Khi bạn bỏ ra 5 đồng để đổ xăng thì thật ra chỉ có 1 đồng tiền xăng giúp chiếc xe chạy, 4 đồng còn lại đã tỏa nhiệt vào không khí một cách lãng phí.
Trong khi đó, đối với xe điện thì tỷ lệ ngược lại, 4 đồng tiền điện giúp xe chạy trên đường, chỉ duy có 1 đồng tỏa nhiệt vào không khí.
Xe điện tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống.
Người ta ước tính Mỹ sử dụng 8,9 triệu thùng xăng dầu mỗi ngày nhưng chỉ có 1,8 triệu thùng (tương đương 20%) là dùng để giúp xe lưu thông trên đường. 80% lượng nhiên liệu còn lại đã bị lãng phí vào việc tỏa nhiệt và xung động ở các bộ phận không cần thiết.
Nhưng may mắn là thế giới đang dần chuyển đổi sang xe điện pin. Điều này có nghĩa là năng lượng có thể được sử dụng ở mức hiệu suất tối đa, cực kỳ lý tưởng trong bối cảnh cả thế giới đang đối mặt với khủng hoảng năng lượng.
Nếu như đổ 5 lít xăng, chiếc xe chỉ sử dụng đúng 1 lít để chạy, còn 4 lít còn lại đã tỏa nhiệt ra môi trường.
Vì chúng là động cơ đốt trong nên để hoạt động, chiếc xe phải đốt cháy nhiên liệu để tạo ra áp suất ở các piston, từ đó tạo ra động lực lên các chi tiết cơ học khác để xoay bánh xe. Sự hao phí năng lượng bắt đầu từ đầu đến cuối quá trình, từ lúc đốt cháy nhiên liệu cho đến lúc các chi tiết động cơ truyền lực cho nhau. Chưa kể, chiếc xe phải gánh thêm trọng lượng của hệ thống làm mát động cơ,
Người ta tính toán xe xăng có hiệu suất dùng năng lượng chỉ 20%.
Nếu hiệu suất tối đã là 100% thì chiếc xe chỉ sử dụng từ 15-25% năng lượng để chạy. Nó lãng phí mất 75-84% ở nhiều giai đoạn gồm: 68-72% hao phí ở động cơ, 4-6% tổn thất năng lượng ngoài ý muốn, 3-5% tổn thất ở hệ truyền động, 2% tổn thất ở việc dùng điện phụ trợ.
Ngay cả những chiếc xe chạy bằng xăng tiết kiệm nhiên liệu nhất cũng không thể tránh khỏi những tổn thất năng lượng này. Những chiếc xe có mức tiết kiệm nhiên liệu cao sẽ nhẹ hơn, nhỏ hơn và khí động học hơn, do đó có thể sử dụng tốt nhất năng lượng có trong hệ thống truyền động.
Đáng ngạc nhiên là xe diesel có hiệu suất nhiệt động lực học tốt hơn một chút, trung bình trong khoảng 30-40%.
Năng lượng đi vào xe dưới dạng điện, trực tiếp cung cấp năng lượng cho hệ thống truyền động. Xe điện không cần chuyển đổi dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác, đây là một yếu tố quan trọng giúp xe sử dụng hiệu suất tối đa.
Động cơ điện là loại máy đơn giản với ít bộ phận chuyển động, đặc biệt là khi so sánh với sự phức tạp của động cơ đốt trong. Trong xe EV, dòng điện từ pin chảy vào động cơ, làm quay trục dẫn động các bánh xe. Ngược lại khi phanh, bánh xe có thể làm quay rotor và nạp lại năng lượng cho pin. Quá trình này còn gọi là công nghệ phanh tái tạo năng lượng trên xe điện.
Năng lượng được bảo toàn tối đa mà không bị mất dưới dạng ma sát hay nhiệt.
Điều này không có nghĩa là xe EV có thể đạt hiệu suất sử dụng năng lượng 100%. Chiếc xe điện pin vẫn thất thoát một số năng lượng thông qua việc sạc pin, lượng điện năng dùng trong trợ lực vô lăng, hệ thống làm mát. Nhưng so với các loại xe xăng dầu thì con số 87-97% vẫn vô cùng lớn. (Xe điện vẫn thất thoát khoảng 31-35% nhưng nhờ cộng thêm năng lượng từ công nghệ phanh tái tạo, nên nó đã lấy lại khoảng 22%).
Người ta ước tính Mỹ sử dụng 8,9 triệu thùng xăng dầu mỗi ngày nhưng chỉ có 1,8 triệu thùng (tương đương 20%) là dùng để giúp xe lưu thông trên đường. 80% lượng nhiên liệu còn lại đã bị lãng phí vào việc tỏa nhiệt và xung động ở các bộ phận không cần thiết.
