 |
Một trạm đổi pin của Nio ở Thượng Hải. Khách hàng chỉ mất 3 phút để đổi pin rồi đi tiếp. Ảnh: CnEVPost
Hoán đổi pin so với sạc truyền thống
Sức hấp dẫn của việc hoán đổi pin nằm ở khả năng giải quyết nhiều nút thắt của sạc truyền thống. Trong khi quá trình sạc pin xe điện truyền thống có thể mất từ 20 phút đến vài giờ; thì việc hoán đổi pin khiến cho một chiếc xe trở nên đầy năng lượng chỉ trong vòng 5 phút.
Điều này quan trọng vì thời gian sạc vẫn là mối lo ngại đối với người muốn mua xe điện. Tốc độ nạp pin này đặc biệt hữu ích ở những nơi đông xe cộ và cho các đội xe thương mại, vì giúp giảm thời gian chờ đợi và chi phí vận hành.
Một lợi thế khác của hoán đổi pin là tách riêng quyền sở hữu pin và xe. Nhờ đó, người dùng có thể mua xe điện mà không phải trả toàn bộ chi phí cho pin – vốn là phần đắt đỏ nhất của một chiếc xe.
Ngoài ra, hoán đổi pin còn thúc đẩy việc tiêu chuẩn hóa và bảo dưỡng pin, đảm bảo pin luôn trong tình trạng tốt và được theo dõi. Các bộ pin thường được lưu trữ và sạc tại một địa điểm tập trung, sau đó vận chuyển đến các trạm hoán đổi pin. Tại đây, pin sẽ được sạc chậm để kéo dài tuổi thọ. "Mặc dù pin có thể được sạc nhanh hơn, nhưng việc làm chậm lại sẽ giúp ngăn ngừa sự xuống cấp", John de Souza, đồng sáng lập của startup hoán đổi pin Ample ở Mỹ cho biết. Số lượng pin hoán đổi sẽ bị giới hạn bởi kết nối với lưới điện. Chẳng hạn, một trạm hoán đổi có kết nối 100 kilowatt của Ample có thể sạc và hoán đổi 48 pin trong một ngày, mỗi pin có công suất 50 kilowatt giờ.
Vì pin được đặt ở các điểm tập trung nên những bộ pin đã hết vòng đời sẽ được các công ty tái chế dễ dàng thu gom để xử lý. Trong số đó, các pin vẫn đủ hiệu suất để phục vụ cho mục đích lưu trữ sẽ được tái sử dụng thành hệ thống lưu trữ của lưới điện. Hơn nữa, việc sạc tập trung khiến công ty có thể tận dụng năng lượng tái tạo như điện gió, điện mặt trời v.v để giảm dấu chân carbon.
Tuy nhiên, công nghệ này không phải không có thách thức của nó. Một số chuyên gia hoài nghi cho rằng hoán đổi pin là giải pháp tốn kém và chỉ phù hợp với một thị trường ngách trong tương lai của ngành giao thông điện.
Lý do bởi vì một chiếc xe điện cần được trang bị công nghệ phù hợp để có thể hoán đổi pin, nhưng hiện nay không có nhiều mẫu xe đáp ứng được yêu cầu này. Các nhà sản xuất pin có các tiêu chuẩn pin khác nhau đáng kể, tạo ra các vấn đề về khả năng tương thích. Nếu không có kích thước và giao diện pin phổ biến, hệ thống hoán đổi pin vẫn sẽ bị phân mảnh.
Nếu muốn phổ biến mô hình kinh doanh hoán đổi pin, các hãng xe phải chấp nhận ý tưởng thiết kế lại xe và lượng người tiêu dùng cũng cần tăng lên để việc đầu tư hạ tầng đổi pin mới trở nên xứng đáng. Nói chung, xây dựng các trạm hoán đổi pin sẽ đắt hơn so với việc xây dựng một hệ thống sạc nhanh, vì chúng liên quan đến những khoản đầu tư lớn vào cơ sở hạ tầng và kho pin.
Vào năm ngoái, công ty khởi nghiệp xe điện Nio của Trung Quốc tuyên bố đã đạt mốc gần 3.000 trạm hoán đổi pin nội địa. Chuyên gia trong ngành ước tính rằng chi phí của mỗi trạm của Nio dao động từ 1,5 đến 3 triệu nhân dân tệ (khoảng 200.000 - 400.000 USD), cao hơn so với mức trung bình lắp đặt các trạm sạc superchargercủa Tesla là 60.000 - 350.000 USD.
Điều này khiến cho mô hình hoán đổi pin trở nên kém khả thi hơn về mặt kinh tế khi triển khai quy mô lớn. Ngược lại, hạ tầng trạm sạc có chi phí thiết lập và bảo trì thấp hơn nhiều, cho phép mở rộng nhanh chóng, phục vụ cho các khu vực thành thị và nông thôn.
Trạm sạc cũng dễ phù hợp với nhiều loại phương tiện khác nhau, từ ô tô cá nhân đến xe tải hạng nặng và có thể được triển khai ở nhiều vị trí khác nhau — nhà ở, không gian công cộng, đường cao tốc và nơi làm việc.
Tính kinh tế của thị trường
Tuy nhiên, mức độ thành công thực tế của mô hình hoán đổi pin hoặc sạc pin không chỉ dựa vào công nghệ và các chi phí bỏ ra mà còn liên quan đến đặc điểm thị trường.
Giám đốc điều hành Nio William Li cho biết các trạm hoán đổi pin của họ cần xử lý 60 lần hoán đổi mỗi ngày để hòa vốn, nhưng tình hình này là khả thi bởi Trung Quốc có tỷ lệ sử dụng xe điện nói chung và xe điện hoán đổi pin nói riêng tương đối lớn.
