Ôtô điện - nguồn ô nhiễm trong vỏ bọc bảo vệ môi trường

Một công nhân ở mỏ đất hiếm Nam Thành, Giang Tây, Trung Quốc. Ảnh: Reuters

Ôtô điện hoạt động với nguyên lý sạc năng lượng trước và được tạo ra để thay thế người anh em sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong vài năm tới, khi các nước châu Âu tìm kiếm các biện pháp chống biến đổi khí hậu. Nhưng khi những phương tiện mới này không trực tiếp sinh ra khí thải carbon, liệu chúng có thân thiện với môi trường như chúng ta vẫn nghĩ?

Điều này còn phụ thuộc nhiều vào điện năng mà các xe tiêu thụ được sản xuất bởi các nguồn năng lượng tái sinh hay nhà máy nhiệt điện than. Bên cạnh đó là nghi ngại về mặt sinh thái khi xe điện được cấu thành bởi các bộ phận như pin và các kim loại quý. Một trong số đó là neodymium, một loại đất hiếm dùng để tạo ra những nam châm cực mạnh được tìm thấy ở hầu hết các loại động cơ điện ngày nay. Việc khai thác những nguyên tố này gây nhiễm độc thorium – chất phóng xạ có thể ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường xung quanh.

Mountain Pass, mỏ khai thác đất hiếm lớn nhất ở Mỹ, nằm cạnh khu bảo tồn thiên nhiên ở sa mạc Mojave, California. Trong giai đoạn 1965-1995, nơi đây là nguồn cung cấp đất hiếm chính của thế giới. Tuy nhiên, việc khai thác kim loại đến cùng với cái giá đắt đỏ cho vùng hoang vu California. Một cuộc điều tra liên bang trong những năm 1990 cho thấy khoảng 2.300 lít phóng xạ và nước thải nguy hại khác trút xuống đất của vùng sa mạc này. Công ty khai thác được cho là có trách nhiệm đã trả một khoản phạt 1,4 triệu USD, đồng thời bị cấm khai thác đất hiếm ở khu vực này trong khoảng thời gian 30 năm.

Quang cảnh mỏ khai khoáng Mountain Pass ở California, Mỹ, ngày 4/8. Ảnh: EU/Copernicus Sentinel

Những mối đe dọa đối với môi trường và ô nhiễm các nguồn tài nguyên thiên nhiên đã ngăn chặn sự phát triển các mỏ đất hiếm ở Mỹ. Tuy nhiên, điều này không đúng với mọi nơi trên thế giới, đặc biệt là Trung Quốc, nơi sản xuất ra 70% sản lượng đất hiếm của thế giới.

Cuối những năm 1980, Trung Quốc nhanh chóng phát triển một khu khai khoáng ở Bạch Vân Ngạc Bác, nơi có lượng lớn trầm tích niobium (thành phần chế tạo hợp kim và thép không gỉ). Nằm cách Bắc Kinh 700 km, nơi đây có nguồn dự trữ kim loại đất hiếm lớn nhất trên trái đất.

Theo Hiệp hội Đất hiếm Trung Quốc, mỗi tấn nguyên tố đất hiếm được chiết xuất sẽ thải ra khoảng 9.600 đến 12.000 m3 chất thải dưới dạng khí có chứa bụi cô đặc, hydrofluoric acid, sulphur dioxide và sulphuric acid. Thêm vào đó, khoảng 75 m3 nước thải acid và một tấn chất thải phóng xạ cũng được tạo ra.

Dù rất ít nghiên cứu được hoàn thiện về ảnh hưởng trực tiếp trên dân cư ở Bạch Vân Ngạc Bác, một nghiên cứu năm 2015 từ Viện Nghiên cứu Tài nguyên thiên nhiên và Khoa học Địa lý Bắc Kinh cho thấy nguy cơ bị tổn thương cao trong dân cư khi tiếp xúc với bụi kim loại. Các hoạt động khai thác với quy mô lớn xung quanh khu dân cư cũng có thể được nhìn thấy rõ từ vệ tinh nhân tạo trên vũ trụ.

Kim loại đất hiếm và cuộc cách mạng xanh

Nhiều khả năng thiết bị bạn đang sử dụng để đọc bài báo này cũng được làm từ các nguyên tố có nguồn gốc từ mỏ quặng ở Trung Quốc.

Việc sử dụng các loại đất hiếm trong xã hội số cao tới nỗi ngày nay rất khó để làm gì mà không có chúng. Một trong những nguyên tố này đặc biệt quan trọng cho ngành công nghệ của chúng ta: neodymium, dùng cho xe điện. "Điện khí hóa trong xã hội ngày nay tương đương với lượng rất lớn neodymium được khai thác", Jorge Morales de Labra, kỹ sư công nghiệp và doanh nhân trong lĩnh vực điện, nói.

Quang cảnh mỏ khai khoáng Bạch Vân Ngạc Bác, Trung Quốc, từ vệ tinh giám sát, ngày 16/8. Ảnh: EU/CopernicusSentinel.

"Chúng ta có thể sống mà không có neodymium không? Tôi không chắc. Đó là nguyên tố tốt nhất chúng ta biết để tạo ra nam châm và tôi không nghĩ sẽ tìm ra được thứ gì tốt hơn neodymium. Tuy nhiên, ta phải nhận thức được mức độ ô nhiễm cao mà việc khai thác loại đất hiếm này tạo ra", ông nói.

