Trong những năm tới, trọng tâm của ngành công nghiệp ô tô sẽ là xe điện, nhưng công nghệ pin nhiên liệu hydrogen vẫn có tiềm năng nhất định trong tương lai.

Xe điện chạy pin (BEV) đang là thực tại của ngành công nghiệp xe hơi, chiếm trọn mọi dòng tít trên truyền thông và thường được coi là tương lai của giao thông và di chuyển, cũng như một giải pháp tiềm năng cho cuộc khủng hoảng khí hậu toàn cầu.

Với các quy định khí thải ngày càng thắt chặt, cũng như áp lực của xã hội, các nhà cung cấp và sản xuất xe hơi không còn lựa chọn nào khác ngoài việc tăng cường đầu tư, đổi mới để sản xuất những phương tiện chạy điện phù hợp với nhu cầu thị trường.

 

xe dien

Phương tiện thuần điện đang là thực tại mới của ngành công nghiệp sản xuất xe hơi. Ảnh: GM.

Xe điện là thực tại mới

Ngành công nghiệp xe hơi đang trải qua những thay đổi căn bản và đột phá. Trong nhiều năm, toàn bộ ngành đã ở thế phòng thủ – thích ứng với các quy định khí thải ngày càng chặt chẽ, chấp nhận hình phạt của chính phủ và sự khiển trách của công chúng – thay vì chủ động tạo ra xu hướng.

Nhưng giờ đây, các hãng xe đã có những bước đi chủ động trong một nỗ lực nhằm giành lại quyền kiểm soát với số phận của mình. Cùng với sự thành công của các đối thủ cạnh tranh mới như Tesla, các nhà sản xuất xe hơi lâu đời đã định hình lại danh mục đầu tư của mình, và trình làng nhiều hơn các mẫu xe điện. BEV được coi là trọng tâm trong việc đảm bảo tương lai của ngành, vì chi đến lúc này, xe điện là cách hợp lý và hiệu quả nhất để giảm khí thải carbon.

Gần như tất cả các hãng xe truyền thống đều công khai cam kết tương lai của mình với xe điện. CEO tập đoàn VW, ông Herbert Diess, tuyên bố rằng không có giải pháp thay thế nào khác cho xe điện trong tương lai gần, và cho biết xe điện là một phần thiết yếu trong chiến lược giảm khí thải C02 của hãng xe lớn nhất thế giới.

Có vẻ như đây là một tương lai sẽ được hiện thực hóa, việc tập trung vào xe điện có nghĩa là các hãng xe sẽ phải ngừng phát triển các mẫu xe động cơ đốt trong và thay thế hoàn toàn chúng trong dài hạn. Quá trình này sẽ đòi hỏi sự đầu tư đáng kể vào công nghệ và các sáng kiến tiếp thị để chuyển đổi thị hiếu người tiêu dùng.

Vào thập niên 1990, các nhà sản xuất xe hơi châu Âu bắt đầu tăng cường nghiên cứu để phát triển một loại xe không dựa vào nhiên liệu hóa thạch. Đối tượng đầu tiên là những chiếc xe điện (BEV) và xe chạy pin nhiên liệu hydrogen (FCV). Mercedes-Benz tung ra nguyên mẫu FCV đầu tiên của họ, chiếc NECAR 1, từ năm 1994.

Mặc dù vậy, bất chấp sự ra đời của một số nguyên mẫu, chưa có nhà sản xuất nào có thể đưa xe FCV vào sản xuất hàng loạt ngoại trừ chiếc Toyota Mirai. BEV trở nên hấp dẫn hơn với các hãng xe vì công nghệ này phù hợp hơn để sản xuất hàng loạt, dẫn tới việc sản xuất được đẩy nhanh và dễ dàng hơn khi các quy định khí thải ngày càng cấp bách.

xe hydro bmw

Các hãng xe Đức đã bắt đầu nghiên cứu công nghệ pin nhiên liệu hydrogen từ thập niên 1990. Ảnh: BMW.

 

So với xe FCV, xe điện chạy bằng pin (BEV) tiết kiệm chi phí hơn và cho phép các nhà sản xuất ô tô đạt được cả hai mục đích: đáp ứng quy định khí thải và có được lợi nhuận.

Và kết quả là các hãng xe bắt đầu ưu tiên nghiên cứu và phát triển công nghệ pin điện thay vì pin nhiên liệu hydrogen. Các xe FCV thực chất cũng hoạt động nhờ dòng điện, thông qua việc phân tách electron khỏi phân tử hydrogen trong quá trình phản ứng với oxygen, vậy để hoạt động các xe FCV cần có một cơ chế cung cấp hydrogen dạng lỏng cũng như các trạm bơm nhiên liệu.

Điều này đặt ra một tình thế tiến thoái lưỡng nan: nếu không có đủ cơ sở hạ tầng, FCV sẽ không phù hợp để bán cho thị trường đại chúng, bất kể chúng sạch, yên tĩnh và hiệu quả như thế nào.

Cuộc đua đã được định đoạt

Tất cả các loại xe điện đều cần một cơ sở hạ tầng kết nối cũng như các trạm sạc để có thể trở nên phổ biến. Để mang lại giá trị cho người dùng, điều quan trọng không chỉ là tạo ra một phương tiện vượt quá mong đợi, mà còn tạo ra một hệ sinh thái phát huy hết tiềm năng của chúng.

