiểu tác động từ nhiệt độ bên ngoài.
Không chỉ dừng lại ở kịch bản tăng 2°C, nghiên cứu còn xem xét trường hợp nhiệt độ toàn cầu tăng tới 4°C. Khi đó, tuổi thọ trung vị của pin cũ có thể giảm từ khoảng 15 năm xuống còn 12 năm. Tuy nhiên, pin thế hệ mới vẫn duy trì mức khoảng 17 năm, gần như không bị ảnh hưởng đáng kể.
Dù vậy, nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra sự chênh lệch giữa các khu vực. Những nơi có khí hậu nóng sẵn có xu hướng ghi nhận mức suy giảm tuổi thọ pin cao hơn, nhưng khoảng cách này đang dần được thu hẹp nhờ công nghệ mới.
Tại Việt Nam, yếu tố khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm có thể đặt ra những thách thức nhất định đối với pin xe điện. Tuy nhiên, với việc các dòng xe mới ngày càng được trang bị hệ thống quản lý nhiệt hiện đại, cùng xu hướng cải thiện công nghệ pin, tác động này được kỳ vọng sẽ không quá lớn trong dài hạn.
Trong bối cảnh xe điện ngày càng phổ biến, những phát hiện từ nghiên cứu này mang lại góc nhìn cân bằng hơn. Biến đổi khí hậu vẫn là một yếu tố cần tính đến, nhưng không phải là rào cản mang tính quyết định. Quan trọng hơn, nghiên cứu cho thấy yếu tố then chốt nằm ở công nghệ. Khi các hãng xe tiếp tục cải tiến vật liệu, thiết kế và hệ thống quản lý nhiệt, khả năng thích ứng của xe điện với môi trường sẽ ngày càng được nâng cao. Trong cuộc đua này, công nghệ đang cho thấy khả năng đi trước một bước, kể cả trước những thách thức từ biến đổi khí hậu.