Đất hiếm không chỉ cần thiết cho các sản phẩm công nghệ cao mà còn hữu dụng cho cả công nghệ tái tạo, Juan Diego Rodríguez-Blanco, giáo sư khoáng vật học nano tại Trinity College Dublin, giải thích. Nhờ việc sử dụng điện năng gia tăng, những người sản xuất đất hiếm đã tìm ra một thị trường ngách mới trong cuộc "cách mạng xanh".

Ôtô điện và tuabin gió cần sử dụng đất hiếm – tương phản với quá trình "bẩn thỉu" mà những phương tiện này khai thác ra chúng. Tuy nhiên, như Morales de Labra đã nói, mọi hoạt động của con người đều gây ra tác động nào đó tới môi trường.

Laurentino Gutiérrez, một kỹ sư ôtô, giải thích xe điện dùng hai loại động cơ. Một mặt, chúng cần một động cơ đồng bộ, hoạt động với đất hiếm hoặc nam châm điện. "Tuy đắt nhưng hiệu suất của chúng rất tốt. Nếu muốn động cơ mạnh mẽ hơn, chế tạo sẽ khá phức tạp", anh nói.

Gutiérrez cho biết nhà sản xuất ôtô duy nhất có thể chế tạo những chiếc xe với động cơ đồng bộ mà không dùng đến đất hiếm là Renault, bởi họ sử dụng nam châm điện thay thế. "Những chiếc xe này chỉ 90 đến 110 mã lực, nhưng thân thiện với môi trường hơn nhiều", anh nói.

Mặt khác, các động cơ không đồng bộ cũng không cần đất hiếm. Chúng được sử dụng chủ yếu bởi Tesla, dù mẫu mới nhất của hãng này vẫn dùng kim loại quý.

Chuyển ô nhiễm từ thành thị về nông thôn?

Một trong những mục tiêu chính của xe điện là nâng cao chất lượng bầu không khí, chủ yếu ở những vùng có mật độ sử dụng xe chạy xăng dầu cao. Xe điện không trực tiếp sinh ra khí thải carbon, mà là những nhà máy sản xuất ra chúng. "Lượng khí CO2 thải ra khi làm một chiếc xe điện tương đương với khi tạo ra hai chiếc xe chạy xăng", Gutiérrez nói và cho biết, một chiếc ôtô điện chỉ trở nên thân thiện với môi trường hơn sau khi nó chạy được 30.000 đến 40.000 km đầu tiên.

"Lượng chất thải là tương đương trong cả hai trường hợp, nhưng một bên là chất thải trong nhà máy cách xa thành phố nhiều km, và một bên là lượng khí thải đi vào nội đô, nơi mọi người hít thở và bị tác động thực sự tới sức khoẻ", anh cho hay.

Thành phố Tây Ban Nha quay lưng với đất hiếm

Dân cư ở Campo de Montiel, địa phương thuộc tỉnh Ciudad Real, Tây Ban Nha, không muốn hi sinh nguồn tài nguyên thiên nhiên của họ để nhận được "vàng ròng của thế kỷ 21". Vùng đất này sở hữu quặng sa khoáng monazite, một khoáng vật phốt phát có màu nâu đỏ chứa các kim loại đất hiếm mang phóng xạ như thorium và uranium.

Quantum Minería, một công ty khai mỏ Tây Ban Nha, đã xin giấy phép khai thác nhằm mở một mỏ lộ thiên ở khu vực này, nơi có hệ động vật bản địa độc đáo và được bảo vệ: linh miêu Iberia và đại bàng hoàng đế, cả hai đều là những loài có nguy cơ tuyệt chủng. Nhưng nhờ sự phản đối quyết liệt của dân địa phương với việc khai mỏ, và một báo cáo kỹ thuật chứng minh tác hại tiêu cực đến môi trường, dự án này đã bị ngăn chặn.

"Đây là việc khai thác thực nghiệm, họ hầu như không có chút kinh nghiệm nào ở châu Âu đối với đất hiếm. Khai mỏ là cần thiết, nhưng việc này không thể được thực hiện ở bất cứ đâu", Luis Manuel Ginés, chủ tịch hiệp hội chống khai thác đất hiếm Campo de Montiel, Sí a la Tierra Viva, nói.

Rodríguez-Blanco lưu ý rằng rất khó để biết những ảnh hưởng lâu dài của việc khai thác đất hiếm, nhưng chúng có thể gây nguy hiểm cho các tầng nước ngầm ở khu vực này và ảnh hưởng đến cả động vật và con người.

Đất hiếm dường như được sinh ra để tồn tại cùng con người, nhưng ngay cả nếu chúng có cho ta cơ hội để giải thoát những chiếc ôtô khỏi ô nhiễm nhiên liệu hoá thạch, thì chúng ta có lẽ cũng sẽ đặt áp lực thay thế lên một nguồn tài nguyên hữu hạn khác.

"Điều này có khả năng dẫn tới sự thiếu hụt một vài loại đất hiếm cụ thể nào đó, trong vòng một hay hai thập kỷ, và dẫn tới việc khai thác đất hiếm ở những nơi khác như Greenland, chẳng hạn", Rodríguez-Blanco nói. Tuy nhiên, chuyên gia này cũng chỉ ra rằng các phương pháp khai thác sạch hơn đang được phát triển và không gây ra tổn hại nghiêm trọng với môi trường. Những phương pháp này bao gồm tái chế hay kiểm soát sự xả thải acid đã qua sử dụng trong quá trình khai thác bằng các sản phẩm khác có khả năng trung hoà chúng hay tái sử dụng nguồn CO2 thải ra.