Trong làn sóng mua sắm ô tô điện đầu tiên, khách hàng có xu hướng là những người giàu có, những người đam mê công nghệ và để ý nhiều hơn đến vấn đề môi trường. Giờ đây, trong bối cảnh giá xăng dầu tăng chóng mặt và nhiều yếu tố nguy cơ gây đứt gãy nguồn cung, làn sóng khách hàng thứ hai có thể là những người muốn tìm cách tiết kiệm chi phí xăng xe.

Anh Russell Grooms, một thủ thư ở Virginia, bang Nevada, Mỹ, năm ngoái đã mua một chiếc Nissan Leaf chạy bằng pin để di chuyển giữa nhà và nơi làm việc là một trường cao đẳng cộng đồng cách nhà anh không quá xa.

Chiếc Leaf của hãng Nissan có giá khởi điểm gần 32.000 USD, thấp hơn mức trung bình đối với xe điện. Nhờ các ưu đãi của chính phủ, Grooms đã mua được chiếc xe với giá 20.000 USD.

Grooms chia sẻ, gia đình anh tiết kiệm được khoảng 1.200 USD tiền xăng mỗi năm, và cho đến nay anh không phải chi phí gì cho việc sửa chữa hay bảo trì vì xe điện không cần thay dầu, thay nhớt như xe chạy bằng động cơ đốt trong. “Điều đó giúp chi phí của chúng tôi dễ dự đoán hơn nhiều”, anh nói.

Theo một cuộc khảo sát về trải nghiệm mua và sử dụng xe điện trên trang web của báo New York Times với hơn 3.000 người tham gia, những người mua xe điện đã sử dụng những từ như “yêu thích” và “tuyệt vời” để mô tả phương tiện của họ.

Nhiều người cho biết họ sẽ không bao giờ mua xe chạy xăng nữa, nhưng một số khác cho biết họ có ý định giữ lại ít nhất một chiếc xe thông thường trong nhà để phòng khi phải di chuyển đường dài và khi khó tìm trạm sạc.

Theo Statista Mobility Market Outlook, tính đến cuối năm 2022, doanh số bán xe điện toàn cầu đạt 384 tỷ USD, cao hơn 34 tỷ USD so với doanh số năm 2021, và gấp đôi con số của năm 2020. Vào năm 2023, doanh số dự kiến sẽ tăng gần 79 tỷ USD lên thành 462 tỷ USD. Đến năm 2025, doanh số bán xe điện sẽ đạt gần 630 tỷ USD trên toàn thế giới.

Xe điện chạy pin và xe hybrid (sử dụng cả động cơ đốt trong và động cơ điện) đều có mức tăng trưởng doanh số bán hàng đáng kể, bất chấp những thách thức mà toàn bộ ngành công nghiệp ô tô đang phải đối mặt. Ngay cả khi chuỗi cung ứng bị tắc nghẽn và chi phí sản xuất tăng cao, doanh số bán xe điện vẫn tăng nhanh. Giá xăng tăng cũng góp phần thúc đẩy phân khúc này phát triển.

Thống kê cũng cho thấy, với gần 1,5 triệu xe điện mới được tung ra thị trường trong một năm, tổng số xe điện được bán ra dự kiến sẽ đạt 8,6 triệu vào năm 2023. Đến năm 2025, con số này sẽ chạm mức gần 12 triệu trên toàn cầu.

Là một cường quốc xe điện, Trung Quốc đã phải mất hơn một thập kỷ trợ cấp, đầu tư dài hạn và chi tiêu cho cơ sở hạ tầng để đặt nền móng cho thị trường xe điện bắt đầu tự đứng vững.

Hiện Trung Quốc chiếm hơn 40% doanh số bán ô tô điện toàn cầu. Quốc gia này dự kiến sẽ tạo ra 160,4 tỷ USD doanh thu bán xe điện trong năm nay. Vào năm 2023, con số này sẽ vượt qua 190 tỷ USD.

Theo công ty nghiên cứu và tư vấn chiến lược Daxue Consulting (Trung Quốc), chính phủ nước này đang đầu tư mạnh vào công nghệ xe điện thông qua trợ cấp mua xe và các biện pháp khác.

