Theo một bản báo cáo của Hội đồng nghiên cứu quốc gia do Quốc hội Hoa Kì ủy thác, bước chuyển đổi sang sử dụng phương tiện giao thông chạy bằng hiđro sẽ giảm thiếu sự phụ thuộc vào xăng dầu cũng như giảm phát thải khí cacbonic.
Nhưng việc tạo ra những chiếc xe chạy bằng hiđro có khả năng cạnh tranh trên thị trường không phải là việc dễ dàng. Trong khi các tiến bộ đạt được về tế bào năng lượng hay công nghệ sản xuất hiđro trong vài năm qua thực sự gây ấn tượng thì vẫn còn nhiều thử thách cần phải vượt qua.
Chi phí dành cho xe cộ rất cao. Hoa Kì hiện đang thiếu cơ sở hạ tầng để sản xuất và phân phối rộng rãi hiđro đến cho khách hàng. Những trở ngại đó có thể vượt qua được nếu nhận được hỗ trợ từ các nghiên cứu, công nghệ cũng như cam kết chắc chắn từ phía các nhà sản xuất ôtô, cũng như chính phủ liên bang.
Các phương tiện giao thông hạng nhẹ - như xe hơi, xe thể thao hữu dụng (SUVs – Sport Utility Vehicles), và xe tải nhỏ - sử dụng đến 44% lượng dầu tiêu thụ tại Hoa Kì và thải ra 22% lượng khí cacbonic. Những lo lắng về biến đổi khí hậu, nhập khẩu dầu hay những đợt tăng giá xăng gần đây đã thôi thúc việc nghiên cứu các nhiên liệu thay thế. Năm 2003, Tổng thống Bush công bố hỗ trợ 1,2 tỉ đôla nhằm nghiên cứu đẩy mạnh công nghệ sản xuất hiđro và các phương tiện sử dụng tế bào năng lượng. Các phương tiện đó được cung cấp năng lượng nhờ phản ứng hóa học xảy ra giữa hiđro, ôxi trong khi chỉ thải ra nước cũng như hơi nóng.
Hội đồng đã ước tính con số tối đa các phương tiện giao thông chạy bằng hiđro sẽ xuất hiện trên đường phố trong các thập kỉ tới. Họ nhận định mục tiêu kỹ thuật thực tế đã được đáp ứng, các khách hàng muốn sở hữu xe chạy bằng hiđrô còn chính sách của chính phủ được ban hành để giúp chuyển đổi từ sử dụng dầu sang năng lượng hiđro. Kết quả báo cáo từ đó thể hiện viễn cảnh tiềm năng tốt đẹp chứ không còn là dự đoán nữa.
Phần đằng sau của một chiếc xe sử dụng tế bào năng lượng hiđro. Cho đến năm 2023, tổng chi phí của các phương tiện đi lại sử dụng tế bào năng lượng, trong đó đã tính đến chi phí năng lượng hiđro trong suốt vòng đời của một chiếc xe, có thể cạnh tranh được với chiếc xe thông thường. (Ảnh: iStockphoto/Gene Chutka) |
Theo hội đồng, phải mất nhiều năm trước khi những chiếc xe chạy bằng hiđro hạng nhẹ có được vị trí tương đối mặc dù các tiến bộ kỹ thuật đã đạt được nhanh chóng. Việc sản xuất phương tiện giao thông chạy bằng hiđro có thể đạt mức tăng đáng kể vào năm 2015. Ở giai đoạn này, giá thành của chúng, dù giảm nhanh chóng, cũng vẫn cần phải được hỗ trợ nhiều cho khách hàng. Con số ước tính tối đa của các phương tiện giao thông chạy bằng hiđro vào năm 2020 là 2 triệu. Cho đến năm 2023, tổng giá thành của các phương tiện giao thông họat động trên tế bào năng lương, bao gồm chi phí năng lượng hiđro dùng trong suốt quãng đời của chiếc xe, có thể cạnh tranh được với các phương tiện thông thường. Lúc đó, con số phương tiện sử dụng hiđro trên đường phố sẽ tăng nhanh chóng, đạt khoảng 60 triệu vào năm 2035 và 200 triệu vào năm 2050.
Hội đồng cũng đã tính toán đến đầu tư, cả công cộng lẫn cá nhân, cần thiết để tiến hành chuyển đổi hoàn toàn từ dầu sang nhiên liệu hiđro. Chi phí đã tính đến nghiên cứu và phát triển, sử dụng phương tiên cũng như xây dựng cơ sở hạ tầng. Chính phủ nên hỗ trợ bằng cách chính sách hiệu lực cũng như tài trợ tài chính ít nhất cho đến năm 2023. Chính phủ cần phải hỗ trợ 55 tỉ đôla từ năm 2008 đến 2023, các cơ sở công nghiệp tư nhân dự tính sẽ đầu tư 145 tỉ đôla trong cùng khoảng thời gian đó. Khi đưa các con số này vào thực tiễn, trợ cấp chính phủ dành cho năng lượng ethanol sẽ tăng lên 15 tỉ đô mỗi năm cho đến năm 2020.
Bước chuyển đổi sang năng lượng hiđro sẽ không có ảnh hưởng lớn đến việc sử dụng dầu hay phát thải khí nhà kính cho đến khi các phương tiện giao thông sử dụng hiđro chiếm thị phần tương đối trong thực tế. Nếu chúng chiếm lĩnh được thị trường thì cả hai vấn đề đều được giải quyết. Mặc dù hiệu quả chung đối với việc phát thải khí nhà kính sẽ còn phục thuộc và cách thức sản xuất năng lượng hiđro. Hội đồng đã so sánh mức giảm thiểu với mức đạt được từ cải thiện hiệu quả năng lượng của các phương tiên thông thường hay mức đạt được do chuyển hướng sang nhiên liệu sinh học. Do chúng đều có thể được thực hiện nhanh chóng hơn, cả hai phương án nói trên đều có công dụng giảm thiểu sử dụng dầu và phát thải khí nhà kính nhanh hơn hiđro. Nhưng đến khoảng năm 2040, hiđro sẽ trở nên hiệu quả hơn. Công cuộc giảm thiếu hiệu quả nhất sẽ xảy ra nếu các phương tiện thông thường chạy bằng nhiên liệu cải tiến, nhiên liệu sinh học và nhiên liệu hiđro được mua cùng một lúc chứ không phải với tư cách là các sản phẩm cạnh tranh với nhau. Phương pháp hạng mục này, nếu so với chính sách của chính phủ nhằm giảm thiểu sử dụng dầu và các năng lượng ít hàm lượng cacbon, có thể giảm phát thải khí nhà kính từ xe hơi và xe tải xuống dưới mức 20% như hiện nay, thậm chí còn gần như giảm hẳn nhu cầu sử dụng dầu cho xe cộ vào năm 2050.
Nghiên cứu được Bộ năng lượng Hoa Kì, Học viện khoa học quốc gia, Học viện kỹ thuật quốc gia, Viện y học tài trợ. Hội đồng nghiên cứu quốc gia là cơ quan phi lợi nhuận cung cấp lời khuyên về chính sách y tế, công nghệ và khoa học dưới dạng hiến chương của quốc hội. Hội đồng nghiên cứu quốc gia là cơ quan điều hành chính của Học viện khoa học quốc gia và Học viện kỹ thuật quốc gia. Bản báo cáo của hội đồng có tiêu đề: "Transitions To Alternative Transportation Technologies: A Focus On Hydrogen." (tạm dịch là “Bước chuyển đổi sang công nghệ vận tải thay thế: Lấy hiđro làm trọng tâm”.