Xe điện, gồm cả chạy điện hoàn toàn và xe hybrid, có vẻ sẽ trở nên thống trị về doanh số bán ô tô mới trong vòng vài năm tới tại nhiều nơi trên thế giới. Nhưng những thay đổi tổng thể đối với ngành ô tô vấp phải sức ì đáng kể. Điều này sẽ có tác động gì đến lưới điện trong tương lai và đâu là cơ hội cho điện năng lượng mặt trời?
Giao thông vận tải chiếm khoảng 1/5 lượng khí thải CO2 toàn cầu và là nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất ở Hoa Kỳ. Điều đó chủ yếu đến từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch cho ô tô và xe tải trên đường, chiếm khoảng 75% lượng khí thải đó. Vấn đề rất nghiêm trọng, nhưng các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong (ICE) có hiệu suất chỉ dao động trong khoảng từ 20% đến 35% – có phần cao hơn ở động cơ diesel. Một phương tiện chở khách thông thường thải ra khoảng 4,6 tấn CO2 mỗi năm và khoảng 284 triệu phương tiện đã được đăng ký tại Hoa Kỳ vào năm 2021.
Một trong những lý do giải thích cho sự phát triển nhất định của xe điện là tính hiệu quả, không chỉ là khí thải, hay khả năng sạc từ năng lượng sạch. Với những cải tiến từ hệ thống truyền động điện, xe điện mang lại “hiệu quả cải thiện gấp 3 đến 5 lần” trước bất kỳ cân nhắc bảo dưỡng nào. “Hiệu quả, thực tế là bạn lấy lại năng lượng phanh, cùng với việc bảo dưỡng động cơ ít hơn, má phanh bền lâu hơn, không cần thay dầu… điều đó có nghĩa là chi phí bảo dưỡng sẽ giảm hơn nữa.”
Vậy xe điện đang ở đâu?
Chỉ riêng việc xem xét các con số về cải thiện hiệu quả năng lượng sẽ cho thấy sự hấp dẫn của xe điện EV ngày càng mạnh mẽ, và ít nhất là mang lại lợi ích rõ ràng cho sức khỏe, môi trường và nền kinh tế nói chung.
Christina Bu, tổng thư ký của Hiệp hội xe điện Na Uy, chỉ ra rằng sự gia tăng của xe điện nhanh chóng đáng kể, với tốc độ cải tiến công nghệ cũng đáng chú ý.
“Hãy nhớ rằng Tesla đã được ra mắt vào năm 2003 nhưng chiếc xe đầu tiên của họ là năm 2009. Tesla Model S là vào năm 2012. Nó có tuổi đời vẫn chưa được 10 năm”, Bu tiếp tục. “Nếu bạn nghĩ về sự phát triển đó, thì bây giờ nó sẽ còn nhanh hơn nữa, cho về sau… bạn thậm chí không thể hình dung được những gì đang xảy ra. Chúng tôi đang chứng kiến nhiều sự phát triển vượt bậc hơn trong ngành này”.
Các nhà sản xuất ô tô hiện đã chuyển hướng phần lớn sang phát triển xe điện. Khoảng 100 phương tiện mới sẽ được phát hành trong 5 năm tới có cổng sạc điện – có thể là sự bùng nổ lớn nhất trong một định dạng ô tô mới. Xe điện có vẻ được thiết lập để tuân theo sự phát triển đáng kinh ngạc và nhanh chóng của năng lượng mặt trời.
Chỉ riêng tháng trước đã chứng kiến Lamborghini và Bentley công bố kế hoạch sản xuất điện mới, cùng với Audi, BMW, Cadillac, Ferrari, Ford, GM, Hyundai, Mercedes Benz, Tesla,VW Toyota và Vinfast, đang được sản xuất hoặc lên kế hoạch, từ sáng tạo xe ô tô nhỏ đến xe tải cho vận chuyển hàng hóa. Các công ty khởi nghiệp cũng tham gia, đặc biệt là ở Hoa Kỳ, Trung Quốc và Châu Âu, Đông Nam Á.
Tuy nhiên, tại Hoa Kỳ, bất chấp những chồi non xanh tốt, phân tích của IHS Markit cho thấy xe điện có thể chỉ chiếm 1/4 doanh số bán xe du lịch mới vào năm 2035. Ngược lại, IHS Markit dự báo EU có thể đạt 50% doanh số bán xe điện sớm nhất vào năm 2030…
Đến năm 2035, dự báo của IHS kết luận rằng chỉ 13% phương tiện lưu thông trên đường ở Hoa Kỳ sẽ là xe chạy điện. Dữ liệu điều này là do ô tô là tài sản có tuổi thọ cao và chu kỳ đổi mới chậm: phương tiện hạng nhẹ trung bình có tuổi thọ hiện nay là 12 năm tuổi, tăng so với 9,6 năm 2002.