Kể từ năm 2009, khoản trợ cấp 14,8 tỷ USD (100 tỷ Nhân dân Tệ) đã được chuyển cho người tiêu dùng xe điện ở Trung Quốc, nhưng khoản trợ cấp trực tiếp của nhà nước đã kết thúc vào năm 2020.

Bất chấp tốc độ tăng trưởng giảm, thị trường xe điện vẫn là một trong những ngành hứa hẹn nhất ở Trung Quốc.

Để giúp doanh số bán xe điện phục hồi vào năm 2020, Bắc Kinh đã mở rộng các ưu đãi tài chính cũng như kéo dài thời gian miễn thuế mua xe điện cho người tiêu dùng trong suốt năm 2022.

Những ưu đãi mới này, cùng với hàng loạt khoản đầu tư vào các trạm sạc, đang thúc đẩy nhu cầu về xe điện ở thị trường Trung Quốc, mang lại tốc độ tăng trưởng 30,82% và doanh số năm 2022 đạt 3,82 triệu xe.

Khi các thương hiệu mới nổi như NIO, Xpeng và Li Auto và các thương hiệu truyền thống như BYD phát triển nhanh chóng, cạnh tranh giữa các hãng xe điện Trung Quốc ngay trên chính thị trường nội địa của họ chắc chắn sẽ trở nên gay gắt.

Mỹ, với tư cách là thị trường xe điện lớn thứ hai thế giới sau Trung Quốc, được dự báo sẽ tạo ra 61,1 tỷ USD từ doanh số bán xe điện vào năm tới, tăng từ 49 tỷ USD vào năm 2022.

Các sáng kiến về khí hậu gần đây và những thay đổi đối với các tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu đang giúp đưa thị trường xe điện Mỹ lên một tầm cao mới. Đạo luật Giảm lạm phát (IRA), được thông qua hồi tháng 8/2022, cung cấp khoản tín dụng thuế lên tới 7.500 USD cho các giao dịch mua xe điện hạng nhẹ mới, 4.000 USD cho xe điện đã qua sử dụng, và 40.000 USD cho các giao dịch mua xe điện thương mại hạng nặng.

Ngoài ra, chương trình cơ sở hạ tầng xe điện quốc gia (NEVI), một phần của Luật Cơ sở Hạ tầng (Bipartisan Infrastructure Law) mang dấu ấn của Tổng thống Joe Biden, sẽ cung cấp 5 tỷ USD tài trợ để tạo ra một mạng lưới sạc xe điện quốc gia nhằm thúc đẩy việc sử dụng xe điện trên khắp nước Mỹ. Tất cả 50 tiểu bang hiện đã phê duyệt kế hoạch xây dựng mạng lưới sạc.

Theo ước tính của Bloomberg NEF, số lượng xe điện ở Mỹ sẽ tăng thêm 20% vào năm 2030. Nhưng ngay từ bây giờ, năm 2023 được đánh giá là năm “bản lề” cho xu hướng điện khí hóa ở hầu hết các bang của nước Mỹ, với bang California là ví dụ điển hình. Bang này hiện sở hữu gần 30% các hệ thống sạc xe điện ở Mỹ và nắm giữ 18% thị phần xe điện toàn quốc.

Ở châu Âu, “hồi chuông báo tử” cho ngành kinh doanh xe xăng đã điểm sau khi Liên minh châu Âu (EU) đạt được đồng thuận về một thỏa thuận lịch sử, đưa “lục địa già” vào quỹ đạo hướng tới một tương lai với xe điện là chủ đạo.

Nghị viện châu Âu (EP) và Ủy ban châu Âu (EC) đã nhất trí rằng các nhà sản xuất ô tô phải đạt được mức cắt giảm 100% phát thải CO2 vào năm 2035. Điều đó nghĩa là sẽ không còn một chiếc xe hơi hay xe tải mới chạy bằng xăng hoặc dầu diesel nào được bán trong khối 27 quốc gia sau 12 năm nữa.

