Cuộc đua năng lượng của thập niên: Nhật Bản có sẵn sàng vượt qua Trung Quốc hay không?

Từng có lúc Nhật Bản đã cung cấp cho toàn thế giới các pin li-thium hiện đại nhất. Hiện giờ, Trung Quốc và Hàn Quốc đang thống trị thị trường này, nhưng Nhật Bản muốn giành lại vị thế cho mình. Những cuộc tìm kiếm "chiếc chén Thánh" trong lĩnh vực pin sạc từ nay có thể coi làm đã chấm dứt. Sau nhiều năm nỗ lực liên ngành, Nhật Bản đang đạt được những đột phá trong các công nghệ tối tân của những loại pin thể rắn.

Pin thể rắn của Hitachi Zosen có thể hoạt động trong nhiều môi trường khắc nghiệt, kể cả ngoài vũ trụ. (Nguồn: Nikkei Asia)

Pin thể rắn của Hitachi Zosen có thể hoạt động trong nhiều môi trường khắc nghiệt, kể cả ngoài vũ trụ. (Nguồn: Nikkei Asia)

Chủ tịch đương nhiệm tập đoàn xe hơi Toyota của Nhật Bản, doanh nhân Akio Toyoda, người được truyền cảm hứng bởi giấc mơ của ông nội mình về phương tiện vận tải hàng không cá nhân, đã thừa kế không chỉ công ty xe hơi lớn nhất thế giới, mà còn cả "tầm nhìn" của ông nội - đó là làm cho các xe hơi có thể bay được.

Các xe ô-tô bay đã tồn tại, nhưng chúng trông giống chiếc trực thăng do một phòng thiết kế tẻ nhạt nào đó nghiên cứu chế tạo. Nếu những cỗ máy này khi nào đó chuyển từ dạng các nguyễn mẫu kỹ thuật sang những chiếc xe thành công về khía cạnh thương mại, chúng sẽ phải học cách di chuyển trên không trung với một khoảng cách khá xa, cũng như phải hấp dẫn về thiết kế ngoại thất - đó chính là thứ mà Toyota thành thạo.

Một phần, đó là lĩnh vực mà ba năm trước đây đã châm ngòi cho một cuộc chiến giữa các nhà sản xuất pin sạc châu Á ở Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc. Đây là câu chuyện liên quan tới việc để làm sao cải thiện được một cách đáng kể những sản phẩm pin sạc cho xe điện (EV - Electric Vehicles) và tiếp cận việc bảo đảm cho con người có được sự cơ động cá nhân trên không trung.

Nhật Bản đã đánh mất vị trí dẫn đầu trong vai trò nhà phát triển và nhà cung cấp các pin sạc trên thị trường thế giới trong giai đoạn từ năm 2017 đến hết năm 2018, cũng như tụt hậu trong lĩnh vực thiết kế xe điện, công nghệ xe hơi không người lái và những thiết bị bay không người lái thương mại cỡ lớn - các "tiền bối" đầy triển vọng của xe ô-tô và xe tải bay. Cần phải làm điều gì đó để khôi phục lĩnh vực này, và chính phủ Nhật Bản đã quyết định tốt hơn hết nên bắt đầu từ yếu tố mang tính nền tảng: Phát triển một loại pin sạc hoàn thiện hơn hẳn, với công suất lớn hơn hẳn.

Từ những thỏi pin trữ lượng lớn

Xe ô-tô điện xuất hiện từ cuối những thập niên 1800 và trở nên phổ biến vào đầu những năm 1900, khi gần 40% số xe ô-tô ở Mỹ chạy bằng điện. Số còn lại sử dụng động cơ chạy bằng hơi nước và bằng xăng gây tiếng ồn, có mùi khó chịu. Đỉnh điểm sản lượng tiêu thụ xe ô-tô chạy bằng xăng bắt đầu sau năm 1910, khi các động cơ xăng trở nên hiệu quả hơn hẳn trước đây, và những chiếc xe với các động cơ này có thể đi được rất xa, điều giúp chúng có được vị trí vô cùng quan trọng cho đến tận ngày nay.