Ngay cả vào năm 2050, IHS dự đoán rằng phần lớn các phương tiện giao thông trên các tuyến đường của Hoa Kỳ sẽ vẫn chạy bằng xăng. Bu phản đối dự báo này, nói rằng nó thậm chí không đạt được tỉ lệ thay đổi có khả năng xảy ra – với các nhà phân tích buộc phải quan điểm thận trọng.
“Điều này thật nực cười,” Bu nói. “Ở Na Uy, chúng tôi đã chuyển từ thị phần điện hoàn toàn là 3% vào năm 2012 và vào năm 2022, tôi kỳ vọng chúng tôi sẽ đạt khoảng 80%. Chúng tôi đã kết thúc ở mức 64,5% vào năm 2021, hoàn toàn bằng điện. Chúng tôi nhận thấy Đức và Anh dành ít thời gian hơn để chuyển từ 2% đến 10% thị phần so với những gì Na Uy đã làm. Đó là bởi vì công nghệ đã phát triển rất nhiều kể từ đó. Nó chỉ ngày càng phát triển nhanh hơn ở tất cả các thị trường”
Như Bu đã cẩn thận chỉ ra, con số bán hàng cao của Na Uy không phải là do “một loạt các chuyên gia về hiệu suất năng lượng” đã đi mua một chiếc ô tô tốt nhất cho trái đất. Đó là do các chính sách của chính phủ, bao gồm các ưu đãi cho việc mua xe điện thay cho xe bằng động cơ đốt trong truyền thống.
Những điều đó bao gồm miễn thuế VAT 25%, không có thuế mua/nhập khẩu, không có thuế đường bộ hàng năm và giảm phí cầu đường, tất cả đều để thúc đẩy sự tăng trưởng. Một số, đối với các phương tiện chở khách, đang dần được khôi phục, trong khi các ưu đãi cho xe thương mại vẫn còn.
Làn đường nhanh của Na Uy
Johan Vasara, quốc vụ khanh Bộ Giao thông vận tải ở Na Uy, nói với chúng tôi rằng đất nước bắt đầu với những mục tiêu chính trị đầy tham vọng về giao thông xanh sạch hơn. Sau đó, thực hiện các biện pháp kinh tế thực tế để tạo ra một “lực đẩy cần thiết”, với việc thị trường sẽ lấy lại từ đà tăng sau đó.
“Đó là sự kết hợp của nhiều thứ. Tất nhiên, đó là sự kết hợp của cả mục tiêu chính trị đầy tham vọng và thị trường, cuối cùng đã tiếp quản để giữ cho thị trường non trẻ tiếp tục hoạt động” ông nói. “Na Uy là quốc gia có tốc độ chuyển đổi sang phương tiện không phát thải trong giao thông đường bộ nhanh nhất thế giới và cho năm 2021, con số của chúng tôi cho thấy số lượng ô tô mới bán ra hiện đạt 63,4% so với ô tô chạy hoàn toàn bằng điện và 21,3% là xe plug-in hybrid”.
Vasara khẳng định tham vọng vẫn tiếp tục
“Và bây giờ chúng tôi có những mục tiêu xa hơn. Đến năm 2025, mục tiêu của chúng tôi là tất cả các loại xe du lịch mới và xe thương mại hạng nhẹ được bán vào thời điểm đó trở thành xe không phát thải. Tất cả các xe buýt đô thị mới, được bán vào năm 2025, phải chạy bằng điện hoặc sử dụng khí sinh học”, ông nói.
“Và đến năm 2030, tất cả các loại xe hạng nặng mới, 75% xe khách đường dài và 50% xe tải mới phải là xe không phát thải. Đặc biệt là khi nói đến các phương tiện hạng nặng, công nghệ vẫn chưa có ở đó. Nhưng bằng cách đặt ra các mục tiêu đầy tham vọng ở cấp quốc gia, bạn cũng đang thúc đẩy các nhà sản xuất”.
Vasara trước đây là thị trưởng của Kautokeino ở Finnmark, một khu vực rộng lớn ở cực bắc. Đây là đô thị lớn nhất của Na Uy, lớn hơn toàn bộ Đan Mạch, nhưng chỉ với 75.000 dân. Vasara cho biết, ngay cả trong khu vực này, sự quan tâm ngày càng tăng đối với xe điện.