Ông Frans Timmermans, Phó Chủ tịch EC phụ trách các chính sách khí hậu, cho rằng thỏa thuận này sẽ gửi một tín hiệu mạnh mẽ đến ngành công nghiệp xe hơi và người tiêu dùng.

“Châu Âu đang đón nhận sự chuyển dịch sang phương thức di chuyển không phát thải. Các nhà sản xuất ô tô châu Âu đã chứng minh rằng họ đã sẵn sàng hành động, với việc ngày càng có nhiều xe điện giá cả phải chăng sẽ được tung ra thị trường”, ông nói.

Chiếc ô tô điện đầu tiên ra đời cách đây hơn 190 năm, hay chính xác hơn là vào năm 1830. Trên thực tế, ô tô điện đã xuất hiện trước động cơ đốt trong, và xe chạy bằng điện luôn là ý tưởng mà các nhà phát minh cố gắng hiện thực hóa.

Thời điểm đó bắt đầu xuất hiện những chiếc xe chạy bằng pin an toàn hơn, sạch hơn so với những chiếc xe dùng sức kéo của động vật. Nhưng ở buổi sơ khai, pin (tế bào điện) chưa thể tái nạp đầy.

Pin có thể sạc lại được ra đời vào năm 1859, khiến ý tưởng về ô tô điện trở nên khả thi hơn. Việc sản xuất và phát triển ô tô điện đạt đến đỉnh cao vào năm 1912, cùng thời điểm mà những chiếc xe sử dụng thiết bị khởi động (starter motor) ra đời.

Theo trình tự thời gian, ngành công nghiệp dầu mỏ hiện đại cũng đang hình thành vào thời điểm này, làm tăng mức độ sẵn có của xăng dầu, trong khi điện và pin tương đối khan hiếm.

Ngoài ra, nhiên liệu lỏng như xăng dầu cũng cung cấp nhiều năng lượng trên một đơn vị khối lượng hơn so với pin axit-chì. Tâm lý người dùng cũng là một vấn đề. Số lượng pin ô tô điện hạn chế và nỗi sợ không thể sạc điện cho ô tô đã khiến mọi người từ chối sự đổi mới. Điều này dẫn đến sự thất bại sớm của xe điện, và gia tăng sự phổ biến của xe động cơ đốt trong.

Để đáp ứng yêu cầu của bang California năm 1996 rằng các nhà sản xuất ô tô bán một tỉ lệ nhỏ xe không phát thải (chỉ ô tô điện đáp ứng tiêu chuẩn), General Motors – thay vì chuyển đổi một mô hình xe xăng hiện có như nhiều nhà sản xuất ô tô cùng thời đã làm – đã áp dụng tất cả công nghệ mà họ có để cho ra đời mẫu GM EV1.

Mẫu xe điện đầu tiên của gã khổng lồ xe hơi Mỹ có tất cả các công nghệ mới nhất, bao gồm sử dụng pin axit-chì, để giữ cho giá cả hợp lý. Đó là một chiếc xe 2 chỗ ngồi nhỏ bé, nhưng phải cạnh tranh khốc liệt trên một thị trường đang bùng nổ những chiếc SUV khổng lồ chạy bằng xăng.

Ngoài những tín đồ thực sự, mọi người đã không chấp nhận nó. Khoảng 800 chiếc EV1 của GM đã được cho thuê ở Los Angeles, Tucson và Phoenix từ năm 1996 đến 2003, và những chiếc xe cuối cùng thuộc mẫu này được sản xuất vào năm 1999.

Một thời gian sau, xe điện một lần nữa được tái sinh vào năm 2003 bởi Alan Cocconi và Tom Gage. Công ty AC Propulsion của họ, có trụ sở tại California, đã cách mạng hóa thế giới ô tô bằng cách chế tạo ra một chiếc ô tô mui trần 2 chỗ ngồi (roadster) chạy điện có tên là tZero.

tZero chạy bằng các tế bào pin lithium-ion – nhờ trọng lượng nhẹ – khiến chiếc xe có tốc độ nhanh một cách đáng kinh ngạc: Chiếc xe được cho là có thể tăng tốc từ 0 đến 60km trong 3,6 giây. tZero cũng có tầm hoạt động hơn 200 dặm (322 km).