Hoạt động nghiên cứu phát triển pin li-thium vào thập niên 1980 và thương mại hóa sản phẩm này bởi các tập đoàn kỹ thuật điện tử Nhật Bản là Sony và Asahi Kasei đã có thể biến xe ô-tô điện trở thành hiện thực, mà giúp nó có thể cạnh tranh với các xe ô-tô chạy bằng xăng về khả năng dự trữ nhiên liệu, nhưng khi đó trông nó vẫn còn rất cồng kềnh. Các xe ô-tô điện trông khác lạ, với những pin xạc khổng lồ thường được mang ra giới thiệu tại các triển lãm xe hơi như sản phẩm nguyên mẫu, nhưng không phải là thứ gì đó mà bạn muốn sử dụng để làm phương tiện đi lại, thậm chí nếu bạn có thể mua được nó. Để giải quyết được vấn đề này, cần phải có những Ilon Musk và Tesla.

Trong khuôn khổ chiến lược chủ đạo của Ilon Musk trong liên minh với công ty Tesla chính là ý tưởng về việc ngay khi dung lượng pin sạc đạt tới mức vừa đủ, các khối pin sạc có thể bố trí bên trong sàn của chiếc xe, và những nguồn năng lượng được thiết kế mới, công suất lớn, nhỏ gọn và đơn giản sẽ tạo ra không gian nội thất vừa đủ cho chiếc xe. Điều này đã mang tới cho các chuyên gia thiết kế khả năng thay thế ngoại hình thô kệch của xe điện thành những đường nét mềm mại, còn khoảng cách di chuyển gần tiệm cận với mong đợi của người tiêu dùng. Đó chính là lý do tại sao chiếc xe thể thao nổi loạn Tesla Model S hoàn toàn trông không hề thua kém khi đứng cạnh những Aston Martin Rapide hay Maserati Quattroporte, và sự tăng tốc điên cuồng mà mỗi chiếc trong số đó có khả năng tạo ra đang làm cho sự quan tâm của các khách hàng tiềm năng tới những chiếc xe này trở nên cân bằng.

Nếu như Toyota lúc nào đó nhìn thấy chiếc xe ô-tô bay cất cánh từ một trong những nhà máy của mình, thì các khoản đầu tư chiến lược của tập đoàn cho hoạt động phát triển những loại pin sạc tối tân và tài trợ cho nhiều doanh nghiệp khởi nghiệp trong lĩnh vực xe ô-tô bay có thể coi là được đền đáp. Phần đầu của kế hoạch này, đầu tư cho những loại pin sạc hiện đại, sắp sửa được triển khai, bởi vì Toyota Motor đã sẵn sàng cho thấy một cuộc chuyển đổi to lớn trong lĩnh vực dự trữ năng lượng cho hoạt động di chuyển cá nhân, khi trở thành công ty đầu tiên bán xe ô-tô sử dụng pin thể rắn, ví dụ như nguyên mẫu mà sẽ được giới thiệu trong năm 2021. Điều này sẽ thay đổi luật chơi trong việc chế tạo xe ô-tô điện.

Cho tới những mẫu xe ô-tô điện ấn tượng

Pin li-thium với chất điện phân dạng lỏng hay dạng gel đã có ở khắp nơi hiện nay, khi cấp điện cho tất cả mọi thứ, từ chiếc máy tính xách tay cho tới chiếc Tesla, mà khiến người ta phải thèm khát. Việc chuyển sang pin li-thium với chất điện phân dạng rắn có những lợi thế, mà dễ dàng thấy được, thậm chí nếu bạn không phải là người giỏi môn Hoá: Đó là thứ có năng lượng nhiều gấp vài lần, được lưu trong cục pin, mà được sạc trong tích tắc so với thời gian cần thiết như hiện nay. Việc chúng không bị phồng và nổ cũng là yếu tố tốt, có lợi cho chúng như một sản phẩm bán chạy.

