Giá xăng dầu leo thang đang thúc đẩy sự bùng nổ của xe điện như thế nào?

Khi giá dầu diesel tăng cao và liên tục lập kỷ lục trong thời gian gần đây, việc điện khí hóa các phương tiện giao thông đang ngày càng trở nên cần thiết. Những cải tiến cho pin xe điện đang giúp các nhà sản xuất có điều kiện để biến mọi loại phương tiện truyền thống trở thành xe điện.

 Vấn đề giá nhiên liệu hiện nay đang được người tiêu dùng trên toàn thế giới quan tâm. Việc triển khai nhanh chóng các loại xe điện (EV) cũng như các nguồn năng lượng tái tạo đang ngày càng được các quốc gia, các công ty và ngay cả chính người tiêu dùng đang thảo luận một cách sôi nổi. Giá xăng dầu tăng cao hơn bao giờ hết, tạo ra sự căng thẳng cho các nhà khai thác xe tải, xe lửa hay tàu thuỷ.

Giá nhiên liệu leo thang gây áp lực cho các nhà sản xuất

Vào tháng 5 vừa qua, giá bán lẻ của dầu diesel tại Mỹ đạt mức 5,577 USD/gallon, tăng 76% so với năm ngoái và chưa hề có dấu hiệu sẽ dừng lại.

Sự gia tăng trong chi phí nhiên liệu đang khuyến khích các quốc gia và các công ty trên khắp thế giới nghiên cứu các giải pháp thay thế với tốc độ nhanh hơn rất nhiều so với dự kiến trước đây. Hội nghị thượng đỉnh về khí hậu COP26 vào năm ngoái đã tạo động lực cho ngành năng lượng xanh và hiện nay, các công ty trên toàn cầu đang chạy đua để phát triển các loại pin xe điện, pin nhiên liệu hydro và các công nghệ tái tạo khác để sử dụng thay cho nhiên liệu truyền thống trong những năm tới.

Vào năm 2021, đoàn tàu chở hàng đầu tiên chạy 1 phần bằng pin trên thế giới đã được ra mắt tại Pittsburgh để chứng minh rằng việc điện khí hoá các phương tiện vận chuyển hàng hoá nặng là hoàn toàn có thể. Công ty vận tải hàng hoá đường sắt Wabtec đã hợp tác với Đại học Carnegie Mellon để phát triển công nghệ không phát thải để chạy tàu. Nó bao gồm 500 module pin lithium xếp chồng lên nhau ở giữa các toa để cung cấp năng lượng cho đoàn tàu.

Thiết kế hiện tại giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu 11%, tương đương với khoảng 6.200 gallon dầu diesel. Với mẫu tàu tiếp theo sẽ giảm lượng tiêu thụ còn khoảng 1/3 và dự kiến sẽ được ra mắt trong vòng 2 năm tới. Cuối cùng, Wabtec hy vọng sẽ kết hợp pin nhiên liệu hydro vào thiết kế để làm cho đoàn tàu hoàn toàn không có khí thải.

Thực tế hiện nay chỉ có khoảng 7% hàng hoá trên thế giới được vận chuyển bằng đường sắt, với nhiều công ty lựa chọn xe tải chạy bằng động cơ diesel. Tại Mỹ, chính phủ hy vọng việc thành lập một viện nghiên cứu nhằm đổi mới đường sắt vận chuyển hàng hoá mới trị giá 600 triệu USD có thể giúp thay đổi sở thích này. Viện sẽ nghiên cứu và phát triển nhằm sản xuất pin đủ lớn để cung cấp năng lượng cho các đoàn tàu khổng lồ, từ đó giúp giảm đáng kể chi phí nhiên liệu và khuyến khích các công ty lựa chọn phương thức này để vận chuyển hàng hoá.

Sự phát triển của tàu điện chạy bằng pin hấp dẫn hơn rất nhiều so với việc thay thế điện khí hoá các tuyến đường sắt ở các nước như Mỹ do chi phí lắp đặt dây cáp điện cao. Một nghiên cứu vào năm 2012 cho thấy chi phí lắp đặt có thể lên tới 4,8 triệu USD cho mỗi dặm, khiến nó không hấp dẫn với các nhà đầu tư.

Giải pháp thay thế liệu có thực hiện được ngay?

Năm nay, ngành giao thông vận tải thậm chí còn tham vọng hơn về tiềm năng tàu chở hàng chạy bằng pin điện. Union Pacific mới đây đã thông báo sẽ đầu tư 100 triệu USD vào việc mua 20 chiếc tàu điện chạy bằng pin với điểm sạc từ Wabtec và Đường sắt Tiến bộ của Caterpillar, đánh dấu một thương vụ mua bán lớn nhất từ trước tới nay. Kế hoạch được đưa ra là sử dụng các đoàn tàu để kéo ô tô quanh các bãi vận chuyển hàng hoá ở cả California và Nebraska, với kỳ vọng loại bỏ 8000 tấn khí thải CO2 mỗi năm.

Các nhà sản xuất ô tô trên khắp thế giới đang đầu tư mạnh mẽ để tăng tốc độ sản xuất ô tô điện khi Chính phủ đang gây áp lực buộc họ phải giảm lượng carbon. Tuy nhiên với dòng xe điện, pin xe yêu cầu nhỏ hơn và nhẹ hơn đáng kể so với các phương tiện vận chuyển hàng hoá khổng lồ như xe tải hay tàu hoả. Do vậy, việc triển khai các đoàn tàu chở hàng chạy bằng pin là khó có thể diễn ra trong ngày một ngày hai nhưng hoàn toàn khả thi trong những thập kỷ tới, bởi một số quốc gia đang đặt mục tiêu giảm phát thải carbon ròng vào năm 2050.

Một số công ty đang tìm kiếm các giải pháp thay thế cho pin để vận chuyển hàng hoá của họ, với nhiều công ty nghiên cứu dầu diesel sinh học và nhiên liệu tổng hợp được tạo ra từ năng lượng tái tạo. Ngoài ra, một số nhà điều hành tàu khác đang tìm cách kết hợp pin nhiên liệu hydro vào thiết kế của mình để các đoàn tàu chạy bằng hydro xanh. Tuy nhiên điều này chỉ có thể thực hiện được đối với các đoàn tàu nhẹ do kích thước, trọng lượng và chi phí của pin.

Gebhardt nêu bật một số cải tiến đang được thực hiện trong lĩnh vực pin xe điện, cho thấy rằng hệ thống phanh tái tạo có thể giúp cung cấp năng lượng cho pin của tàu hoả để chúng có thể di chuyển được xa hơn. Anh giải thích rằng: "Chúng tôi hiện đang đạt được mức 7 Mwh và chúng tôi sẽ đạt được 8 Mwh trong tương lai gần. Nếu làm được như vậy, chúng tôi sẽ tiết kiệm được 30% lượng nhiên liệu sử dụng. Mỗi khi đạp phanh, tất cả các bộ phận đều đang được sạc pin."

Khi giá dầu diesel tăng cao chưa có hồi kết, các nhà khai thác vận tải sẽ chạy đua để phát triển các công nghệ thay thế để đưa vào phương tiện của họ trong những năm tới. Nhưng do kích thước và trọng lượng vận chuyển hàng hóa, điều này không phải là dễ dàng. Tuy nhiên, sự ra mắt của đoàn tàu chở hàng chạy bằng pin một phần đầu tiên vào năm 2021 và sự phát triển của một đội tàu lớn hơn trong năm nay cho thấy tiềm năng điện khí hóa hàng hóa, đặc biệt là với những đổi mới liên tục được thực hiện trong pin nhiên liệu hydro.