Nếu chuyển đổi từ xe xăng dầu sang xe điện, số lượng nhiên liệu cần dùng mỗi ngày chỉ tiêu tốn khoản 2 triệu thùng. Đây là một khoản tiết kiệm đáng kể so với 8,9 triệu thùng hiện đang được sử dụng.
Áp lực về thất thoát năng lượng của xe điện bị đẩy về phía các nhà máy điện. Dù vậy, nhà máy điện cỡ lớn vẫn có hiệu suất năng lượng tốt hơn một chiếc xe hơi.
Nhà máy điện than và hạt nhân có hiệu suất khoảng 33%, nhà máy điện gió có hiệu suất khoảng 44%, nhà máy thủy điện hiệu suất xấp xỉ 90%. Người ta tính toán, kể cả nếu xe điện được sạc từ nguồn điện của nhà máy nhiệt điện thì tổng nhu cầu năng lượng cho giao thông đường bộ sẽ giảm gần một nửa.
Nhưng còn pin thì sao? Sản xuất một pin cho xe điện tiêu thụ năng lượng tương đương khoảng 74 gallon xăng. Trong hơn 10 năm tuổi thọ (hoặc hơn) của pin, việc đầu tư năng lượng vào pin là quá nhỏ trong bài toán lớn.
Về môi trường? Việc khử carbon toàn cầu là một nhiệm vụ to lớn và khó khăn. Nhưng ít nhất trong trường hợp này, công việc trở nên dễ dàng hơn khi vận tải đường bộ không dính vào xăng/dầu nữa. Lái xe điện sẽ giúp giảm lượng carbon thải ra môi trường và ít ô nhiễm hơn, đồng thời giảm nhu cầu năng lượng tổng thể.
Xem thêm:
Trong khi đó, đối với xe điện thì tỷ lệ ngược lại, 4 đồng tiền điện giúp xe chạy trên đường, chỉ duy có 1 đồng tỏa nhiệt vào không khí.
Xe điện tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống.
Người ta ước tính Mỹ sử dụng 8,9 triệu thùng xăng dầu mỗi ngày nhưng chỉ có 1,8 triệu thùng (tương đương 20%) là dùng để giúp xe lưu thông trên đường. 80% lượng nhiên liệu còn lại đã bị lãng phí vào việc tỏa nhiệt và xung động ở các bộ phận không cần thiết.
Nhưng may mắn là thế giới đang dần chuyển đổi sang xe điện pin. Điều này có nghĩa là năng lượng có thể được sử dụng ở mức hiệu suất tối đa, cực kỳ lý tưởng trong bối cảnh cả thế giới đang đối mặt với khủng hoảng năng lượng.
Hiệu suất cực kém của xe xăng dầu
Các loại xe cũ rất hao tốn xăng dầu và gây ô nhiễm môi trường. Nhưng kể cả là những xe dùng động cơ đốt trong hiện đại nhất cũng không đạt hiệu suất sử dụng nhiên liệu cao. Thực tế, xe xăng dầu lãng phí đến 80% năng lượng ra môi trường.Nếu như đổ 5 lít xăng, chiếc xe chỉ sử dụng đúng 1 lít để chạy, còn 4 lít còn lại đã tỏa nhiệt ra môi trường.
Vì chúng là động cơ đốt trong nên để hoạt động, chiếc xe phải đốt cháy nhiên liệu để tạo ra áp suất ở các piston, từ đó tạo ra động lực lên các chi tiết cơ học khác để xoay bánh xe. Sự hao phí năng lượng bắt đầu từ đầu đến cuối quá trình, từ lúc đốt cháy nhiên liệu cho đến lúc các chi tiết động cơ truyền lực cho nhau. Chưa kể, chiếc xe phải gánh thêm trọng lượng của hệ thống làm mát động cơ,
Người ta tính toán xe xăng có hiệu suất dùng năng lượng chỉ 20%.
Nếu hiệu suất tối đã là 100% thì chiếc xe chỉ sử dụng từ 15-25% năng lượng để chạy. Nó lãng phí mất 75-84% ở nhiều giai đoạn gồm: 68-72% hao phí ở động cơ, 4-6% tổn thất năng lượng ngoài ý muốn, 3-5% tổn thất ở hệ truyền động, 2% tổn thất ở việc dùng điện phụ trợ.
Ngay cả những chiếc xe chạy bằng xăng tiết kiệm nhiên liệu nhất cũng không thể tránh khỏi những tổn thất năng lượng này. Những chiếc xe có mức tiết kiệm nhiên liệu cao sẽ nhẹ hơn, nhỏ hơn và khí động học hơn, do đó có thể sử dụng tốt nhất năng lượng có trong hệ thống truyền động.
