Nhiều nhà sản xuất ô tô lên kế hoạch chuyển đổi sang xe điện

Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), năm 2021, doanh số ô tô điện toàn cầu vượt 6,5 triệu chiếc, tăng 108% so với năm trước đó và dự kiến sẽ còn gia tăng nhanh chóng trong 10 năm tới. IEA cũng dự đoán rằng đến cuối thập kỷ này, hơn 300 triệu xe điện sẽ được đưa vào sử dụng và chiếm tới 60% tổng số xe được bán.

Trong bối cảnh thị trường xe điện tiếp tục tăng trưởng, các yếu tố khác như chính sách của chính phủ các nước nhằm giảm lượng khí thải CO2 và thúc đẩy doanh số bán xe điện càng khiến cho những thay đổi này trở nên hấp dẫn.

Bước sang thập kỷ mới, nhiều nhà sản xuất ô tô đang lên kế hoạch chuyển đổi sản phẩm của họ sang năng lượng điện, một số nhà sản xuất công bố mục tiêu sẽ chỉ sản xuất xe điện sau 5 năm tới. 

{keywords}
Ông Thomas Goetzl, Phó Chủ tịch phụ trách giải pháp ô tô và năng lượng của Keysight Technologies.

Ông Thomas Goetzl, Phó Chủ tịch phụ trách giải pháp ô tô và năng lượng của Keysight Technologies nhận định, các nhà sản xuất ô tô đang tạo ra các sản phẩm có thể đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp liên tục thay đổi về an toàn, kiểm soát khí thải và tiêu thụ năng lượng hiệu quả. 

Áp lực lên lưới điện

Theo chuyên gia Keysight, lượng xe điện gia tăng sẽ tạo ra các thách thức về cơ sở hạ tầng, quá trình sản xuất và quy định pháp lý với ngành công nghiệp ô tô. Sự khác biệt rõ rệt giữa công nghệ động cơ đốt trong và công nghệ của xe điện chạy bằng pin gây ra những trở ngại lớn, trong đó lưới điện chính là trở ngại quan trọng nhất.

Phân khúc năng lượng và ô tô luôn vận hành độc lập kể từ khi hình thành. Tất nhiên, để có thể sử dụng, các phương tiện chạy điện cần phải sạc, và các trạm sạc EV có thể cung cấp năng lượng cho 1 chiếc ô tô trong vòng chưa đầy 10 phút, nhưng sẽ cần lượng điện năng khổng lồ. Theo dự đoán của IEA, tới năm 2030, EV sẽ chiếm 4% tổng nhu cầu điện năng toàn cầu.   

{keywords}

Lượng ô tô điện sẽ được thêm vào mạng lưới điện hiện tại có thể châm ngòi cho một cuộc khủng hoảng. Bởi lẽ lưới điện hiện chủ yếu vận hành với các nhà máy điện thông thường, cung cấp mức phát điện cơ bản tối thiểu để đảm bảo năng lượng. 

Tuy nhiên, việc chuyển từ các nhà máy điện thông thường sang các nguồn năng lượng tái tạo phân tán (DER) như năng lượng mặt trời và năng lượng gió trong lưới điện sẽ tạo ra nguồn điện biến đổi nhiều hơn và các mẫu hình phụ tải kém ổn định để các công ty điện lực có thể thử nghiệm và áp dụng. Khi số lượng phương tiện sử dụng điện lưới ngày càng tăng, lượng phụ tải bổ sung lên lưới tăng có thể gây ra nguy cơ mất cân đối cung cầu điện năng, có khả năng dẫn đến sự cố trên toàn hệ thống.