Các bộ phận của pin li-thium thể rắn, về cơ bản, cũng giống như của pin sạc thể lỏng, mà chúng ta đang sử dụng hiện nay, bởi vậy sẽ không xảy ra việc pin sạc thể lỏng bị loại bỏ một cách đột ngột.

Giá pin li-thium trong vòng ba năm gần đây ngày càng giảm dần, và việc ứng dụng công nghệ mới này có thể giải quyết dứt điểm nguồn cung dư thừa và giúp cho giá tăng trở lại.

Với việc thay đổi toàn diện trữ lượng pin sạc thể rắn, các lo lắng của những người dùng xe điện về việc pin sạc có thể yếu đúng vào lúc khi cần thiết nhất sẽ biến thành "dĩ vãng". Và điều này cũng sẽ cấp thêm một nguồn năng lượng bổ sung cho các hệ thống đặc tiêu thụ nhiều năng lượng như điều hoà và sưởi trong những điều kiện khí hậu khắc nghiệt.

Liên kết để phát triển

Trước khi Tesla giới thiệu mẫu Roadster vào năm 2008, các doanh nghiệp sản xuất xe hơi của Nhật Bản đã nhận thấy những thay đổi trong ngành và thiết lập các liên minh đầu tiên với những nhà sản xuất pin sạc để cung cấp cho mình các nguồn năng lượng. Và Tesla đã nỗ lực cùng với Panasonic sản xuất các pin sạc tối tân. Nhà sản xuất xe hơi Nissan đã để mắt tới gã khổng lồ kỹ thuật điện tử NEC, khi nhận định doanh nghiệp này sẽ cung cấp được pin sạc cho các xe ô-tô điện của mình. Và với sự có mặt trên thị trường của các công ty sản xuất pin sạc hàng đầu trong lĩnh vực này từ giữa thập niên 2000 như Sony, TDK và Asahi Kasei, những công ty của Nhật Bản đã có thể lên kế hoạch cung cấp pin sạc cho các xe ô-tô điện trên khắp thế giới.

Tuy nhiên, vào thập niên 2010, sự thống trị của Nhật Bản đã suy giảm, bởi vì các công ty Trung Quốc và Hàn Quốc gia tăng mạnh mẽ hoạt động sản xuất pin lithium-ion. Tính đến năm 2018, chỉ riêng tại Trung Quốc đã có 60 doanh nghiệp sản xuất pin lithium-ion quy mô lớn, và họ đã hướng tới mục tiêu đáp ứng 70% nhu cầu của thế giới. Các công ty như Renault, VW, BYD, Hyundai và Audi - những thương hiệu xe ô-tô điện bán chạy nhất ngoài các mẫu xe của Tesla, Nissan và Mitsubishi - bắt đầu bỏ người Nhật.

Chính phủ Nhật Bản đã quyết định phá bỏ xu hướng này và triển khai sáng kiến của Tổ chức phát triển công nghệ công nghiệp và năng lượng mới (NEDO), mà thành viên gồm Toyota, Nissan và Honda. Các doanh nghiệp sản xuất xe hơi cùng với 20 nhà sản xuất pin sạc và hoá chất, bao gồm cả Panasonic, GS Yuasa và Asahi Kasei, đã liên kết với nhau để đưa Nhật Bản trở lại vị trí thống trị trong lĩnh vực sản xuất pin sạc dành cho các xe ô-tô điện, thông qua việc phát triển thần tốc những công nghệ thể rắn.

Tận dụng nguồn lực

Hiện giờ, khi các loại pin sạc thể rắn cho phép ô-tô điện chạy được 500km cho một lần sạc có thể sạc đầy trong vòng 10 phút và không có bất cứ vấn đề nào từ khía cạnh an toàn mà BYD và Tesla từng lo ngại vào giai đoạn đầu tiên, việc phát triển và ứng dụng xe ô-tô điện trên toàn cầu, nhiều khả năng, cũng sẽ tăng tốc nhanh như chiếc Roadster sang trọng mới của Tesla tăng tốc.

