Điều gì khiến pin nhiên liệu hydro chưa phổ biến?

Cơ sở hạ tầng hạn chế

Xây dựng cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu hydro toàn diện đặt ra những thách thức đáng kể về mặt tài chính và hậu cần.

Theo Phòng Thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia Hoa Kỳ (NREL), chi phí thiết lập một trạm tiếp nhiên liệu hydro thường vào khoảng 2 triệu USD, cao hơn đáng kể so với chi phí để thiết lập các trạm sạc xe điện. 

Chi phí cao này là do công nghệ phức tạp cần thiết để lưu trữ và phân phối hydro một cách an toàn.

Điều này dẫn đến các cơ sở hỗ trợ cho quá trình hydro hóa vẫn chưa được phổ biến. Lấy Trung Quốc làm ví dụ, tính đến tháng 1/2021, số lượng cơ sở hạ tầng sạc điện ở Trung Quốc là 1,716 triệu và số lượng trạm sạc công cộng đạt 810.903. Ngược lại, các trạm tiếp nhiên liệu hydro tính đến cuối năm 2020 chỉ có 104 trạm. 

Tại Mỹ, số lượng trạm tiếp nhiên liệu hydro cũng khá hạn chế. Theo Bộ Năng lượng Mỹ, tính đến năm 2023 cả nước mới chỉ có 59 trạm. Điều này chắc chắn hạn chế rất nhiều sự phổ biến của các phương tiện chạy bằng hydro.

Giá pin quá cao

Việc chế tạo các bộ pin nhiên liệu hydro đòi hỏi quá trình phức tạp và chi phí sản xuất cao. Chỉ một số công ty hoàn toàn làm chủ được quy trình sản xuất, điều này làm tăng chi phí sản xuất xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro.

Theo dữ liệu từ S&P Global, tính đến năm 2024, chi phí sản xuất hydro xanh có thể dao động từ 3,00 đến 6,55 USD/1 kg. Chi phí cao này khiến nhiên liệu hydro kém cạnh tranh hơn, trong khi chi phí pin lithium-ion đang ngày càng rẻ hơn.

Lấy ví dụ về giá bán, chiếc xe ứng dụng công nghệ này đang hiện bán trên thị trường là Toyota Mirai có giá 50.000 USD (gần 1,4 tỷ đồng), trong khi các mẫu xe cùng phân khúc có mức giá thấp hơn đáng kể.

Hiệu suất chuyển đổi năng lượng không cao

Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin nhiên liệu hydro là một trong những rào cản lớn khiến công nghệ này chưa được phổ biến.

Pin nhiên liệu hydro thường đạt tỷ lệ hiệu suất khoảng 40 - 60%, nghĩa là một phần đáng kể năng lượng được tạo ra trong phản ứng hydro-oxy bị mất đi dưới dạng nhiệt (khoảng 40 - 60% còn lại).

Tỷ lệ hiệu suất này thấp hơn so với hiệu suất 80 - 85% trên các mẫu xe điện sử dụng pin truyền thống. Hiệu suất thấp hơn của pin nhiên liệu hydro dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao hơn và chi phí tăng trong suốt vòng đời của xe.

Một trong những lợi thế lớn nhất của xe chạy bằng hydro là khả năng tiếp nhiên liệu nhanh, thường chỉ mất vài phút, nhanh hơn đáng kể so với thời gian sạc của xe điện truyền thống.

Mặc dù các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu hydro có những lợi thế nhất định so với các phương tiện truyền thống, song chúng vẫn tồn tại nhiều bất lợi. 

Những vấn đề này cản trở sự phát triển của các loại xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro. Và cho tới hiện tại các phương tiện chạy bằng hydro đã bị bỏ lại phía sau trong cuộc đua năng lượng mới.