Xây dựng các thực hành tiêu chuẩn về lưới điện

Ông Thomas Goetzl còn nhận định, cơ sở hạ tầng lưới điện ngày nay chưa sẵn sàng cho cuộc cách mạng về năng lượng và giao thông sắp tới. Hạ tầng hiện đang quá tải và cần được hiện đại hóa toàn diện để nâng cao hiệu suất, khả năng phục hồi chống chịu. Trong bối cảnh đó, các bên liên quan đến lưới điện cần vận hành theo tiêu chuẩn và đổi mới hơn nữa để có thể quản lý được sự gia tăng của phương tiện vận tải điện thời gian tới.

Cùng với đó, cần tạo ra các tiêu chuẩn cho phép xe điện đóng vai trò như thành phần chủ động trong việc đảm bảo sự ổn định của lưới điện. Hình thức quan hệ giữa lưới điện và xe điện có thể được thực hiện qua hoạt động cấp nguồn từ xe sang lưới (V2G).  

{keywords}

Công nghệ chuyển đổi điện năng thông minh mới và khả năng giao tiếp với công ty điện lực được tích hợp trong các trạm sạc EV và EV tạo điều kiện triển khai các giải pháp V2G, cho phép ô tô tương tác với lưới điện và trở thành yếu tố ổn định lưới điện bằng cách sử dụng pin tích hợp của EV làm hệ thống lưu trữ năng lượng trong lưới điện. 

Tuy nhiên, công nghệ V2G đang đối mặt với các rào cản quy định pháp lý - các trạm sạc EV và xe EV sẽ phải đáp ứng các tiêu chuẩn mới, luôn thay đổi về khả năng kết nối nguồn điện phân tán DER và tương tác với lưới điện. Nhờ đó, các công ty điện lực sẽ có các công cụ cần thiết trong hệ thống sạc EV giúp quản lý sự gia tăng của xe EV và sử dụng xe như một nguồn tài nguyên. Không chỉ sạc pin, xe điện còn có thể đưa nguồn điện dư thừa trở lại lưới điện, giúp cải thiện khả năng phục hồi tổng thể.

Những dịch chuyển trong lĩnh vực vật liệu và sản xuất

Chuyên gia Keysight cũng cho hay, cấu tạo của những chiếc ô tô truyền thống sử dụng một lượng lớn kim loại, cả ở thân xe và các bộ phận động cơ. Xe điện yêu cầu một lượng lớn các nguyên tố khác gồm niken, mangan, carbon và lithium.

Nguồn cung những loại nguyên liệu này đang thiếu hụt, xuất phát từ những khó khăn thách thức hiện tại trong chuỗi cung ứng toàn cầu và sự thiếu thốn nguồn tài nguyên để hỗ trợ ngành quan trọng như công nghiệp ô tô toàn cầu.

Pin sử dụng cho xe ô tô là nhân tố trọng yếu với những thay đổi trong sản xuất và vật liệu. Các tế bào pin chiếm khoảng 30% chi phí của một chiếc xe điện và có mức độ phức tạp về kiểm tra, đo lường tế bào và các yếu tố khác mà hầu hết các nhà sản xuất chưa từng được biết .

Mặt khác, pin xe điện không những sẽ phải cung cấp nguồn điện để vận hành xe mà còn không được trở thành hiểm họa với môi trường. Pin xe điện phải an toàn trong khi sử dụng nhưng cũng phải vẫn an toàn trong vòng 30 năm tới. Yêu cầu đó đòi hỏi phải tiến hành thêm nhiều thử nghiệm, đo lường, các hoạt động tiêu chuẩn hóa, thu thập dữ liệu và phân tích để hoàn thiện các công nghệ này.

“Có thể thấy, phương tiện vận tải chạy điện mang đến cơ hội to lớn để định hình lại ngành giao thông vận tải cũng như giảm tác động của ngành công nghiệp ô tô lên hành tinh. Các bên liên quan phải tiếp tục tìm ra các giải pháp đổi mới sáng tạo để giải quyết nhiều mối lo ngại khác trong tương lai khi dòng xe điện gia nhập thị trường gia tăng”, ông Thomas Goetzl nêu quan điểm.

An Nhiên