Ô tô vừa chạy vừa sạc điện: Tuyến cao tốc thay đổi lịch sử giao thông thế giới

Theo trang Axios, dù các nhà sản xuất đã cố gắng trang bị cho EV những bộ pin có dung lượng cao và bổ sung thêm nhiều trạm sạc, nhưng các loại xe có kích thước lớn như xe tải điện cần được sạc thường xuyên hơn. Ngoài ra, việc thiếu cơ sở hạ tầng sạc EV công cộng cũng là một trong những nguyên nhân chính đang hạn chế sự phổ biến của loại phương tiện này.

Để giải quyết những vấn đề trên, các nhà nghiên cứu đã nảy ra ý tưởng về các con đường điện khí hóa. Về cơ bản, đường điện khí hóa là những hệ thống đường phát ra điện (ERS) để sạc pin cho EV khi chúng di chuyển trên đó. Các đường cao tốc ERS có thể là giải pháp hoàn hảo giúp sạc ôtô và xe tải nhanh hơn và xe di chuyển được xa hơn trước khi phải sạc lại.

Quốc gia tiên phong

Tháng 3 năm nay, Liên minh châu Âu (EU) đã thông qua một đạo luật mang tính bước ngoặt, đòi hỏi tất cả ôtô mới bán ra từ năm 2030 phải giảm 50% lượng khí thải CO2 so với mức năm 2021 và từ năm 2035 không được phát thải khí gây ô nhiễm này. Do đó, các nước châu Âu đang gấp rút chuẩn bị cơ sở hạ tầng cần thiết cho phương tiện giao thông không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Thụy Điển đã quyết định sẽ làm nên lịch sử khi mở con đường ERS vĩnh viễn đầu tiên trên thế giới vào năm 2025. Tuyến đường cao tốc được chọn là E20, chạy xuyên qua các thành phố lớn của Thụy Điển gồm Stockholm, Gothenburg và Malmö. Đây sẽ là phần đầu tiên của một kế hoạch lớn hơn nhằm trang bị khả năng sạc điện tự động cho hơn 3.000km đường của quốc gia Bắc Âu này.

Tuy nhiên, trang Euro News hồi tháng 5 đưa tin, dự án đang ở giai đoạn mua sắm thiết bị và nhà chức trách hiện vẫn chưa quyết định nên xây dựng tuyến ERS cao tốc đầu tiên theo công nghệ nào.

Thực tế, Thụy Điển đã đi tiên phong trong việc thử nghiệm 3 giải pháp hàng đầu về ERS, sử dụng các công nghệ sạc tiếp xúc, sạc dẫn điện và sạc cảm ứng.

Năm 2016, một đoạn đường dài 2km ở Gävle, miền trung đất nước đã đi vào hoạt động thử nghiệm, sử dụng các đường cáp điện trên cao để sạc lại cho các phương tiện cỡ lớn thông qua bộ khung lấy điện phantograph, tương tự như tàu điện hoặc xe điện công cộng.

2 năm sau, Cơ quan quản lý giao thông Thụy Điển (Trafikverket) giới thiệu đường ray sạc đầu tiên trên thế giới trên một đoạn đường thí điểm giữa sân bay Arlanda của thủ đô Stockholm và khu hậu cần ở Rosersberg. Nhà chức trách đã lắp đặt hệ thống ray phát điện dọc theo đoạn đường nhựa dài 2km này, cho phép các xe tải điện hạ một cánh tay di động xuống chạm vào thanh ray để nhận năng lượng.

Tới năm 2020, Trafikverket tiếp tục cho xây dựng một tuyến đường sạc điện không dây dành cho các xe tải hạng nặng và xe buýt ở thành phố đảo Visby. Công nghệ này hoạt động giống như sạc cảm ứng không dây dành điện thoại di động. Một tấm đệm hoặc đĩa đệm được chôn dưới đường và các EV có trang bị cuộn dây nhận sẽ được sạc lại khi di chuyển qua nó.

Công nghệ cho tương lai

Truyền năng lượng không dây động (DWPT) là một công nghệ mới và có nhiều ưu điểm. Đường ERS tích hợp công nghệ DWPT được dự đoán có thể thay thế các phương pháp sạc điện khác trong tương lai nhờ khả năng sạc EV suốt ngày đêm, không giới hạn, không đòi hỏi xe phải sở hữu bộ pin dung lượng lớn và có bộ phận kết nối vật lý với nguồn điện.

Các chuyên gia tính toán rằng, với công nghệ sạc điện cảm ứng như DWPT, chi phí xây dựng 1km đường ERS vào khoảng 1 triệu USD, thấp hơn 50 lần so với xây dựng một tuyến xe điện đô thị theo cách truyền thống.

Ngoài Thụy Điển, Đức và Mỹ cũng đang theo đuổi các dự án thử nghiệm công nghệ tương tự.

Tại Đức, Electreon, một nhà cung cấp hàng đầu về các thiết bị sạc EV của Israel đã bắt tay với công ty EnBW của Đức để triển khai dự án xây dựng 1km đường ERS “sạc động” và các trạm sạc tĩnh dọc theo tuyến xe buýt đang hoạt động có điểm dừng ở thành phố Balingen.

Giai đoạn đầu của dự án tập trung thiết lập một đoạn đường ERS dài 400 mét với 2 trạm sạc tĩnh. Trong giai đoạn 2, đường thí điểm sạc cho xe buýt điện sẽ được mở rộng thêm 600 mét. Dự án được triển khai từ năm nay sau khi 2 công ty thử nghiệm thành công công nghệ sạc không dây cho xe buýt điện vào giờ cao điểm tại thành phố Karlsruhe vào năm 2022.

Electreon cho biết, hệ thống sạc không dây của họ có thể dùng cả ở dạng “tĩnh” và “động”, thông qua sử dụng tần số từ tính để truyền điện từ các cuộn dây được chôn dưới đất tới một bộ thu sóng gắn dưới gầm xe. Một chiếc EV có thể vào trạm đỗ xe có bệ sạc ngầm và bổ sung điện giống như cách điện thoại thông minh sạc không dây, hoặc xe vừa chạy vừa sạc lại trên đường có trang bị công nghệ DWPT.

Tại Mỹ, công ty đã được phép triển khai thí điểm tuyến ERS đầu tiên, dài 1,8km tại thành phố Detroit, thành phố lớn nhất bang Michigan từ năm 2023. Bang Michigan rót 1,9 triệu USD vốn đầu tư, trong khi chính quyền Detroit cùng các công ty Ford Motor và DTE Energy cũng tuyên bố tài trợ cho dự án.

Theo công ty nghiên cứu thị trường Meticulous Research, các dự án ERS dự kiến sẽ phát triển mạnh mẽ trong giai đoạn 2023 – 2027 và thị trường sạc EV không dây có thể đạt giá trị lên tới 827 triệu USD trên toàn cầu vào năm 2027. Meticulous nhận định, phần lớn sự tăng trưởng đó nhiều khả năng liên quan các hệ thống sạc EV không dây "tĩnh" ở những nơi như bãi đỗ ôtô và taxi, bến xe buýt hoặc trạm tập kết xe tải.

Khi nhu cầu giảm dần và chấm dứt phát thải CO2 ngày càng cấp bách để phục vụ cuộc chiến chống biến đổi khí hậu toàn cầu, đường ERS tích hợp các công nghệ sạc EV tiên tiến chắc chắn sẽ là một trong những giải pháp tối ưu.