Cuộc đua phát triển xe điện bền vững nhất thế giới

Cuộc đua chế tạo xe điện bền vững và tiết kiệm chi phí nhất đang diễn ra mạnh mẽ, khi các công ty sử dụng mọi thứ từ nhựa tái chế đến thép không nhiên liệu hóa thạch để phát triển các sản phẩm của mình. Trong khi đó, vấn đề thiết kế và chế tạo pin vẫn là lĩnh vực quan trọng nhất đối với các nhà sản xuất xe điện, với công nghệ pin nhiên liệu hydro ngày càng trở nên cạnh tranh trong bối cảnh giá điện tăng cao.

Khi nhà sản xuất ô tô Citroen của Pháp giới thiệu xe điện (EV) mới của mình – được làm từ các vật liệu tái chế và tái sử dụng – câu hỏi đặt ra là liệu có thể sử dụng vật liệu nào khác trong sản xuất EV để làm cho ô tô vừa nhanh hơn vừa thân thiện với môi trường hơn? Với việc các nhà sản xuất ô tô đang chạy đua để tạo ra những thiết kế EV sáng tạo nhất, tiết kiệm chi phí nhất, các thành phần vật liệu phi truyền thống có thể giúp họ vươn lên dẫn đầu.

Vào tháng 9 năm nay, Citroen đã công bố một mẫu xe điện phiên bản ý tưởng mới được làm từ vật liệu tái chế. EV-Oli mới chỉ nặng 1.000 kg và nhờ mức tiêu hao năng lượng chỉ ở 10 kWh/100 kg, chiếc xe này có thể chạy lên đến 400 km mỗi lần sạc, với pin 40 kWh có khả năng sạc 20 - 80% trong 23 phút, cho phép nó đạt hiệu quả tối đa. Xe còn trang bị tính năng kết nối V2G (kết nối xe với lưới điện) và V2L (giúp sạc một số thiết bị điện khác). 

Để tăng tuổi thọ của chiếc xe, Citroen thiết kế Oli theo hướng có thể cải tạo thay vì có thể thay thế, lưu ý rằng các bộ phận của Oli có thể được tái sử dụng hoặc tái chế. Theo nhà sản xuất ô tô Pháp, chiếc xe 4 chỗ này có “nắp ca-pô phẳng, mui xe và các tấm chắn đầu xe” được “làm từ bìa các-tông tái chế”. Các vật liệu này đều có trọng lượng nhẹ hơn và cần ít vật liệu sản xuất hơn. Citroen khẳng định rằng mặc dù sử dụng những vật liệu “khác thường” nhưng thân xe vẫn chịu lực tốt. Oli cũng có ghế ô tô bằng chất liệu mắt lưới, loa Bluetooth có thể tháo rời, bảng điều khiển không có màn hình và các thiết bị sạc di động. 

Mục đích khi phát triển Oli là tạo một chiếc EV nhỏ hơn, đơn giản hơn thay vì một chiếc xe nặng nề, và có nhiều tiện ích. Giám đốc điều hành của công ty, Vincent Cobée, giải thích về sự phát triển: “Tôi nghĩ rằng tất cả chúng ta rõ ràng đều có thể đồng ý với điều đó, động lực hướng tới điện khí hóa [của] phương tiện giao thông cá nhân là một yếu tố rất quan trọng của một tương lai bền vững. Tôi không nói về quy định, tôi chủ yếu đề cập về những kỳ vọng của xã hội. Làm thế nào để chúng ta đạt được điều đó là một câu hỏi rất quan trọng”.

Ông Cobée nhấn mạnh tầm quan trọng của một chiếc xe điện giá cả phải chăng cho người lái xe hàng ngày. Mặc dù nhiều nhà sản xuất ô tô đang hướng tới một loại xe điện thông minh hơn, nhanh hơn, tầm hoạt động xa hơn, nhưng nó đã tăng giá đáng kể, có nghĩa là không phải ai cũng có đủ khả năng chuyển sang xe điện khi các quốc gia áp dụng lệnh cấm đối với xe động cơ đốt trong (ICE). Nhưng Oli cung cấp một giải pháp thay thế. Mặc dù mẫu xe ý tưởng trên sẽ không có sẵn để mua nhưng vật liệu và thiết kế của nó sẽ được sử dụng trong các mẫu xe Citroen thương mại.