Ngược lại, ở Mỹ, một tính toán của Mckinsey năm 2023, với một số giả định về tỷ lệ sử dụng trạm sạc ở Mỹ tốt hơn hiện tại (15% so với 6,5% ở hiện tại) - tương đương với ít nhất bảy phiên sạc 30 phút mỗi ngày - thì các trạm sạc công cộng của Mỹ vẫn chưa thể hòa vốn. Để hòa vốn, tỷ lệ sử dụng phải tăng lên đến 20% hoặc giá sạc của khách hàng phải tăng ít nhất 17%.
 |
Trạm sạc của Tesla ở California có thể sạc đầy từ 30-90 phút. Ảnh: Getty |
Thị trường Trung Quốc đang dẫn đầu thế giới về xe điện. Vào tháng 7/2024, quốc gia này đã đạt được cột mốc quan trọng với 50% doanh số bán hàng mới là xe điện và chiếm phần lớn doanh số bán xe điện toàn cầu trong năm. Kết quả đó có được là một phần nhờ nỗ lực lớn của chính quyền trong việc thúc đẩy tăng trưởng xe điện và giảm phát thải carbon thông qua các khoản trợ cấp và đặt hàng nhiệm vụ.
Các chính sách của Trung Quốc đã khuyến khích xây dựng cơ sở hạ tầng và cung cấp các ưu đãi cho các nhà sản xuất ô tô sẵn sàng đầu tư vào việc phát triển xe điện tương thích với việc hoán đổi pin. Nhờ đó, các công ty như Nio sẵn sàng mở rộng mạng lưới của mình. Một số nhà sản xuất khác cũng đang bắt đầu tham gia, bao gồm Geely, một trong những nhà sản xuất ô tô lớn nhất Trung Quốc, đã ra mắt ứng dụng Caocao Mobility để tích hợp hoán đổi pin vào dịch vụ gọi xe của mình.
Tương tự, BAIC đang làm việc với Aulton New Energy, một công ty chuyên về các giải pháp hoán đổi pin, để xây dựng một mạng lưới các trạm hoán đổi cho các phương tiện thương mại, đặc biệt là taxi.
CATL, nhà sản xuất pin xe điện lớn nhất thế giới, đã giới thiệu hệ thống hoán đổi pin của riêng mình có tên là EVOGO, với mục tiêu xây dựng 10.000 trạm đổi pin ở Trung Quốc vào năm 2030.
Nhìn chung, việc hoán đổi pin đã có được sức hút ở một số thành phố lớn như Bắc Kinh, Thượng Hải và Quảng Châu. Hơn nữa, việc Trung Quốc có các nhà sản xuất pin lớn của riêng mình cũng là lợi thế để triển khai mô hình hoán đổi pin. Không phải quốc gia nào cũng có lợi thế tương đương.
Cho đến nay, các kịch bản ứng dụng hoán đổi pin trên thị trường xe điện chủ yếu tập trung vào các loại xe thương mại có nhu cầu hoán đổi pin tần số trung bình đến cao, chẳng hạn như gọi xe, taxi và xe tải hạng nặng. Thị trường sử dụng cho xe tư nhân vẫn đang phát triển nhưng chưa đạt được điều kiện hòa vốn tổng thể do các vấn đề như đầu tư ban đầu cao, thiếu tiêu chuẩn hóa và sử dụng thiết bị thấp.
Đôi khi, ở một số thị trường, thời gian cận biên tiết kiệm được của việc hoán đổi pin có thể không đáng để tốn thêm chi phí xây dựng một hệ thống hoán đổi phức tạp. Một nghiên cứu của Đại học Delaware công bố trên tạp chí Energies cho thấy gần 38% tài xế xe điện ở Mỹ không lái xe nhiều hơn phạm vi hoạt động của xe. Nói một cách khác, hơn một phần ba tài xế có thể đáp ứng 100% nhu cầu của họ với một chiếc xe điện có pin tương đối nhỏ, sạc đủ dùng. Với họ, dừng lại để sạc nhanh 15-20 phút hay sạc chậm 30-60 phút sẽ chẳng mất công gì hơn so với việc hoán đổi pin 5 phút.
Mặc dù hoán đổi pin có thể giúp giảm chi phí mua xe điện bằng cách loại bỏ giá pin, nhưng một số người không thích việc không sở hữu trọn vẹn chiếc xe của mình. Greg Less, giám đốc Phòng thí nghiệm Pin của Đại học Michigan, nhận xét với cách tiếp cận và giáo dục đúng đắn, mọi người có thể thích nghi ý tưởng hoán đổi pin, nhưng điều này đòi hỏi phải thay đổi quan niệm về quyền sở hữu xe. "Tôi nghĩ nó sẽ hiệu quả nếu chúng ta từ bỏ hoàn toàn việc sở hữu xe và chuyển sang mô hình sử dụng theo nhu cầu. Nhưng tôi không nghĩ chúng ta đã sẵn sàng cho điều đó", ông nói thêm.
Hiện nay, mô hình sạc pin vẫn tiếp tục đóng vai trò là xương sống của hệ sinh thái xe điện toàn cầu, dù có các giải pháp thay thế khác. Một số chuyên gia trong ngành dự đoán rằng, đến năm 2030 việc hoán đổi pin cũng chỉ có thể chiếm tới 10% thị trường xe điện toàn cầu.
Bài đăng KHPT số 1330 (số 6/2025)
Quang Duy tổng hợp