Theo chuỗi sản xuất, điều này sẽ "thúc đẩy" các công ty cung cấp vật liệu sản xuất xe hơi, những công ty hoá chất chuyển sản xuất chất điện phân dạng rắn, và các công ty khai thác mỏ chuyên cung cấp lithi.

Như cầu đối với lithi, có thể sẽ tăng như nhu cầu đối với các kim loại khác, đặc biệt là kim loại đồng, mà được sử dụng nhiều trong xe ô-tô điện và không người lái. Chính phủ Nhật Bản quảng bá một quỹ mới trị giá 19 tỷ USD để đầu tư cho công nghệ khử carbon, điều mà trong sắp tới cũng sẽ hỗ trợ cho việc sản xuất lithi.

Nhiều khả năng, ngày càng nhiều quốc gia sử dụng những công nghệ xe ô-tô điện để giảm phát thải carbon dioxide vào trong khí quyển, và họ sẽ càng có nhiều cơ hội hơn để đạt được điều này. Những loại pin sạc thể rắng dung lượng lớn sẽ giúp đơn giản hoá việc lưu trữ năng lượng được tạo ra từ các nguồn tái tạo của nó, bởi vậy, những câu chuyện liên quan đến việc chuyển đổi hoạt động sản xuất năng lượng điện sang các nguồn năng lượng thay thế sẽ không còn là những tuyên bố chính trị sáo rỗng.

Còn đối với các xe ô-tô bay thì sao? Chúng ta đáng lẽ sẽ được tận mắt chứng kiến một vài chiếc tại Thế vận hội Tokyo trong năm nay nhờ các khoản tiền đầu tư của Toyota, nhưng điều đó sẽ không thành hiện thực vì sự kiện này đã bị tạm hoãn. Nhưng với việc xuất hiện một số lượng lớn các công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực này trên toàn châu Á và với một vài sự kiện giới thiệu những xe taxi bay Trung Quốc đã diễn ra, cũng như với sự hợp tác giữa Aston Martin và Rolls-Royce về phát triển hoạt động kinh doanh hàng không vũ trụ tầm thấp, người Nhật có lẽ cũng sẽ tích cực tham gia vào phát triển những công nghệ này.

Bảng xếp hạng toàn cầu về xe điện năm 2021

Triển lãm xe hơi Frankfurt (Đức) được tổ chức từ năm 1951 và từng là một trong những triển lãm xe hơi lớn nhất thế giới, đã bị hoãn trong năm 2020 vì COVID-19. Trong năm 2021, Ban Tổ chức Triển lãm đã quyết định thay đổi phương thức tiến hành sự kiện và chuyển nó tới Munich (Đức). Từ giờ nó sẽ được gọi là "Munich mobility show" và mang ý nghĩa hơn cả "bao trùm" bởi vì tại đây sẽ giới thiệu không chỉ các mẫu xe hơi, mà cả xe đạp điện, xe máy điện, hạ tầng để nạp điện, phương tiện công cộng và nhiều công nghệ liên quan tới vận chuyển người.

Tổng số lượng xe ô-tô điện trên thế giới được đánh giá vào khoảng 10 triệu chiếc. Số lượng xe ô-tô điện được đang ký nhiều nhất tại Trung Quốc (4,2 triệu chiếc), châu Âu (3,2 triệu chiếc) và Mỹ (1,7 triệu chiếc).