“Tôi có xuất thân là thị trưởng của một đô thị lớn nhất ở Na Uy: những vùng lãnh nguyên rộng lớn và những con đường dài, về cơ bản, không có người sinh sống ở đó. Ngay cả ở đó, chúng tôi nhận thấy sự quan tâm ngày càng tăng đối với xe điện – 90% phương tiện giao thông mà mọi người thực hiện đang diễn ra giữa nhà của bạn và trường học, nhà trẻ và những nơi bạn quản lý bằng cách sạc ô tô tại nhà. Ngày càng có nhiều người nhận ra điều đó”.
Điều đó nói lên rằng, mặc dù thị trường của Na Uy được thiết lập vững chắc thông qua các chính sách của chính phủ, nhưng điều này không đúng ở tất cả các quốc gia, ngay cả những nơi đang khuyến khích việc sử dụng xe điện.
Alex Barredo, một nhà phân tích công nghệ có trụ sở tại Tây Ban Nha, cho biết mặc dù có tiềm năng về ánh nắng mặt trời, năng lượng mặt trời và xe điện, nhưng Tây Ban Nha vẫn đang bị kém đi so với.
“Trong số các quốc gia châu Âu, Tây Ban Nha là một trong những quốc gia có mức độ áp dụng xe điện thấp nhất. Thị phần của thị trường xe hơi vẫn dưới 2,7% vào năm 2021, kém 11,2% chung của Tây Âu” Barredo nói. “Hỗ trợ chính trị ở đó và các ưu đãi không xa so với các ưu đãi ở các nước EU khác, nhưng tổng kết cuối cùng là một cơn ác mộng quan liêu khi một người dân mua xe hơi”.
Mối quan hệ với năng lượng mặt trời và các năng lượng tái tạo khác cũng có, nhưng chủ yếu là với các hợp đồng cung cấp điện “chỉ xanh” cam kết mua tổng năng lượng được cung cấp từ năng lượng tái tạo. Barredo than thở về một vấn đề rất Tây Ban Nha: môi trường đô thị, với các nhà để xe hạn chế.
“Cơ sở hạ tầng là gót chân Achilles của xe điện, và thậm chí còn hơn thế ở Tây Ban Nha, quốc gia châu Âu có tỷ lệ gia đình sống trong các căn hộ cao hơn với 66%, so với 16% ở Anh và 23% ở EU. Điều này có nghĩa là chi phí sạc xe rẻ vào ban đêm khi xe đang ở trong ga ra, đây là đề xuất tốt nhất cho xe điện, là điều không cần thiết đối với hầu hết các gia đình ở Tây Ban Nha”.
Không chỉ ngoài hoán đổi động cơ
David Tyfield, giáo sư về chuyển đổi bền vững và kinh tế chính trị tại Đại học Lancaster, chỉ ra rằng việc chuyển sang xe điện không chỉ là thay đổi động cơ. Và trong môi trường đô thị, như ở Tây Ban Nha, nó sẽ có những tác động sâu rộng.
“Tôi nghĩ rằng chúng ta đánh giá thấp sự khác biệt sẽ lớn như thế nào, EV sẽ thay đổi các thành phố và cuộc sống như thế nào. Không chỉ chiếm ưu thế về số lượng bán xe mới thực tế mà còn chiếm ưu thế về số lượng xe đang lưu thông trên đường. Không chỉ phương tiện cá nhân, mà trên toàn bộ lĩnh vực: vận chuyển hàng hóa, phương tiện công cộng, xe tải hạng nhẹ” Tyfield nói. “Vấn đề đối với sự hiểu biết của chúng tôi, là mọi người thực sự tin rằng xe điện chỉ là hệ thống ô tô hiện có với động cơ đã được thay đổi.”
“Xe động cơ đốt trong trở thành mặt hàng được sản xuất hàng loạt, tiêu thụ nhiều nhất trong thời kỳ bùng nổ sau chiến tranh thế giới thứ II. Theo tôi, hệ thống EV được thành lập sẽ rất khác với hệ thống chuyển động cơ đốt trong và là một phần của sự chuyển đổi lớn hơn nhiều về phương thức di chuyển trong các thành phố. Và chúng tôi vẫn ở trên những con dốc nhỏ, và không ai biết ngọn núi chứa đựng những gì cho chúng tôi” Tyfield nói.
“Chúng ta phải chống chọi với những cú sốc lớn vẫn còn ở phía trước trong lộ trình tiến tới quá trình phi cacbon hóa phương tiện giao thông chính thống”.
Xe điện EV
Các ứng dụng trực tiếp cho năng lượng mặt trời liên quan đến EV được áp dụng ở các quy mô khác nhau. Ở một cấp độ, Bu nói rằng quyền sở hữu EV đang thúc đẩy việc sử dụng năng lượng mặt trời.