Chỉ có 3 chiếc tZero từng được AC Propulsion sản xuất, và được cho là chỉ còn một chiếc duy nhất còn tồn tại. Một trong những chiếc xe đã bị thiêu rụi trong một vụ cháy ga ra vào năm 2017, và không rõ chuyện gì đã xảy ra với chiếc thứ ba.

Sau này, công nghệ sản xuất tZero đã được thương mại hóa bởi Tesla Motors, một công ty khởi nghiệp nhỏ từ Thung lũng Silicon mà tỷ phú Elon Musk đầu tư vào.

Năm 2004, Musk đầu tư 6,3 triệu USD vào Tesla. Năm 2008, công ty đã chế tạo chiếc xe điện đầu tiên của mình, gọi là Tesla Roadster, dựa trên nguyên mẫu tZero.

Tổng cộng công ty đã bán được khoảng 2.500 chiếc Tesla Roadster, và vào thời điểm mà Tesla ngừng sản xuất chiếc xe này, nó có giá 150.000 USD.

Khi nhu cầu về ô tô điện tiếp tục tăng, giá trung bình cho mỗi chiếc xe sẽ giảm. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để hạ giá thành xe điện, vốn thường cao hơn so với xe xăng.

Câu trả lời nằm ở pin - thành phần đắt nhất trong một chiếc xe điện, chiếm khoảng 30-40% giá thành sản phẩm. Do đó, pin được coi là chìa khóa quan trọng cho kế hoạch hàng tỷ USD của các nhà sản xuất ô tô để tạo ra các dòng xe điện mới. Tương lai của ngành sản xuất xe điện giờ đây, hơn bao giờ hết là công nghệ về pin.

Hiện nay xe điện chạy bằng pin lithium ion vì chúng có mật độ năng lượng cao và tương đối nhẹ. Nhưng các loại nguyên liệu sản xuất loại pin này, bao gồm lithium, coban, mangan và niken, đều có chi phí đắt đỏ, giá tăng chóng mặt, và thường bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu hụt nguồn cung.

Để thay đổi điều đó, một số hãng xe hơi lớn có kế hoạch triển khai pin lithium-iron-phosphate (LFP), một loại pin thường được sử dụng ở Trung Quốc, thị trường ô tô điện lớn nhất thế giới. Những tế bào pin dựa trên sắt này có giá thấp hơn so với sự kết hợp giữa niken và coban được sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ và châu Âu.

Tesla Inc., Ford Motor Co., Rivian Automotive Inc. và các hãng sản xuất ô tô khác cho biết, LFP có thể giảm chi phí xe điện bằng cách bỏ qua việc sử dụng các khoáng chất đắt tiền và khan hiếm như niken và coban. Nhưng điều này cũng mang lại các vấn đề “đau đầu” cho các nhà sản xuất, liên quan đến hiệu suất của xe và chuỗi cung ứng.

Các tế bào pin LFP có mật độ năng lượng thấp hơn so với các tế bào dựa trên niken của pin lithium ion. Điều đó có nghĩa là phạm vi sử dụng pin - khoảng cách mà một chiếc xe điện có thể di chuyển giữa các lần sạc - ngắn hơn. Do đó, các nhà sản xuất ô tô cần điều chỉnh thành phần hóa học và thiết kế của bộ pin LFP để cho phép xe điện của họ có phạm vi hoạt động rộng hơn.

Ngoài ra, nguồn cấp pin LFP tập trung chủ yếu ở Trung Quốc, khiến các nhà sản xuất ô tô e ngại vì họ đang cố gắng thoát khỏi sự phụ thuộc vào công nghệ xe điện của Trung Quốc.

Ngoài pin lithium ion và pin LFP, các công ty khởi nghiệp của Mỹ và châu Âu đang chạy đua để phát triển loại pin mới sử dụng hai nguyên liệu dồi dào và rẻ tiền hơn – là sodium (tức natri - một thành phần trong muối ăn) và sulfur (lưu huỳnh hay diêm sinh).