Các báo cáo gần đây cho thấy giá điện tăng đồng nghĩa với việc sạc xe điện gần như đắt ngang với việc đổ xăng cho ô tô ở châu Âu. Khi chi phí tiêu dùng tiếp tục tăng, nhiều người lo ngại về khả năng tiếp tục sử dụng ô tô khi xe điện trở thành tiêu chuẩn. Sự đổi mới lớn hơn về vật liệu và linh kiện xe điện có thể giúp các nhà sản xuất ô tô trở nên cạnh tranh hơn và hướng người tiêu dùng chuyển sang sử dụng xe điện.

Các nhà sản xuất ô tô hiện cũng đang tìm cách kết hợp các vật liệu sáng tạo – và đặc biệt thân thiện với môi trường hơn – vào sản xuất pin xe điện và ô tô của họ. Khi chủ nghĩa tiêu dùng bền vững trở nên bình thường hóa hơn và mọi người quy trách nhiệm cho các công ty về các hoạt động Môi trường, Xã hội và Quản trị Doanh nghiệp (ESG - một bộ tiêu chuẩn để đo lường các yếu tố liên quan đến phát triển bền vững và ảnh hưởng của doanh nghiệp đến cộng đồng) của họ, các nhà sản xuất ô tô đang tìm cách cung cấp các tùy chọn thân thiện với môi trường hơn cho người tiêu dùng muốn đầu tư vào xe điện. Các lựa chọn như nội thất bọc da nhân tạo và nội thất dựa trên sinh học hiện đang được triển khai trên nhiều ô tô điện.

Trong quá trình loại bỏ nhiên liệu hóa thạch, không chỉ động cơ phải thay đổi mà các nhà sản xuất còn phải xem xét điều chỉnh các chất, vật liệu dùng để sản xuất một số bộ phận của ô tô. Ví dụ, một số công ty đang sản xuất ô tô sử dụng thép không nhiên liệu hóa thạch. Tập đoàn Volvo gần đây đã thông báo rằng họ sẽ sử dụng hydro xanh để cung cấp năng lượng cho nhà máy thép của mình nhằm giảm lượng khí thải CO2. Thép có thể chiếm tới 60% cấu trúc của ô tô, nghĩa là việc làm cho kim loại không sử dụng nhiên liệu hóa thạch sẽ giúp các nhà sản xuất ô tô khử cacbon đáng kể trong hoạt động.

Các công ty khác thì đang khám phá nhựa tái chế để thay thế cho một số bộ phận của xe. Bảng điều khiển và tấm chắn đều có thể được sản xuất bằng chai nhựa tái chế. EU thậm chí còn đang thảo luận về khả năng bắt buộc sử dụng nhựa tái chế trong xe điện. Ngoài việc trở nên thân thiện với môi trường hơn, việc sử dụng các vật liệu khác ngoài da, gỗ và thép nặng có thể làm cho xe điện mới có trọng lượng nhẹ hơn và hợp lý hơn, vì các nhà sản xuất ô tô cuối cùng cũng có động lực tìm kiếm các giải pháp thay thế sáng tạo.

Và không chỉ cấu trúc, thiết kế của ô tô có thể được hưởng lợi từ những loại vật liệu này mà còn cả pin điện. Khi một số nhà sản xuất ô tô đang cải tiến pin nhiên liệu hydro cho ô tô, các nhà sản xuất pin khác đang tìm cách làm cho thiết kế pin của họ cạnh tranh hơn. Ô tô hydro có thể cung cấp phạm vi hoạt động xa hơn nhiều so với EV chạy bằng pin, cũng như thời gian sạc nhanh hơn đáng kể – tương tự như ô tô ICE. Do đó, liên tục đổi mới thiết kế pin điện là chìa khóa để duy trì tính cạnh tranh.

Pin EV truyền thống sử dụng vật liệu cực dương than chì có khả năng lưu trữ năng lượng thấp, nghĩa là phạm vi hoạt động ngắn hơn. Vì vậy, hiện nay, các nhà sản xuất đang tìm kiếm các giải pháp thay thế như silicon – có khả năng lưu trữ lớn hơn khoảng 10 lần so với than chì. Mặc dù có triển vọng đối với vật liệu này, nhưng nó cần thử nghiệm nhiều hơn để đáp ứng nhu cầu và phát huy hiệu quả.

Trong khi một số nhà sản xuất ô tô đang phát triển xe điện của họ để trở thành sản phẩm nhanh nhất, tiên tiến nhất có thể, thì các nhà sản xuất ô tô khác đang tìm cách hợp lý hóa thiết kế của họ để làm cho chúng bền vững hơn và có chi phí thấp hơn. Tuy nhiên, việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu EV thay thế sẽ đòi hỏi nhiều đầu tư và thời gian để dẫn đến sự thay đổi thực sự trên thị trường.