Xe điện solar khiến cả thế giới ngỡ ngàng: Có thể đi 64km/ngày nhờ ánh sáng mặt trời, ngành ô tô đứng trước bước ngoặt

Trong nhiều thập kỷ, ý tưởng về những chiếc ô tô tự chạy bằng năng lượng mặt trời luôn được xem là viễn tưởng, chỉ tồn tại trong các cuộc thi kỹ thuật của sinh viên hay trên bản vẽ của các kỹ sư say mê năng lượng sạch. Thế nhưng giờ đây, công nghệ đã đủ trưởng thành để giấc mơ ấy dần thành hiện thực.

Những mẫu xe điện mới, được thiết kế với khả năng tiêu thụ năng lượng siêu thấp, sắp xuất hiện trên thị trường và hứa hẹn có thể tự tạo ra quãng đường từ 10 đến 40 miles (16–64 km) mỗi ngày chỉ bằng ánh nắng mặt trời. Với sự ra đời của thế hệ “solar EV”, ngành công nghiệp ô tô đang đứng trước một bước ngoặt mang tính cách mạng.

Aptera Motors

Nổi bật nhất trong làn sóng mới này là Aptera Motors, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại California. Khác với những mẫu xe điện nặng nề, cần pin dung lượng lớn và trạm sạc công suất cao, Aptera chọn hướng đi tối giản: ba bánh, khung siêu nhẹ, thiết kế khí động học tối ưu và gần như toàn bộ bề mặt thân xe được phủ tấm pin mặt trời.

Phiên bản Aptera “Launch Edition” được giới thiệu tại triển lãm CES đầu năm nay đã gây ấn tượng mạnh khi có thể đi tới 40 miles (64km) mỗi ngày chỉ nhờ ánh nắng. Với bộ pin điện đầy, xe đạt phạm vi hoạt động khoảng 400 miles, tương đương hoặc thậm chí vượt nhiều mẫu xe điện phổ biến của Tesla hay Hyundai. Điểm khác biệt là phần quãng đường hàng ngày có thể đến từ mặt trời, giúp giảm đáng kể sự phụ thuộc vào lưới điện.

Công nghệ này không chỉ dựa vào pin mặt trời, mà còn dựa vào hiệu suất vượt trội trong thiết kế. Các kỹ sư của Aptera cho biết hệ số cản gió của xe chỉ khoảng 0,13, thấp hơn nhiều so với mức 0,23 đến 0,29 của các xe điện thương mại hiện nay. Điều đó đồng nghĩa với việc xe cần ít năng lượng hơn để di chuyển cùng một quãng đường, và do đó, mỗi watt điện từ mặt trời đều trở nên có ý nghĩa.

Ngoài ra, việc sử dụng vật liệu composite nhẹ khiến xe tiêu thụ ít điện năng hơn, trong khi động cơ điện được thiết kế để đạt hiệu suất tối ưu. Nhờ vậy, trong điều kiện lý tưởng ở những vùng nhiều nắng như California hay Arizona, chủ xe có thể gần như không cần cắm sạc trong suốt nhiều ngày, thậm chí nhiều tuần.

Dù vậy, những con số lý tưởng không phải lúc nào cũng phản ánh thực tế.

Aptera thừa nhận rằng vào mùa đông ở những vùng khí hậu ôn đới, khi ánh sáng mặt trời yếu và thời gian ban ngày ngắn, lượng điện thu được sẽ giảm đáng kể. Nhiều nhà phân tích cho rằng 16 km mỗi ngày trong điều kiện trung bình là con số khả dĩ hơn đối với phần lớn người dùng. Nhưng ngay cả mức đó cũng mang lại lợi ích thực sự.

Theo dữ liệu của Bộ Giao thông Mỹ, quãng đường đi lại hàng ngày của một tài xế trung bình vào khoảng 48 km. Nếu 1/3 trong số đó có thể được cung cấp bởi mặt trời, áp lực lên hạ tầng sạc điện công cộng và chi phí điện năng tiêu thụ của hộ gia đình sẽ giảm đáng kể.