Đáng ngạc nhiên là xe diesel có hiệu suất nhiệt động lực học tốt hơn một chút, trung bình trong khoảng 30-40%.
Xe điện hiệu suất cao đến từ thiết kế đơn giản
Xe điện chạy được nhờ vào cơ chế khác hoàn toàn xe xăng.Năng lượng đi vào xe dưới dạng điện, trực tiếp cung cấp năng lượng cho hệ thống truyền động. Xe điện không cần chuyển đổi dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác, đây là một yếu tố quan trọng giúp xe sử dụng hiệu suất tối đa.
Động cơ điện là loại máy đơn giản với ít bộ phận chuyển động, đặc biệt là khi so sánh với sự phức tạp của động cơ đốt trong. Trong xe EV, dòng điện từ pin chảy vào động cơ, làm quay trục dẫn động các bánh xe. Ngược lại khi phanh, bánh xe có thể làm quay rotor và nạp lại năng lượng cho pin. Quá trình này còn gọi là công nghệ phanh tái tạo năng lượng trên xe điện.
Năng lượng được bảo toàn tối đa mà không bị mất dưới dạng ma sát hay nhiệt.
Điều này không có nghĩa là xe EV có thể đạt hiệu suất sử dụng năng lượng 100%. Chiếc xe điện pin vẫn thất thoát một số năng lượng thông qua việc sạc pin, lượng điện năng dùng trong trợ lực vô lăng, hệ thống làm mát. Nhưng so với các loại xe xăng dầu thì con số 87-97% vẫn vô cùng lớn. (Xe điện vẫn thất thoát khoảng 31-35% nhưng nhờ cộng thêm năng lượng từ công nghệ phanh tái tạo, nên nó đã lấy lại khoảng 22%).
Điện để sạc pin đến từ đâu?
Xe điện rõ ràng đã sử dụng năng lượng hiệu quả hơn bất kỳ mẫu xe xăng dầu nào. Nhưng nguồn điện để sạc pin đến từ đâu, nó có được sản xuất một cách hiệu quả?Người ta ước tính Mỹ sử dụng 8,9 triệu thùng xăng dầu mỗi ngày nhưng chỉ có 1,8 triệu thùng (tương đương 20%) là dùng để giúp xe lưu thông trên đường. 80% lượng nhiên liệu còn lại đã bị lãng phí vào việc tỏa nhiệt và xung động ở các bộ phận không cần thiết.
Nếu chuyển đổi từ xe xăng dầu sang xe điện, số lượng nhiên liệu cần dùng mỗi ngày chỉ tiêu tốn khoản 2 triệu thùng. Đây là một khoản tiết kiệm đáng kể so với 8,9 triệu thùng hiện đang được sử dụng.
Áp lực về thất thoát năng lượng của xe điện bị đẩy về phía các nhà máy điện. Dù vậy, nhà máy điện cỡ lớn vẫn có hiệu suất năng lượng tốt hơn một chiếc xe hơi.
Nhà máy điện than và hạt nhân có hiệu suất khoảng 33%, nhà máy điện gió có hiệu suất khoảng 44%, nhà máy thủy điện hiệu suất xấp xỉ 90%. Người ta tính toán, kể cả nếu xe điện được sạc từ nguồn điện của nhà máy nhiệt điện thì tổng nhu cầu năng lượng cho giao thông đường bộ sẽ giảm gần một nửa.
Nhưng còn pin thì sao? Sản xuất một pin cho xe điện tiêu thụ năng lượng tương đương khoảng 74 gallon xăng. Trong hơn 10 năm tuổi thọ (hoặc hơn) của pin, việc đầu tư năng lượng vào pin là quá nhỏ trong bài toán lớn.
Về môi trường? Việc khử carbon toàn cầu là một nhiệm vụ to lớn và khó khăn. Nhưng ít nhất trong trường hợp này, công việc trở nên dễ dàng hơn khi vận tải đường bộ không dính vào xăng/dầu nữa. Lái xe điện sẽ giúp giảm lượng carbon thải ra môi trường và ít ô nhiễm hơn, đồng thời giảm nhu cầu năng lượng tổng thể.
Theo Yale Climate Connections
Xem thêm:
- Những ưu điểm và nhược điểm của xe điện
- Trạm sạc tại nhà với nguồn điện 3 pha cho xe điện có an toàn không?
- Các trạm sạc Tesla có chất lượng tốt nhất thị trường Mỹ
...các cái khác chưa dám phán ợ. Xe điện cần mạng lưới trạm sạc mọi nơi và số lượng hợp lý (tùy theo vị trí địa lý - lưu lượng xe), đó là yếu tốt quyết định sống còn vs Xe Điện và...
