Ngày xửa ngày xưa, Toyota đã dẫn đầu xu hướng chủ đạo về xe hơi tiết kiệm năng lượng với Prius hybrid . Ngày nay, nó dường như bảo thủ hơn, có những chiếc xe chạy bằng pin đã hỏng trong nhiều năm để ưu tiên những thứ như xe hybrid và hydro — chỉ để cuối cùng nắm bắt được tiềm năng của xe điện với BZ4X . Một chút, dù sao; nó vẫn tin tưởng chắc chắn vào một loạt các giải pháp khử cacbon , một giải pháp trong đó xe hybrid quan trọng hơn xe điện hoàn toàn.
Nghe có vẻ giống như sự chậm chạp của một người đến sau khi chiếc xe điện đầu tiên của họ không được đón nhận nồng nhiệt. Nhưng nếu bạn xem xét kỹ hơn mức độ hiệu quả của xe hybrid và EV sử dụng pin của chúng, bạn sẽ nhận ra rằng Toyota thực sự đúng: xe hybrid có vai trò lớn hơn trong quá trình khử cacbon so với EV trong một thời gian dài, nếu có. Thực tế là chúng ta cần sử dụng nguồn cung cấp pin hạn chế của mình để sớm giảm thiểu tối đa lượng khí thải CO2 trong toàn ngành công nghiệp ô tô. Chúng ta cần sử dụng tối đa từng kilowatt giờ cuối cùng và trong thời gian tới, điều đó không có nghĩa là dốc toàn lực vào xe điện. Nghĩa là ngả về lai.
Dữ liệu mang tính kết luận: Xe điện tạo ra ít khí thải carbon hơn so với xe chạy bằng động cơ đốt trong trong suốt vòng đời của chúng và những gì bạn sắp đọc không phản đối điều đó. Nhưng việc áp dụng xe điện đang vấp phải các giới hạn về phạm vi , mạng lưới sạc chắp vá và giá cao do chi phí của loại pin cung cấp năng lượng cho chúng .
Hơn nữa, nguồn cung cấp pin EV dự kiến sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu trong vài năm tới. Benchmark Mineral Intelligence nói với The Financial Times rằng họ dự báo nhu cầu lithium tăng gấp 5 lần vào năm 2035, trong khi Boston Consulting Group dự đoán tình trạng thiếu hụt “mãn tính” ngay sau năm 2025. Năm ngoái, Giám đốc điều hành Stellantis, Carlos Tavares đã cảnh báo về điều tương tự trên CNBC , báo trước tình trạng thiếu hụt khoáng sản và pin sau này. thập kỷ.
Vì vậy, có cách sử dụng nào tốt hơn cho các loại pin hiện đang được nhồi nhét vào một số lượng tương đối nhỏ xe điện trị giá 60.000 đô la hoặc xe bán tải điện trị giá 100.000 đô la không? Liệu việc chuyển sang các dòng xe hybrid hoàn toàn - hiện hầu như đã bị loại bỏ như một cầu nối tạm thời - có thực sự giảm lượng khí thải nhanh hơn so với xe điện theo dõi nhanh trong thời gian ngắn không?
Trường hợp cho xe hybrid hơn xe điện
Để minh họa, chúng tôi sẽ so sánh lượng khí thải carbon trên đường của một số mẫu xe có sẵn động cơ đốt trong, hybrid/plug-in hybrid (PHEV) và hệ truyền động điện: Ford F-150 , Hyundai Kona 2022 và Kia Niro (sử dụng cùng một khung gầm) và BMW 3 Series và i4 (cũng có chung xương sống). Một lần nữa, đây là câu hỏi mà chúng tôi muốn trả lời: Cách sử dụng tốt nhất nguồn cung cấp pin hạn chế là gì? Chúng ta có rải những vật liệu đó trên một loạt xe hybrid hay nhồi nhét chúng vào một vài chiếc EV và để phần còn lại sử dụng động cơ xăng hoặc diesel thẳng hàng?
Chúng ta có thể trả lời điều này bằng cách chia lượng khí thải CO2 mà mỗi phương tiện giảm được so với đối tác ICE của nó bằng dung lượng pin tính bằng kilowatt-giờ. Thật khó để tưởng tượng, vì vậy đừng bận tâm: thay vào đó, chỉ cần nhìn vào phương trình này.