Theo đánh giá, trong năm 2020, châu Âu (gồm Liên minh châu Âu, EFTA và Anh) lần đầu tiên vượt qua Trung Quốc về số lượng xe ô-tô điện được đăng ký mới - gần 1,37 triệu so với khoảng 1,25 triệu chiếc. Trong đó, xe ô-tô chạy bằng điện hoàn toàn chiếm tỷ trọng là 68%. Dẫn đầu các quốc gia châu Âu là Đức, nơi đã tiến hành đăng ký cho 394.943 xe ô-tô điện mới. Mỹ đã đăng ký cho 302.929 xe ô-tô điện. Tổng cộng có tất cả 3.089.221 xe ô-tô điện đã được đăng ký mới, tăng 45% so với năm 2019. Tại châu Âu, số xe ô-tô điện đăng ký mới tăng 143%, trong đó ở Đức chỉ số này là 263%, Ý - 247%, Pháp - 202%, Anh - 143%. Đáng lưu ý là tăng trưởng doanh thu bán xe ô-tô điện liên quan trực tiếp tới các khoản trợ cấp của chính phủ - tại Trung Quốc, trợ cấp mua xe ô-tô điện đã giảm, dẫn tới số lượng xe ô-tô điện được bán ra chỉ tăng 15%, còn tại Mỹ việc cắt giảm hỗ trợ của chính phủ đã khiến cho doanh thu của sản phẩm này giảm 6%.

Châu Âu hiện cũng đang xếp vị trí dẫn đầu về số lượng xe ô-tô đăng ký trên 1.000 dân là 6,1. Chỉ số trung bình trên toàn cầu là 1,4 xe/1.000 dân. Các quốc gia đứng đầu về chỉ số này trên thế giới là là Na Uy (81 xe ô-tô điện/1.000 dân), Iceland (36,8) và Thuỵ Điển (20,6)[1].

Trên quy mô toàn cầu, xe ô-tô điện chiếm tỷ trọng 4,6% thị trường phương tiện giao thông mới, đạt mức tăng 1,9đpt so với năm 2019 (chiếm tỷ trọng 2,7%). Na Uy là quốc gia đứng đầu thế giới - tỷ trong xe ô-tô điện của nước này chiếm 74,8% thị trường thế giới (tăng tương đương 18,8đpt so với năm 2019). Đứng sau là Iceland (44,6%; +25,8đpt), Thuỵ Điển (32,1%; +20,8đt) và Hà Lan (24,7%; +9,6đpt). Tỷ trọng trung bình của xe ô-tô điện tại thị trường xe ô-tô châu Âu trong năm 2020 là 11,4% (tăng 7,8đpt so với năm 2019), trong đó Đức đạt 13,5% (+10,5đpt), Pháp là 11,3%, (+8,5đpt), Anh là 10,9% (+7,7đpt), Ý là 4,3% (+3,4đpt). Ở Trung Quốc, xe ô-tô điện chiếm 6,3% thị trường (+1,1đpt), Hàn Quốc là 2,9% (không thay đổi so với năm 2019), Mỹ là 2,1% (+0,2đpt) và Úc là 0,5% (+0,1đpt).

_______________

Tài liệu tham khảo

1. https://inosmi.ru/economic/

2. https://vi.wikipedia.org/wiki/Tesla,_Inc.

3. https://bnews.vn/duc-vuot-my-ve-so-luong-dang-ky-xe-dien-moi-trong-nam-2020/191612.html

4. https://bnews.vn/goldman-sachs-nhu-cau-pin-xe-dien-se-khien-gia-cac-vat-lieu-chinh-gia-tang/190513.html

5. https://tuoitre.vn/o-to-dien-la-vua-trong-10-nam-toi-o-to-truyen-thong-sap-het-thoi-20210511220654042.htm

 

 


[1] Chỉ số này ở Đức là 8,5; ở Anh là 6,7; ở Pháp là 6,4; ở Mỹ là 5,2; ở Trung Quốc là 3; ở Hàn Quốc là 2,9; ở Ý là 1,7; ở Úc là 0,5; ở Ba Lan là 0,4 và ở Hi Lạp là 0,3.

TS. Nguyễn Quang Huy

Vụ Kinh tế tổng hợp, Ban Kinh tế Trung ương