Cuộc đua xe điện toàn cầu: Ai sẽ làm chủ công nghệ pin?

Bùng nổ chuỗi sản xuất và hạ tầng xe điện

Xe điện và các hạ tầng trạm sạc xe điện đang ngày một phổ biến hơn ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. Thậm chí đây đang trở thành một cuộc đua về công nghệ sản xuất xe điện giữa các quốc gia và các doanh nghiệp lớn trên thế giới. Ngành sản xuất và kinh doanh xe điện đang tăng trưởng rất nhanh trên toàn cầu. Doanh số bán xe điện liên tục lập kỷ lục tại các thị trường lớn như Trung Quốc, châu Âu và Mỹ. Đây đang là một trong những ngành tiên phong, trong quá trình chuyển dịch năng lượng và giảm khí thải của thế giới.

Xe điện hơn nhau chủ yếu là ở pin. Pin chiếm tới 30-40% giá trị của một chiếc xe. Pin còn quyết định quãng đường di chuyển, thời gian sạc, độ an toàn và tuổi thọ của xe. Chính vì thế, các quốc gia và doanh nghiệp trong ngành xe điện cạnh tranh hay hợp tác với nhau chủ yếu cũng là ở công nghệ sản xuất pin.

Như tại châu Âu, tại nước Pháp, một "thung lũng pin" đang hình thành. Đây là nơi các dự án sản xuất xe điện và pin xe điện đang phát triển mạnh mẽ với sự tham gia của các doanh nghiệp Trung Quốc. Một trung tâm mới cho chuỗi công nghiệp pin xe điện tại châu Âu, với nền tảng là những bước tiến công nghệ mạnh mẽ của Trung Quốc, trong lĩnh vực xe điện toàn cầu.

Một chuỗi công nghiệp hoàn chỉnh tập trung vào sản xuất pin cho các loại xe năng lượng mới (NEV) đang hình thành ở "thung lũng pin" miền Bắc nước Pháp,

Tại vùng Hauts-de-France, trải dài từ cảng Dunkirk đến Douai, các dự án vật liệu pin và NEV đang phát triển nhanh chóng. Gần nhà máy xe điện của Renault Group tại Douai, một nhà máy pin công suất lớn do doanh nghiệp Trung Quốc đầu tư đang vận hành ổn định. Các module pin sau khi lắp ráp và kiểm tra tự động được chuyển thẳng đến nhà máy Renault để lắp ráp xe điện.

Ông Sebastien Rouaud - Giám đốc nhà máy pin tại Pháp cho biết: "Chúng tôi đã bàn giao pin cho 10.000 xe ô tô của Renault và sẽ tăng dần công suất. Dự kiến đến cuối năm, sản lượng pin từ nhà máy sẽ đủ cho khoảng 75.000 xe".

Các cơ sở hỗ trợ sản xuất pin xe điện cũng đang xuất hiện khắp miền Bắc Pháp. Tại Douai, doanh nghiệp Trung Quốc hợp tác với hãng xe Pháp để sản xuất vỏ pin, thành phần quan trọng bảo vệ module pin.

Tại cảng Dunkirk, dự án nguyên liệu pin - hợp tác giữa Pháp và Trung Quốc - đang trong giai đoạn lập kế hoạch và xây dựng. Giai đoạn đầu dự kiến sản xuất 40.000 tấn vật liệu cực dương lithium-ion, đủ cung cấp pin cho khoảng 500.000 xe điện.

Ông Liu Wentao - Giám đốc doanh nghiệp Trung Quốc hoạt động tại Pháp cho hay: "Hiện tại vẫn còn những khoảng trống trong nguồn nguyên liệu và tái chế pin tại Pháp. Vì vậy, cả hai bên đã chọn Hauts-de-France làm địa điểm dự án, nhằm lấp đầy các khoảng trống về nguyên liệu pin, vật liệu tiền thân cho pin và tái chế. Mục tiêu là cung cấp cho thị trường và khách hàng một chuỗi dịch vụ toàn diện từ khâu đầu nguồn".

Sự đầu tư mạnh mẽ tại Pháp chỉ là một phần trong chiến lược toàn cầu của Trung Quốc về xe điện. Trong nước, Trung Quốc đang phát triển công nghệ pin và mạng lưới sạc siêu nhanh hàng triệu điểm, tạo nên hạ tầng xe điện tiên tiến nhất thế giới, hỗ trợ cho sản lượng và doanh số xe điện tăng vọt.

