Historically, most cars have run on gasoline, but that doesn’t have to be the case in the future: other liquid fuels and electricity can also power cars. So what are the differences between these options? And which one’s best?
Từ xa xưa, hầu hết các ô tô đều chạy bằng xăng nhưng điều đó không nhất thiết phải xảy ra trong tương lai: các loại nhiên liệu lỏng khác và điện cũng có thể vận hành ô tô. Vậy sự khác biệt ở đây là gì? Và loại nào mới là sự lựa chọn tốt nhất?
Gasoline is refined from crude oil, a fossil fuel extracted from deep underground. The energy in gasoline comes from a class of molecules called hydrocarbons. There are hundreds of different hydrocarbons in crude oil, and different ones are used to make gasoline and diesel— which is why you can't use them interchangeably.
Xăng được chiết lọc từ dầu thô, loại nhiên liệu hóa thạch được trích xuất từ dưới lòng đất. Năng lượng ở trong xăng đến từ một lớp phân tử được gọi là hydrocacbon. Có hàng trăm loại hydrocacbon khác nhau trong dầu thô và các loại khác nhau được dùng để tạo ra xăng và dầu diesel đó là lý do tại sao chúng không thể dùng thay thế cho nhau.
Fuels derived from crude oil are extremely energy dense, bringing a lot of bang for your buck. Unfortunately, they have many drawbacks. Oil spills cause environmental damage and cost billions of dollars to clean up. Air pollution from burning fossil fuels like these kills 4.5 million people each year. And transportation accounts for 16% of global greenhouse gas emissions, almost half of which comes from passenger cars burning fossil fuels. These emissions warm the planet and make weather more extreme. In the U.S. alone, storms caused by climate change caused $500 billion of damage in the last five years.
Nhiên liệu khai thác được từ dầu thô có năng lượng cực kì lớn, có thể đem lại cho bạn món hời khủng. Không may rằng, chúng có rất nhiều nhược điểm. Tràn dầu gây ra nhiều vấn đề về môi trường và tốn hàng tỷ đô la để xử lý. Ô nhiễm không khí từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch như vậy giết chết 4,5 triệu người mỗi năm. Và 16% lượng khí thải nhà kính là do các phương tiện đi lại gây ra gần một nửa trong số đó đến từ các xe khách sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Các khí thải này làm nóng Trái Đất và làm cho khí hậu trở nên tệ hơn. Ở riêng Mỹ, các cơn bão do biến đổi khí hậu gây ra
So while gas is efficient, something so destructive can't be the best fuel. The most common alternative is electricity. Electric cars use a battery pack and electric motor instead of the internal combustion engine found in gas-powered cars, and must be charged at charging stations. With the right power infrastructure, they can be as efficient as gas-powered cars. If powered by electricity generated without fossil fuels, they can avoid greenhouse gas emissions entirely. They’re more expensive than gas-powered cars, but the cost difference has been shrinking rapidly since 2010.
đã gây thiệt hại tới 500 tỉ đô la trong vòng năm năm qua. Vậy mặc dù xăng rất hữu dụng, nhưng thứ gì đó quá gây hại thì không thể là nguồn nhiên liệu tốt nhất. Năng lượng thay thế phổ biến nhất chính là điện. Các loại ô tô điện sử dụng ắc quy và động cơ điện thay vì động cơ đốt trong như các ô tô chạy bằng khí đốt, và phải được sạc tại các trạm sạc. Với cơ sở hạ tầng điện phù hợp, chúng có thể hoạt động tốt như các ô tô khí đốt. Nếu được vận hành bằng điện mà không cần dùng tới nhiên liệu hóa thạch chúng có thể hoàn toàn hạn chế lượng khí thải nhà kính được thải ra. Chúng đắt tiền hơn những chiếc ô tô chạy bằng khí đốt, nhưng sự chênh lệch về giá đã được thu hẹp nhanh chóng kể từ 2010.
The other alternatives to gasoline are other liquid fuels. Many of these can be shipped and stored using the same infrastructure as gasoline, and used in the same cars. They can also be carbon-neutral if they’re made using carbon dioxide from the atmosphere— meaning when we burn them, we release that same carbon dioxide back into the air, and don't add to overall emissions.