Nhưng các hóa chất trên đều có vấn đề cần khắc phục. Pin sử dụng natri không thể lưu trữ đủ năng lượng cần cho xe chạy, trong khi các tế bào pin sulfur có xu hướng bị ăn mòn nhanh chóng và không tồn tại lâu.

Những chiếc xe điện tương lai – xuất hiện sau năm 2025 – có thể chuyển sang sử dụng các tế bào pin sodium ion hoặc lithium sulfur với giá rẻ hơn tới 2/3 so với pin lithium ion hiện nay nếu những hạn chế kỹ thuật của chúng được khắc phục.

Các gã khổng lồ pin châu Á cũng đang nghiên cứu các chất hóa học mới. CATL của Trung Quốc cho biết, họ có kế hoạch bắt đầu sản xuất pin sodium ion vào năm 2023. LG Energy Solution của Hàn Quốc đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất pin lithium sulfur vào năm 2025.

Các công ty khởi nghiệp về pin cho biết, họ đang đàm phán với các hãng sản xuất ô tô lớn đang có nhu cầu thử nghiệm các loại pin mới có thể được sử dụng trên xe điện dành cho thị trường đại chúng trước cuối thập kỷ này. Các hãng xe hơi rất muốn giữ cho các lựa chọn của họ mở.

“Theo thời gian, nhiều hóa chất dùng cho sản xuất pin sẽ xuất hiện”, cô Linda Zhang, kỹ sư trưởng về xe bán tải điện F150 Lightning của Ford, cho biết. “Sẽ thật ngốc nghếch nếu không tận dụng những hóa chất đó”.

Một lý do khác khiến ô tô điện đắt đỏ là thiếu cơ sở hạ tầng sạc phù hợp. Xe điện cần bộ sạc chuyên dụng để cung cấp năng lượng cần thiết. Trong khi đó, những bộ sạc này thường đắt tiền và không được bán rộng rãi. Việc thiếu cơ sở hạ tầng sạc làm tăng thêm chi phí tổng thể cho xe điện.

Khi công nghệ không ngừng phát triển, trong những năm tới, hạ tầng xe điện hứa hẹn sẽ chứng kiến những đổi mới bất ngờ. Ví dụ, sẽ có những bộ sạc không dây dành cho ô tô điện, giống nguyên tắc của sạc không dây dành cho điện thoại thông minh hiện nay.

Thực ra, bộ sạc không dây đầu tiên cho xe điện đã được lắp đặt tại Nottingham, miền Trung nước Anh, vào năm 2020. Và nếu thành công, trong tương lai, công nghệ này sẽ được mở rộng trên toàn cầu.

Ý tưởng về một con đường điện khí hóa thậm chí còn được hiện thực hóa cách đây nhiều năm. Con đường điện khí hóa đầu tiên trên thế giới đã được thiết lập bên ngoài thủ đô Stockholm của Thụy Điển từ năm 2018.

Đó là một đoạn đường ray điện dài 2 km, nối sân bay Stockholm Arlanda và một địa điểm hậu cần. Năng lượng được truyền từ hai đường ray trên đoạn đường điện khí hóa thông qua một cánh tay máy có thể di chuyển được gắn vào đáy phương tiện cần sạc điện. Khi xe được sạc đầy, cánh tay máy sẽ tự động ngắt kết nối.

Những chiếc xe được sạc trên con đường điện khí hóa ở Thụy Điển có thể chạy liên tục 45km trước khi cần đến lần sạc tiếp theo.

Ngoài ra, ý tưởng về sạc nhanh cho xe điện cũng sẽ được phát triển rộng rãi trong tương lai. Trong khi xe động cơ đốt trong chỉ mất vài phút để đổ đầy bình nhiên liệu, thì xe điện có thể mất hàng giờ nằm sạc tại chỗ trước khi có thể lăn bánh.

Trận chiến bắt đầu cả trăm năm trước đến nay vẫn tiếp tục. Mặc dù các dòng xe động cơ đốt trong cũng đang cố gắng bắt kịp tốc độ bằng cách đưa ra các giải pháp sáng tạo để cắt giảm lãng phí nhiên liệu và tăng công suất, nhưng thế giới đang không ngừng thay đổi, và không gì có thể cản được xu hướng điện khí hóa.