Xe điện chuyển hóa hơn 77% năng lượng thành chuyển động so với xe xăng: Lợi thế đến từ đâu?

Giá nhiên liệu biến động và xu hướng chuyển dịch sang phương tiện xanh đang khiến xe điện trở thành lựa chọn của ngày càng nhiều người tiêu dùng trên thế giới. Không chỉ được đánh giá cao nhờ khả năng cắt giảm chi phí vận hành, xe điện còn nổi bật về hiệu suất sử dụng năng lượng khi có thể chuyển đổi phần lớn điện năng thành động lực cho bánh xe, trong khi động cơ đốt trong thất thoát phần lớn năng lượng dưới dạng nhiệt.

Theo phân tích của EV Magazine cùng các số liệu từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE), khoảng cách về hiệu quả sử dụng năng lượng giữa xe điện và xe chạy bằng động cơ đốt trong đang lớn hơn nhiều so với suy nghĩ của không ít người tiêu dùng.

Xe điện chuyển hóa năng lượng hiệu quả hơn xe động cơ đốt trong ra sao?

Dữ liệu mới nhất từ Bloomberg cho thấy, riêng trong tháng 3/2026, người tiêu dùng tại Pháp, Đức và Anh đã mua tổng cộng 206.200 xe điện, tăng 44% so với cùng kỳ năm 2025. Tại Hàn Quốc, số lượng giao dịch xe điện tăng hơn gấp đôi, trong khi thị trường Ý ghi nhận 16.000 xe thuần điện bán ra trong tháng, tăng 67% so với năm trước.

Theo EV Magazine, ngoài yếu tố chi phí nhiên liệu, một trong những nguyên nhân quan trọng thúc đẩy xu hướng chuyển đổi từ xe sử dụng động cơ đốt trong (ICE) sang xe điện (EV) chính là hiệu quả sử dụng năng lượng vượt trội. Khác với xe động cơ đốt trong hoạt động bằng cách đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong xi-lanh để tạo ra các vụ nổ có kiểm soát nhằm sinh công, xe điện vận hành nhờ sự kết hợp giữa pin và động cơ điện.

Nếu xe động cơ đốt trong phải tạo ra nhiệt độ rất cao để chuyển hóa năng lượng hóa học thành chuyển động cơ học thì xe điện chủ yếu quản lý dòng điện và trường điện từ để truyền năng lượng trực tiếp tới hệ thống truyền động. Chính sự khác biệt về nguyên lý vận hành này giúp xe điện hạn chế đáng kể lượng năng lượng bị thất thoát.

Theo Giáo sư Jan Rosenow, chuyên gia về Chính sách Năng lượng và Khí hậu tại Đại học Oxford, xe chạy bằng động cơ đốt trong có thể lãng phí tới 80% năng lượng chứa trong nhiên liệu. Ông cho rằng xe điện hoạt động theo một cơ chế hoàn toàn khác khi năng lượng được cung cấp dưới dạng điện và truyền trực tiếp tới hệ thống truyền động. Nhờ đó, phương tiện này có thể tiết kiệm năng lượng gấp ba đến bốn lần so với xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống.

Các số liệu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cũng phản ánh rõ sự khác biệt này. Theo DOE, xe điện có thể chuyển đổi hơn 77% điện năng lấy từ lưới điện thành năng lượng truyền tới bánh xe. Trong khi đó, xe chạy bằng xăng thông thường chỉ chuyển đổi được khoảng 12% đến 30% năng lượng chứa trong nhiên liệu thành công suất thực sự phục vụ việc di chuyển.

Khoảng chênh lệch lớn này chủ yếu xuất phát từ việc động cơ đốt trong phải trải qua nhiều bước chuyển đổi năng lượng và tạo ra lượng nhiệt dư rất lớn trong quá trình vận hành. Trong khi đó, hệ thống truyền động điện có ít bộ phận chuyển động hơn, giảm đáng kể tổn thất năng lượng và nâng cao hiệu suất tổng thể của phương tiện. Theo DOE, hệ thống truyền động trên xe điện chỉ gây tổn thất khoảng 15% đến 20% năng lượng, thấp hơn nhiều so với mức thất thoát từ 64% đến 75% của động cơ xăng.

