Grammatisch ist "zwar" ein Adverb, "aber" Hauptsatzkonjunktion und "obwohl" eine Nebensatzkonjunktion. Die Sätze werden also anders konstruiert. Semantisch gibt es keinen großen Unterschied zwischen "Zwar X, aber Y" und "Obwohl X, Y". Sie haben eine verschiedene Nuance, aber ich fürchte, ich kann sie nicht gut erklären. Versuch: "Zwar X" betont eher X als eine wohlbekannte Tatsache, und Y als eine gegensätzliche Tatsache. "Obwohl X" benutzt X eher als Einschränkung für Y.