Xe điện có tiềm năng to lớn giúp giảm lượng tiêu thụ dầu và khí thải nhà kính nếu được sử dụng trên diện rộng. Tuy nhiên, hiện người tiêu dùng đã bày tỏ mối quan ngại về độ tin cậy của xe điện do cơ sở hạ tầng sạc hạn chế và thời gian sạc lâu. Hơn nữa, quá trình điện khí hóa phương tiện giao thông cho phép sử dụng năng lượng tái tạo. Năng lượng tái tạo sẽ giúp giảm lượng khí thải nhiều hơn nữa, nhưng các nguồn năng lượng này là không liên tục. 

Vì vậy, trên thế giới hiện nay đang một hệ thống lưu trữ pin phân tán để thu hẹp khoảng cách giữa sản xuất năng lượng tái tạo và nhu cầu của người tiêu dùng. Trong hệ thống này, các trạm sạc xe điện, thay vì sạc xe trực tiếp từ lưới điện và các nguồn năng lượng, sẽ lưu trữ năng lượng trong pin. Hệ thống được đề xuất tích hợp liền mạch năng lượng tái tạo vì nó bù đắp cho bản chất không liên tục của nó bằng cách cho phép năng lượng được sạc theo tỷ lệ với tốc độ sản xuất điện.

Thực trạng về việc phát triển hạ tầng xe điện

Khi các vấn đề về môi trường như biến đổi khí hậu nổi lên như những vấn đề nổi cộm trên thế giới ngày nay, mọi người đang tìm kiếm những cách để giảm tác động đến môi trường bằng các công nghệ mới. Việc triển khai các nguồn năng lượng bền vững và sạch sẽ rất quan trọng để duy trì an ninh năng lượng cũng như sức khỏe của môi trường. Giao thông vận tải là một tác nhân đáng kể gây ra khí thải nhà kính hoặc khí thải góp phần gây ra biến đổi khí hậu. 

Vì vậy, hiện chúng ta phải tìm nguồn năng lượng thay thế cho xe cộ để giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Xe điện có thể được coi là giải pháp lý tưởng vì bản thân xe không trực tiếp tạo ra khí thải và được cung cấp năng lượng bằng điện. Tuy nhiên, người tiêu dùng có thể nghi ngờ về độ tin cậy của xe điện. Ví dụ, phạm vi hoạt động là mối quan tâm chung của người tiêu dùng liên quan đến xe điện. Với cơ sở hạ tầng sạc hạn chế, người dùng không thể yên tâm cho rằng họ sẽ đến đích mà không hết điện. Do đó, để xe điện có khả năng cạnh tranh hơn với xe chạy bằng xăng, cần triển khai các giải pháp để giảm bớt lo lắng và giúp xe điện tiện lợi hơn.

Các yếu tố để phát triển hệ thống xe điện

Một yếu tố khác cần xem xét là nguồn năng lượng điện được sử dụng để sạc pin cho xe. Đối với nhiều người sử dụng xe điện, điều này sẽ thông qua các hệ thống điện dân dụng trong đó điện thường có nguồn gốc từ các nhà máy điện sử dụng than. Do đó, tác động toàn diện của xe điện đến môi trường phải được xem xét và giảm thiểu để đảm bảo giảm phát thải. Chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo, các nguồn năng lượng không bị cạn kiệt khi sử dụng sẽ là cách tốt nhất để đạt được mục tiêu này, vì các nguồn này cũng không tạo ra khí thải. Điều này làm giảm lượng khí thải ở mức độ lớn hơn nhiều bằng cách giải quyết cả lĩnh vực giao thông vận tải và điện. Do đó, một hệ thống lưu trữ pin phân tán trong đó năng lượng được lưu trữ để sạc xe điện mang lại lợi ích lớn cho cả xe điện và các mối quan tâm về năng lượng tái tạo. 

Thị trường xe điện đang phát triển

Hiện nay, thị trường xe điện đang phát triển vì nhiều lý do. Tác động đến môi trường là yếu tố nổi bật tạo nên sức hấp dẫn của xe điện. Vì giao thông là tác nhân chính gây ra khí nhà kính nên người tiêu dùng tìm cách giảm tác động của họ trong lĩnh vực này.  Xe điện được biết đến là phương tiện không thải ra khí thải có thể thu hút người tiêu dùng như một giải pháp sáng tạo cho tác động của giao thông đến môi trường. Ban đầu, chi phí là yếu tố khiến mọi người không muốn mua xe điện. Hiện nay, giá của xe điện đã giảm đáng kể, phần lớn là do chi phí của một chiếc xe điện phần lớn được xác định bởi chi phí của pin được sử dụng để cung cấp năng lượng cho xe. Khi sự thống trị của xe động cơ đốt trong giảm đi, thị trường xe điện được dự đoán sẽ tăng nhiều lần, điều này sẽ góp phần làm giảm chi phí của pin. Chi phí của pin được dự đoán sẽ giảm, do đó làm giảm giá của một chiếc xe điện. Điều này tạo ra một vòng phản hồi tích cực, khi sản lượng tăng, chi phí giảm xuống và nhu cầu tăng do chi phí giảm, đến lượt nó lại làm tăng sản lượng.