“Sự quan tâm đến các tấm pin mặt trời đang thực sự tăng lên và đặc biệt là vào năm ngoái. Cuộc khủng hoảng về giá điện ở châu Âu đã xảy ra ở Na Uy, điều này thực sự chưa từng xảy ra với mức này trước đây, bởi vì chúng tôi có nguồn điện dồi dào. Và hiện tại, chính các công ty lắp đặt các tấm pin mặt trời đang gặp khó khăn” ông Bu nói. “Có quá nhiều nhu cầu, họ thực sự không thể cung cấp đủ.”
“Chúng tôi thực hiện một câu hỏi khảo sát hỏi liệu mọi người có quan tâm hơn đến hiệu quả năng lượng, v.v. sau khi nhận được xe điện hay không, và đa số nói có. Các thành viên của chúng tôi nhận được một chiếc xe điện và họ tiếp tục, nhận các tấm pin mặt trời, họ bắt đầu xem xét mọi thứ để làm cho các ngôi nhà hiệu quả nhất có thể khi nói đến việc sử dụng năng lượng”
Ở phần cuối khác của cuộc thảo luận là quy mô lớn, nơi các nhà cung cấp PV và những người tham gia bắt đầu suy nghĩ về tương lai.
Một ví dụ là Enphase Energy, công ty đã mua lại nhà cung cấp thị trường sạc EV ClipperCreek vào cuối năm ngoái và đây không có khả năng là mối quan hệ cuối cùng giữa các nhà khai thác.
Frank Gordon, người đứng đầu chính sách của Hiệp hội Năng lượng tái tạo và Công nghệ Sạch (REA), nói với chúng tôi rằng ở Anh, các nhà phát triển trang trại năng lượng mặt trời đang tìm kiếm các phụ tải có thể cần phải suy nghĩ sáng tạo cho các nhà sản xuất sau tương lai, chẳng hạn như các trạm sạc xe điện.
“Việc tích hợp các trạm sạc điện mặt trời và lắp điện năng lượng mặt trời, cả quy mô lớn và tại chỗ, có thể đại diện cho một lộ trình tiếp cận thị trường ngày càng hữu ích cho các nhà phát triển năng lượng mặt trời. Có chỗ cho sự phát triển trong các lĩnh vực như sân đỗ xe năng lượng mặt trời có tích hợp sạc điện EV.
>>Xem thêm: So sánh pin lưu trữ lithium-ion và ắc quy chì: Đâu là sự lựa chọn tốt nhất cho hệ thống điện mặt trời
Những chiếc xe điện tích hợp thêm tấm pin mặt trời
Vào tháng 1 năm nay, trong một buổi ra mắt xe ý tưởng, Mercedes-Benz đã bổ sung 117 tấm pin mặt trời lên nóc chiếc xe Concept Vision EQXX của mình. Làm việc với Fraunhofer ISE, công ty cho biết hệ thống PV (VIPV) tích hợp trên xe có thể tăng thêm phạm vi 25 km mỗi ngày.
Một nghiên cứu của Fraunhofer ISE vào tháng 9 năm ngoái tập trung vào các loại xe thương mại bao gồm xe tải và xe tải điện, cho thấy thời gian thu hồi vốn nhanh nhất là 3,4 năm đối với xe tải giao hàng VIPV ở nông thôn. Nghiên cứu cho thấy VIPV sẽ trở nên khả thi hơn theo thời gian, với việc sản xuất hàng loạt các thành phần VIPV làm giảm chi phí và cải tiến liên tục về hiệu quả PV.
Gautham Ram thận trọng hơn đối với VIPV dành cho các phương tiện chở khách, cho thấy việc bổ sung PV trên sân thượng sẽ hiệu quả hơn.
“Tôi hy vọng một số hoặc nhiều EV sẽ áp dụng ý tưởng này, đặc biệt nếu tính kinh tế của nó trở nên hấp dẫn hơn. Ram cho biết chúng ta có thể thêm bao nhiêu tấm năng lượng mặt trời vào xe tùy thuộc vào việc bạn thêm vào mái nhà hiện có hay thiết kế phần nóc xe để tối đa hóa diện tích PV.
“Tôi không chắc về thời gian hoàn vốn. VIPV sẽ đắt hơn nhiều so với PV trên mái nhà. Năng suất thấp hơn nhiều do định hướng không tối ưu của mái che ô tô và bóng râm từ môi trường… một hệ thống mái nhà lớn hơn tại văn phòng hoặc nhà riêng có thể mang lại năng suất thông qua định hướng tốt hơn và nhìn chung rẻ hơn”.