Cuộc đua pin và sạc siêu nhanh tại Trung Quốc

Tại Trung Quốc, tính đến cuối tháng 2 vừa qua, nước này có tổng cộng hơn 21 triệu điểm sạc, trong đó gần 5 triệu là công cộng và hơn 16 triệu là sạc riêng của cá nhân, tăng mạnh so với cùng kỳ năm trước. Trạm sạc đã phủ khắp và công nghệ và thời gian sạc của Trung Quốc cũng đã phát triển vượt bậc và hiện đại hàng đầu thế giới.

Trước đây đi xe điện lo hết pin giữa đường, còn giờ các nhà khoa học Trung Quốc đang phát triển công nghệ sạc đầy xe chỉ trong vài phút. Thậm chí là còn phát triển một thế hệ pin mới có thể hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, qua đó mở rộng giới hạn của xe điện.

Tại các phòng thí nghiệm tiên tiến ở Trung Quốc, công nghệ pin lithium đang có bước nhảy vọt. Các nhà khoa học đã phát triển chất điện phân mới, giúp nâng mật độ năng lượng lên tới 700 Wh/kg - gần gấp đôi so với pin hiện nay.

GS. Trần Quân - Viện sĩ Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc cho hay: "Pin lithium truyền thống khoảng 300 Wh/kg, kết quả mới đạt 700 Wh/kg, có thể hỗ trợ quãng đường tới 1.000 km mỗi lần sạc".

Không chỉ mạnh hơn, loại pin này còn hoạt động ổn định trong môi trường lạnh sâu - một bước tiến lớn đối với xe điện.

"Ở mức âm 50 độ C, mật độ năng lượng vẫn đạt khoảng 400 Wh/kg, có tiềm năng cho xe điện, robot và cả lĩnh vực hàng không vũ trụ", GS. Trần Quân - Viện sĩ Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc nói.

Song song với các đột phá trong phòng thí nghiệm, các doanh nghiệp Trung Quốc đang đẩy nhanh quá trình thương mại hóa công nghệ pin và sạc siêu nhanh, đưa những thành tựu khoa học vào ứng dụng thực tế.

Hãng BYD đang phát triển nền tảng "Super e-Platform" với công suất sạc lên tới 1.000 kW, cho phép xe điện có thể di chuyển thêm khoảng 400 km chỉ sau khoảng 5 phút sạc - mức thời gian tiệm cận với việc đổ xăng truyền thống. Công nghệ " Flash Charging" của hãng thậm chí đang được thử nghiệm ở mức cao hơn, hướng tới các trạm sạc công suất 1.500 kW, mở ra khả năng rút ngắn đáng kể thời gian chờ.

Trong khi đó, CATL - nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới - đã giới thiệu dòng pin Shenxing thế hệ mới, có thể đạt công suất sạc đỉnh trên 1,3 MW. Với công nghệ này, xe điện có thể đi hơn 500 km chỉ sau vài phút sạc, đồng thời vẫn đảm bảo hiệu suất ổn định trong điều kiện nhiệt độ thấp.

Không chỉ tập trung vào pin, các hãng xe điện như Zeekr và XPeng cũng đang phát triển hệ thống sạc điện áp cao từ 800V đến hơn 1 MW, giúp tăng tốc độ truyền năng lượng và giảm áp lực lên hạ tầng.

Bên cạnh đó, một số doanh nghiệp còn theo đuổi mô hình hoán đổi pin - cho phép thay thế pin đã cạn bằng pin đầy chỉ trong vài phút, thay vì phải chờ sạc. Giải pháp này được kỳ vọng sẽ bổ sung cho mạng lưới sạc nhanh, đặc biệt tại các đô thị đông đúc.

Những bước tiến đồng bộ từ công nghệ pin đến hạ tầng sạc đang giúp Trung Quốc rút ngắn đáng kể khoảng cách giữa xe điện và xe sử dụng nhiên liệu hóa thạch, từng bước thay đổi thói quen sử dụng năng lượng của người dùng.

Trung Quốc đang là thị trường xe điện hàng đầu thế giới. Từ pin truyền thống đến các thế hệ pin sạc siêu nhanh và có khả năng sẽ định hình tương lai của toàn bộ ngành công nghiệp xe điện. Bởi khi hạ tầng trạm sạc và công nghệ pin được hoàn thiện và phát triển ngày càng hiện đại, thì cũng sẽ thay đổi thị hiếu và thói quen của người dân. Từ đó doanh số và sản lượng xe điện sẽ còn tăng trưởng mạnh hơn nữa. Xa hơn là thay đổi lại giao thông đi lại của thế giới trong tương lai.