Các lựa chọn thay thế khác cho xăng là các nhiên liệu lỏng khác. Nhiều loại có thể được vận chuyển và dự trữ như xăng và có thể sử dụng trên cùng một loại ô tô. Chúng cũng có thể trở thành cacbon trung tính nếu chúng được tạo từ CO2 đến từ không khí nghĩa là khi ta đốt chúng, ta thải ra cùng lượng CO2 trở lại không khí, và không thêm vào lượng khí thải tổng thể.
One approach to carbon-neutral fuel is to capture carbon dioxide from the atmosphere and combine its carbon with the hydrogen in water. This creates hydrocarbons, the source of energy in fossil fuels— but without any emissions if the fuels are made using clean electricity. These fuels take up more space than an energetically equivalent amount of gasoline— an obstacle to using them in cars.
Một cách tiếp cận khác đối với nhiên liệu cacbon trung tính là thu giữ CO2 từ không khí và kết hợp C của chúng với H trong nước. Kết quả này gọi là hydrocacbon, nguồn năng lượng trong nhiên liệu hóa thạch nhưng không tạo ra lượng khí thải nào nếu nhiên liệu được tạo ra bằng điện sạch. Những nhiên liệu này cần nhiều không gian hơn lượng xăng với cùng năng lượng sản xuất đó là một chướng ngại vật khi dùng chúng cho ô tô.
Another approach is to make carbon-neutral fuels from plants, which sequester carbon from the air through photosynthesis. But growing the plants also has to be carbon neutral— which rules out many crops that require fertilizer, a big contributor to greenhouse gas emissions. So the next generation of these fuels must be made from either plant waste or plants that don't require fertilizer to grow. Biofuels can be about as efficient as gasoline, though not all are.
Một cách tiếp cận khác là điều chế nhiên liệu cacbon trung tính từ thực vật bằng cách cô lập cacbon từ không khí thông qua quá trình quang hợp. Nhưng việc trồng cây cũng cần phải là cacbon trung tính nên những cây cần phân bón không thể được sử dụng, chúng là tác nhân lớn trong việc thải ra khí thải nhà kính. Vậy là thế hệ mới của những nhiên liệu này phải được làm ra từ chất thải thực vật hoặc các loại cây không cần phân bón để phát triển. Nhiên liệu sinh học có thể hiệu quả như xăng,
For a fuel to be the best option, people have to be able to afford it.
dù không phải tất cả các loại đều vậy.
Unfortunately, the high upfront costs of implementing new technologies and heavy subsidies for the producers of fossil fuels, mean that almost every green technology is more expensive than its fossil-fuel-based cousin. This cost difference is known as a green premium.
Để một nhiên liệu trở thành lựa chọn tốt nhất, mọi người cần có khả năng chi trả cho nó. Nhưng không may, giá cả cao của việc ứng dụng các kĩ thuật mới và trợ cấp nặng cho các nhà sản xuất nhiên liệu hóa thạch, làm cho hầu hết các kĩ thuật thân thiện với môi trường đều đắt hơn kĩ thuật sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Governments have already started subsidizing electric vehicles to help make up the difference. In some places, depending on the costs of electricity and gas, electric cars can already be cheaper overall, despite the higher cost of the car. The other alternatives are trickier, for now— zero-carbon liquid fuels can be double the price of gasoline or more. Innovators are doing everything they can to bring green premiums down, because in the end, the best fuel will be both affordable for consumers and sustainable for our planet.
Sự chênh lệch này được gọi là phí bảo hiểm xanh. Các chính phủ đã bắt đầu trợ giá xe điện để giúp giảm bớt sự chênh lệch. Ở một vài nơi, tùy thuộc vào giá cả của điện và xăng, nhìn chung, ô tô điện đã rẻ hơn mặc dù giá thành của ô tô lại cao hơn. Hiện tại, các lựa chọn thay thế khác lại phức tạp hơn - nhiên liệu lỏng không cacbon có thể đắt gấp đôi giá xăng hoặc hơn thế nữa. Các nhà phát minh đang làm mọi thứ có thể để làm giảm phí bảo hiểm xanh, bởi cuối cùng thì loại nhiên liệu tốt nhất sẽ vừa có giá cả phải chăng