Phanh tái tạo giúp hiệu suất xe điện vượt 94%, phát thải vẫn thấp hơn xe xăng

Một trong những yếu tố tạo nên lợi thế của xe điện là hệ thống phanh tái tạo năng lượng. Khác với xe truyền thống, khi người lái giảm tốc hoặc đạp phanh, xe điện có thể thu hồi một phần động năng vốn sẽ bị mất dưới dạng nhiệt và chuyển đổi ngược thành điện năng để sạc lại pin. Nhờ đó, lượng năng lượng bị lãng phí trong quá trình vận hành được giảm đáng kể.

Theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, hiệu suất truyền năng lượng tới bánh xe của xe điện còn phụ thuộc vào điều kiện vận hành thực tế. Trong chu trình lái xe trong đô thị, nơi phương tiện thường xuyên tăng giảm tốc, hiệu suất năng lượng đạt khoảng 60% đến 66%. Khi vận hành trên đường cao tốc, hiệu suất dao động từ 71% đến 73%.

Nếu tính thêm phần năng lượng được thu hồi thông qua hệ thống phanh tái tạo, hiệu suất tổng thể của xe điện có thể vượt 94% trong điều kiện di chuyển trong thành phố và đạt khoảng 77% trên đường cao tốc. Đây là một trong những lý do khiến xe điện đặc biệt phù hợp với môi trường giao thông đô thị, nơi phương tiện thường xuyên phải dừng và khởi động lại.

Bên cạnh hiệu quả sử dụng năng lượng, lượng phát thải khí nhà kính cũng là yếu tố thường được đưa ra để so sánh giữa xe điện và xe chạy bằng xăng. Trong quá trình sử dụng, xe điện thuần điện không tạo ra khí thải từ ống xả. Tuy nhiên, phương tiện này vẫn phát sinh phát thải trong giai đoạn sản xuất, đặc biệt là quá trình chế tạo pin.

Việc sản xuất pin đòi hỏi sử dụng nhiều khoáng sản quan trọng như liti, niken và kẽm, đồng thời lượng khí thải còn phụ thuộc vào nguồn điện được sử dụng trong quá trình sản xuất cũng như cơ cấu phát điện của từng quốc gia. Dù vậy, theo đánh giá của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), ngay cả khi tính toàn bộ vòng đời sản phẩm, bao gồm sản xuất pin và sản xuất điện, xe điện vẫn thường tạo ra lượng khí nhà kính thấp hơn so với một mẫu xe chạy xăng mới trung bình.

Một yếu tố khác được kỳ vọng tiếp tục cải thiện phát thải carbon của xe điện là tái chế pin. Việc thu hồi và tái sử dụng các vật liệu có giá trị trong pin giúp giảm nhu cầu khai thác khoáng sản mới, từ đó cắt giảm lượng phát thải trong toàn bộ chuỗi sản xuất.

Xu hướng này đang được nhiều nhà sản xuất ô tô thúc đẩy. Trong số đó, BMW và Renault đã triển khai các chương trình tái chế pin nhằm tận dụng vật liệu sau khi pin kết thúc vòng đời sử dụng, đồng thời giảm tác động môi trường trong quá trình sản xuất các thế hệ xe điện tiếp theo.

Sự kết hợp giữa hiệu suất sử dụng năng lượng cao, khả năng thu hồi năng lượng khi phanh và lượng phát thải thấp hơn trong suốt vòng đời đang giúp xe điện ngày càng khẳng định lợi thế so với xe sử dụng động cơ đốt trong. Khi chi phí nhiên liệu tiếp tục là mối quan tâm của người tiêu dùng và các quốc gia đẩy mạnh mục tiêu giảm phát thải, khoảng cách về hiệu quả giữa hai loại phương tiện nhiều khả năng sẽ tiếp tục là một trong những yếu tố thúc đẩy thị trường xe điện tăng trưởng trong những năm tới.

*Nguồn: EV Magazine

Minh Ngọc