Tất nhiên, chúng tôi cần thêm dữ liệu để điền vào phần đó và việc lấy dữ liệu rất đơn giản: FuelEconomy.gov của EPA công bố các ước tính CO2 trên mỗi dặm, cũng ước tính lượng khí thải ngược dòng từ sản xuất xăng.
Tuy nhiên, mọi thứ không đơn giản như vậy đối với EVs, mà EPA liệt kê là không thải ra CO2. Mặc dù đúng từ quan điểm về khí thải, nhưng việc tạo ra lượng điện cần thiết để sạc chúng sẽ tạo ra CO2: trung bình 386 gam CO2 trên mỗi kWh ở Hoa Kỳ, theo Cơ quan Thông tin Năng lượng . Sau đó, chúng ta có thể ước tính lượng khí thải CO2 ẩn của họ bằng phương trình minh họa bên dưới. (Đó là công thức tương tự mà chúng tôi đã sử dụng để tính điểm hòa vốn cho xe điện khi tính phí và lượng khí thải sản xuất so với khoản tiết kiệm trên đường của họ vào năm ngoái.)
Được trang bị dữ liệu này, sau đó chúng tôi có thể tính toán mức độ hiệu quả của từng phương tiện điện khí hóa sử dụng pin của nó. Phương trình chúng tôi sẽ sử dụng cho điều đó được trình bày ở trên—hãy nhớ rằng, mục tiêu là giảm lượng khí thải CO2 càng nhiều càng tốt với nguồn cung cấp pin hạn chế. Và khi bạn tính toán, bạn sẽ thấy khá rõ đâu là lựa chọn tốt nhất.
Hãy xem xét lượng pin mà EV thị trường đại chúng điển hình của bạn sử dụng. Vận hành một chiếc F-150 Lightning có thể tạo ra ít hơn một phần ba lượng khí thải CO2 của một chiếc F-150 chạy bằng khí đốt, nhưng mỗi chiếc tích trữ 98 kWh pin, phần lớn trong số đó sẽ chỉ được sử dụng trong một chuyến đi kéo dài hiếm hoi. Trong khi đó, pin hybrid Powerboost của F-150 chỉ là 1,5 kWh. Nó không đạt được mức giảm khí thải gần như Lightning, nhưng Ford có thể tạo ra 65 chiếc trong số chúng với pin đi vào một chiếc Lightning duy nhất .
Điều đó cộng lại, bởi vì nếu Ford bán một chiếc Lightning và 64 chiếc ICE F-150, thì họ sẽ cắt giảm lượng khí thải CO2 trên đường của những chiếc xe tải đó theo nhóm 370 g/dặm. Nếu nó bán được 65 xe hybrid—dùng chung một nguồn cung cấp pin của Lightning cho tất cả chúng—nó sẽ giảm tổng lượng khí thải xuống 4.550 g/dặm. Hãy nhớ rằng, điều này đang sử dụng cùng một lượng pin; phân phối chỉ là khác nhau.
Mô hình này cũng đúng với sự kết hợp của Hyundai/Kia và cả BMW nữa—việc sử dụng hệ thống hybrid hoàn toàn sẽ giảm lượng khí thải nhiều hơn so với việc chế tạo một số ít xe điện và hàng tấn xe chạy bằng xăng. Chia nhỏ pin của i4 và bạn có thể tạo bảy PHEV 330e, giảm 560 g/dặm xuống còn một i4 là 266. Chia một chiếc Kona EV và bạn có thể tạo bảy Niro PHEV trị giá 1.085 g/dặm (một EV trị giá 239) , hoặc 41 giống lai Niro thông thường, loại bỏ 4.797 g/mi. Giống như Ford, họ tận dụng tốt hơn nguồn cung cấp pin cố định bằng cách rải nó trên một số lượng lớn xe hybrid, thay vì tập trung tất cả vào một EV duy nhất.
Tất nhiên, trường hợp của xe điện được cải thiện khi chúng chạy hoàn toàn bằng năng lượng tái tạo. Chúng tôi có thể giảm lượng khí thải CO2 trên mỗi dặm của họ bằng không để mô phỏng điều đó và điều đó giúp ích cho họ—nhưng điều đó không thay đổi thực tế là việc sử dụng pin của họ vẫn không hiệu quả. Cung cấp năng lượng cho một số ít xe điện bằng năng lượng tái tạo vẫn không có tác dụng ngay lập tức như việc lai tạo rộng rãi hơn cho những chiếc xe mới.