Hơn nữa, khi công nghệ pin đang tiến bộ đáng kể, hiệu suất của xe điện trở nên đáng tin cậy hơn. Các nhà khoa học đang theo đuổi những tiến bộ trong mật độ năng lượng của pin lithium-ion, loại pin được sử dụng rộng rãi nhất cho xe điện, cũng như các loại pin mới hơn như magiê-ion, lithium-lưu huỳnh và niken kim loại-hydride. Ngoài ra, xe điện đã tạo ra sức hấp dẫn cho hiệu suất lái xe của chúng. Do đó, xe điện có thể thu hút thị trường những người thích xe sang trọng, cùng với những cá nhân có ý thức bảo vệ môi trường, tạo ra một nền tảng chung cho cả hai nhóm người tiêu dùng.

Những khía cạnh công nghệ này đã làm tăng hy vọng về sự thống trị của xe điện. Do đó, ngày càng nhiều nhà sản xuất ô tô đã đầu tư vào công nghệ này để tung ra phiên bản xe điện của họ, cho người tiêu dùng thấy sự nổi bật ngày càng tăng của họ trên thị trường và cung cấp cho họ nhiều lựa chọn. 

Tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào hệ thống sạc xe điện

Do bản chất không liên tục của năng lượng tái tạo, điều quan trọng là phải đáp ứng và cung cấp năng lượng theo nhu cầu. Nhiều loại lưu trữ năng lượng khác nhau được sử dụng để hoạt động như một nguồn linh hoạt. Các phương pháp lưu trữ năng lượng này bao gồm cơ học, chẳng hạn như lưu trữ năng lượng khí nén, điện, chẳng hạn như siêu tụ điện và điện hóa, chẳng hạn như pin axit chì và pin lithium-ion. Các phương pháp lưu trữ năng lượng sẽ mang lại một số lợi ích trong cơ sở hạ tầng sạc xe điện. Do đó, một hệ thống lưu trữ pin phân tán sẽ có hiệu quả trong việc giảm thiểu những thách thức tồn tại với cả xe điện và năng lượng tái tạo.

Hệ thống lưu trữ pin phân tán về cơ bản sẽ là một sự điều chỉnh đối với trạm sạc xe điện truyền thống. Thay vì chỉ sạc xe từ lưới điện bằng năng lượng đang được sản xuất tại thời điểm đó, khách hàng sẽ sạc từ năng lượng được lưu trữ trong pin cũng như năng lượng từ lưới điện và các nguồn tái tạo. Các pin tại trạm sẽ có thể thu thập năng lượng vào thời điểm nhu cầu thấp và sản lượng cao. Sau đó, năng lượng này có thể được sử dụng bất kỳ lúc nào trong ngày khi cần. Với hệ thống này, nhu cầu năng lượng phát sinh khi sạc xe điện có thể được giảm đáng kể. Vì pin trạm sạc sẽ thu thập năng lượng vào thời điểm nhu cầu thấp nên tránh được xung đột với nhu cầu năng lượng của hộ gia đình và thương mại, và những khu vực này có thể nhận được điện khi điện được sản xuất từ ​​các nguồn tái tạo. Hệ thống lưu trữ pin phân tán cũng cho phép tăng tốc độ sạc nhanh DC vì năng lượng có thể được thu thập vào thời điểm nhu cầu thấp trong ngày, do đó giảm bớt căng thẳng mà sạc cấp độ 3 tốn nhiều năng lượng sẽ tạo ra. Sạc cấp độ 3 sẽ giúp giảm bớt mối lo ngại về thời gian sạc lâu và khiến công nghệ xe điện hấp dẫn hơn đối với người tiêu dùng.

Kết luận

Là ngành thải ra nhiều khí carbon nhất, ngành vận tải cần phải hành động để giảm phát thải. Việc điện khí hóa ngành vận tải mở đường cho nỗ lực này và mặc dù điện được sản xuất từ ​​nhiên liệu hóa thạch cũng tạo ra ít khí thải hơn so với xe chạy bằng xăng, chúng ta phải tận dụng lợi thế của việc điện khí hóa cho phép sử dụng năng lượng tái tạo để cung cấp năng lượng cho giao thông. Bằng cách kết hợp năng lượng tái tạo, việc giảm phát thải được đảm bảo cho mục đích sử dụng dân dụng và thương mại cũng như ngành vận tải. Các thành phố thông minh đóng vai trò quan trọng trong việc kết hợp các công nghệ tiên tiến này để đảm bảo tính bền vững. Những trở ngại rõ ràng trong nỗ lực này được giải quyết thông qua phương pháp tiếp cận được đề xuất là hệ thống lưu trữ pin phân tán. Hệ thống này tích hợp cơ sở hạ tầng sạc xe điện đồng thời ngăn ngừa căng thẳng cho lưới điện thông qua việc sử dụng lưu trữ năng lượng. Pin cũng tạo ra nguồn linh hoạt để cân bằng sự biến động của năng lượng tái tạo. Phương pháp tiếp cận này tạo ra độ tin cậy cao hơn đối với năng lượng tái tạo và xe điện và cho phép chúng tăng cường lẫn nhau. Điều này mở đường cho sự phát triển của thành phố thông minh bằng cách tích hợp hai công nghệ quan trọng có thể đóng góp đáng kể vào việc giảm phát thải.

‍