Ngành công nghiệp tỷ USD

Ý tưởng xe điện tự sạc bằng năng lượng mặt trời không chỉ giới hạn trong Aptera. Nhiều công ty khác cũng đang thử nghiệm những cách tích hợp pin mặt trời vào xe, từ mái xe, nắp capo đến cửa hậu. Một số nhà sản xuất lớn như Toyota và Hyundai cũng từng giới thiệu phiên bản thử nghiệm xe hybrid có mái tích hợp pin mặt trời để sạc phụ trợ cho hệ thống điện.

Dù chưa đạt mức hiệu quả cao như Aptera, điều này cho thấy các hãng lớn không đứng ngoài cuộc chơi. Theo dự báo của The Business Research Company, thị trường xe điện tích hợp năng lượng mặt trời toàn cầu có thể tăng từ gần 2 tỷ USD vào năm 2024 lên hơn 8 tỷ USD vào năm 2029, với tốc độ tăng trưởng hàng năm hơn 30%.

Tác động tiềm năng của solar EV vượt xa câu chuyện tiết kiệm chi phí cho người dùng, đồng thời mở ra một cách tiếp cận mới trong việc xây dựng hạ tầng năng lượng. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống lưới điện vốn đang chịu áp lực quá tải ở nhiều nơi, xe điện có khả năng tự sản xuất năng lượng sẽ góp phần giảm gánh nặng.

Ở các vùng nông thôn, nơi ít trạm sạc công cộng, solar EV có thể mang lại giải pháp độc lập. Đặc biệt ở những quốc gia đang phát triển, nơi hạ tầng điện chưa ổn định, xe điện có thể vận hành chủ yếu bằng năng lượng tái tạo thu trực tiếp từ môi trường, tạo ra mô hình di chuyển bền vững.

Tuy nhiên, để solar EV phổ biến, còn hàng loạt rào cản cần vượt qua. Trước hết là chi phí. Aptera dự kiến bán mẫu xe của mình với giá khoảng 40.000 USD, mức khá cao đối với một chiếc xe hai chỗ ngồi. Sản lượng thấp và công nghệ mới khiến giá thành khó cạnh tranh với xe điện truyền thống.

Thêm vào đó là bài toán độ bền: các tấm pin mặt trời gắn trên xe phải chịu được mưa, nắng, gió, bụi, va đập từ đá sỏi hay thậm chí mưa đá. Aptera khẳng định đã dùng loại kính đặc biệt tương tự “Gorilla Glass” để bảo vệ, nhưng thực tế vận hành lâu dài vẫn cần kiểm chứng. Ngoài ra, tính tiện dụng của xe ba bánh hai chỗ cũng hạn chế đối với người tiêu dùng quen dùng sedan hoặc SUV.

Một thách thức nữa là khung pháp lý và tiêu chuẩn an toàn. Ở nhiều quốc gia, xe ba bánh vẫn bị xếp vào nhóm phương tiện đặc biệt, chịu quy định khác so với ô tô bốn bánh truyền thống. Để solar EV có thể chạy trên đường cao tốc, cạnh tranh công bằng với các dòng xe khác, các nhà sản xuất phải đáp ứng những tiêu chuẩn nghiêm ngặt về va chạm, an toàn và cấp phép. Đây là rào cản không nhỏ với các công ty khởi nghiệp vốn hạn chế về nguồn lực.

Dẫu vậy, giới quan sát tin rằng solar EV là xu hướng khó cưỡng. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gay gắt và áp lực giảm phát thải CO2, mọi giải pháp tận dụng năng lượng tái tạo đều được chú ý. Xe điện vốn đã là bước tiến lớn so với xe chạy xăng dầu, nhưng vẫn phụ thuộc nhiều vào nguồn điện lưới, trong đó phần không nhỏ vẫn đến từ nhiên liệu hóa thạch. Nếu một phần đáng kể quãng đường di chuyển hàng ngày được cung cấp trực tiếp từ mặt trời, xe điện sẽ trở thành phương tiện thực sự sạch hơn, góp phần giảm dấu chân carbon.