Phần quan trọng nhất của hệ sinh thái này là một cơ sở hạ tầng để đảm bảo khách hàng có thể sử dụng xe hơi của họ bất cứ khi nào họ muốn. Phạm vi hoạt động và nỗi lo tìm trạm sạc là hai mối quan tâm lớn nhất của người dùng khi nói về việc sở hữu xe điện, vì cuối cùng thì nếu không thể lái nó, bạn mua xe để làm gì?

Trong khi đó việc bơm nhiên liệu cho xe FCV thì mang tính truyền thống hơn. Cũng giống như xe chạy xăng truyền thống, việc đổ đầy bình hydrogen lỏng chỉ mất vài phút. Vì vậy nếu trong cùng một thời gian, một trạm hydrogen có thể phục vụ nhiều phương tiện hơn so với một trạm sạc xe điện, điều cũng có nghĩa là chúng ta sẽ cần ít trạm hydrogen hơn so với các trạm sạc điện.

Thế nhưng trên thực tế, các trạm hydrogen vẫn là một thứ gì đó hiếm thấy. Ngay tại Đức, quốc gia dẫn đầu châu Âu về công nghệ hydrogen, chỉ có 82 trạm nhiên liệu hydro so với 24.000 trạm sạc dành cho xe điện. Phần còn lại của châu Âu chỉ có 43 trạm hydrogen, nhưng có tới 120.000 trạm sạc cho xe điện. Những con số này cho thấy sự phổ biến của BEV đã vượt xa FCV như thế nào.

tram sac dien bmw

Chi phí xây dựng một trạm sạc dành cho xe điện rẻ hơn nhiều so với trạm bơm nhiên liệu hydrogen lỏng. Ảnh: AP.

Lý do chính cho sự chênh lệch này là chi phí. Ngành công nghiệp xe hơi đang phải đối mặt với một loạt thách thức, trong đó có việc cách mạng hóa dòng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu khí thải chặt chẽ và phải thuyết phục người tiêu dùng rằng xe điện “tốt hơn” một chiếc xe chạy xăng. Đó không phải là nhiệm vụ dễ dàng.

Khi so sánh chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng cho xe BEV và FCV, mọi thứ trở nên rõ ràng vì sao xe điện lại đang có bước nhảy vọt. Chi phí trung bình để xây dựng một trạm nhiên liệu hydrogen lên tới 1,1 triệu USD, trong khi một trạm sạc với 4 cổng 150kW chỉ tốn hơn nửa. Bên cạnh sự chênh lệch chi phí đáng kể đó, cũng cần nhớ rằng BEV vẫn là lựa chọn hợp lý vì năng lượng cho chúng có thể được phân phối dựa trên hệ thống lưới điện hiện nay, trong khi không có mạng lưới phân phối hydrogen nào có thể sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho một lượng lớn phương tiện FCV trên đường.

Tương lai nào cho xe FCV

Đó là những lý do khiên cho xe điện (BEV) sẽ tiếp tục thống trị trong tương lai gần. Boston Consulting Group dự đoán sẽ có 90 mẫu khung gầm xe điện trên thị trường vào năm 2030, và số lượng khung gầm này sẽ dẫn đến sự ra đời của cả trăm mẫu xe điện. VW đã ngừng cấp chi phí nghiên cứu xe FCV, trong khi Audi và BMW vẫn tiếp tục sản xuất số lượng nhỏ các mẫu FCV hoặc nguyên mẫu, nhưng cũng như VW, phần lớn chi phí R&D của họ được phân bổ cho điện khí hóa.

FCV vẫn sẽ nằm trên radar của các nhà sản xuất xe hơi, nhưng chiến lược kinh doanh và dòng sản phẩm hiện nay sẽ tập trung vào BEV. Trong năm 2015, chỉ có khoảng 335.000 xe thuần điện được bán ra trên toàn thế giới, con số này lên tới 1,7 triệu xe vào năm 2019 – tương đương tốc độ tăng trưởng 50% mỗi năm. Trong khi đó, chỉ có tổng cộng 18.500 chiếc FCV được bán ra trong giai đoạn này.

Ngành công nghiệp sẽ tiếp tục chú trọng vào xe điện trong thời gian tới, nhằm đáp ứng mục tiêu khí thải của châu Âu, tránh các khoản phạt và chống lại sự cạnh tranh từ nước ngoài. Tuy nhiên, công nghệ pin nhiên liệu hydro vẫn có tiềm năng trong tương lai, khi cơ sở hạ tầng được cải thiện.

Các nhà sản xuất bao gồm Bosch, Mahle và Iveco đã bắt đầu thử nghiệm xe tải chạy bằng hydrogen, tập trung vào nhu cầu di chuyển quãng đường dài và tải nặng.

day chuyen san xuat toyota mirai

Một số hãng xe lớn đến từ châu Á quyết tâm theo đuổi công nghệ pin nhiên liệu hydro. Ảnh: AP.

Có thể vẫn còn những trở ngại cần vượt qua, nhưng ngành công nghiệp xe hơi không nhất thiết phải giải quyết chúng một mình. Ví dụ, hydrogen có thể được sử dụng làm nhiên liệu tổng hợp cho tàu hỏa, máy bay, và ngành công nghiệp hóa chất cũng như sắt thép đều sử dụng hydrogen trong nhiều công đoạn của họ. Vì vậy, có một động lực cho sự hợp tác liên ngành để thúc đẩy sáng tạo và đầu tư.

Có thể chính những ngành này sẽ thiết lập hydrogen như một nguồn năng lượng thay thế “xanh”, và qua đó cải thiện việc phát triển công nghệ pin nhiên liệu hydrogen tới mức đủ để sản xuất hàng loạt trên thị trường.