Nguyên nhân là do: Bằng cách sử dụng nguồn cung cấp pin hạn chế của mình trên một số lượng nhỏ xe điện (đắt tiền), ngành công nghiệp ô tô đã nhận được sự khen ngợi từ các nhà đầu tư và công chúng mặc dù thực hiện kế hoạch khử cacbon không hiệu quả. Nó tự tẩy rửa bằng một số ít sản phẩm hào nhoáng, trong khi thực tế là không cắt giảm lượng khí thải CO2 nhiều nhất có thể. Những con số cho thấy mạnh mẽ rằng việc lai tạo càng nhiều ô tô mới càng tốt sẽ hiệu quả hơn và mức độ ngày càng tăng khi công nghệ pin phát triển và hy vọng nguồn cung cấp sẽ tăng lên. Điều đó sẽ cho phép các giống lai chuyển sang PHEV, trước khi được thay thế bằng EV đầy đủ khi thích hợp.
Tuy nhiên, hầu hết các lợi ích của quá trình chuyển đổi EV hoàn toàn sẽ tự thể hiện khi áp dụng PHEV rộng rãi. Chúng cung cấp đủ phạm vi để thực hiện các chuyến đi ngắn chỉ bằng năng lượng điện, thường có chi phí trả trước tương đương với EV, nhưng cũng có tính linh hoạt và hiệu quả của hệ thống truyền động hybrid cho các chuyến đi dài hơn. Điều này cho phép họ vượt qua hầu hết các trở ngại đối với việc áp dụng EV, cụ thể là nguồn cung cấp pin và cơ sở hạ tầng sạc kém.
Điều đó nói rằng, có những lý do tại sao PHEV vẫn chưa thành công. Chúng kém hiệu quả hơn và sản xuất cũng như bảo dưỡng phức tạp hơn so với xe điện hoặc xe hybrid thông thường, chưa kể nặng hơn và đắt hơn so với xe hybrid thông thường. Họ cũng không được giúp đỡ bởi những cái tên khó hiểu của họ, đừng bận tâm đến từ viết tắt PHEV.
Toyota Prius 2023. Peter Nelson
Theo Cục Thống kê Giao thông Vận tải, các loại xe hybrid nói chung đã mất một thời gian dài để chiếm thị phần, chỉ chiếm 5,5% thị trường xe hạng nhẹ vào năm 2021 . Đó là khoảng thời gian 24 năm kể từ khi chiếc Toyota Prius tiên phong được đưa vào sản xuất. Trong khi đó, xe điện đã đạt được thị phần tương tự trong chưa đầy một nửa thời gian đó, đạt 5,8% thị trường Hoa Kỳ vào năm 2022 theo The Wall Street Journal . Đó chỉ là một thập kỷ kể từ khi Tesla Model S thay đổi mô hình được đưa vào sản xuất.
Nhưng những người mua EV được hưởng lợi từ các ưu đãi thuế hào phóng hơn so với các khách hàng lai đã từng làm, với khoản tín dụng thuế EV liên bang trước đây đã kích thích thị trường một cách hiệu quả . Giống như quy định về kích thước và loại ô tô mà chúng ta mua, cả trực tiếp thông qua Thuế gà và gián tiếp theo quy định của CAFE , chính sách của chính phủ ảnh hưởng mạnh mẽ đến hệ truyền động mà chúng ta chọn.
Cho đến nay, chính phủ đã ủng hộ giải pháp hào nhoáng, được quảng cáo rầm rộ về việc áp dụng EV theo dõi nhanh, khi toán học cho thấy điều đó là không tối ưu—ít nhất là trong ngắn hạn và trung hạn. Nếu có bất cứ điều gì, có lẽ công bằng mà nói rằng việc quá chú trọng vào xe điện đang làm chậm quá trình khử cacbon của ngành công nghiệp ô tô trong thời điểm hiện tại. Chúng ta không thể bỏ qua vai trò của xe hybrid ở đây và bây giờ để hướng tới một tương lai xa hơn, nơi mọi chiếc xe trên đường đều hoàn toàn chạy bằng điện.
Bên cạnh đó, khi Toyota Prius 2023 là một trong những chiếc xe đẹp nhất đang được bán hiện nay, nó khiến giải pháp thực dụng trở nên dễ dàng hơn nhiều để lựa chọn.
2023 Toyota Prius XLE. xe Toyota
