Cả thành phố mất điện vì mưa bão, hàng triệu xe điện sạc kiểu gì: Trung Quốc có lời giải rất hay

Trung Quốc đã khẳng định vị thế là quốc gia dẫn đầu không thể tranh cãi trong ngành công nghiệp xe điện toàn cầu, chiếm hơn một nửa số lượng xe điện trên thế giới.

Vấn đề đặt ra là khi phụ thuộc quá nhiều vào phương tiện điện, việc đảm bảo năng lượng xuyên suốt trong cả điều kiện bình thường lẫn những rủi ro khi mất điện diện rộng do thiên tai, mưa bão sẽ làm thế nào. Dưới đây là câu trả lời của Trung Quốc.

Gót chân Achilles của phương tiện chạy điện

Mất điện kéo dài, một hậu quả phổ biến của các thảm họa thiên nhiên như bão và lũ lụt, có thể gây nguy hiểm trực tiếp cho toàn bộ ngành giao thông vận tải.

Trận lụt thảm khốc ở Trịnh Châu vào tháng 7/2021 là một ví dụ rõ nét. Thảm họa này đã gây ra tình trạng mất điện trên diện rộng, ảnh hưởng đến 1.194 cộng đồng, làm tê liệt hệ thống giao thông và khiến các bệnh viện không có điện.

Chính sự thành công ban đầu trong việc điện hóa giao thông của Trung Quốc đã vô tình tạo ra một điểm yếu mang tầm quốc gia: Hàng triệu phương tiện phụ thuộc vào một lưới điện dễ bị tổn thương trước thiên tai.

Để giải quyết điều này, một hệ sinh thái đa dạng các giải pháp được thiết kế để hoạt động độc lập với lưới điện, bao gồm xe sạc di động, trạm đổi pin hoạt động như kho dự trữ năng lượng, và công nghệ sạc hai chiều.

Để đáp ứng nhu cầu năng lượng khẩn cấp, một số lượng ngày càng tăng các công ty Trung Quốc đang cung cấp dịch vụ sạc xe điện di động. Các dịch vụ này triển khai các xe tải hoặc xe kéo được trang bị hệ thống lưu trữ pin dung lượng lớn và bộ sạc nhanh DC. Các đơn vị này có thể được điều động để cứu hộ khẩn cấp ven đường khi một chiếc xe điện hết pin, cung cấp một giải pháp nhanh chóng để xe có thể tiếp tục di chuyển.

Các nhà sản xuất xe điện hàng đầu cũng đã tích hợp dịch vụ sạc di động vào hệ sinh thái của họ. NIO, một trong những nhà sản xuất xe điện cao cấp, cung cấp dịch vụ "NIO Power Mobile". Thông qua một ứng dụng, người dùng có thể triệu tập một chiếc xe sạc chuyên dụng đến tận nơi để sạc cho xe của họ, với lời hứa sạc trong 10 phút có thể đi được 100 km.

Nhìn về tương lai, Trung Quốc thậm chí còn đang phát triển các phương tiện sạc di động tự hành (MESCV). Những phương tiện này có thể tự di chuyển đến một chiếc xe điện bị mắc kẹt mà không cần người điều khiển, thể hiện một cách tiếp cận tiên phong trong việc tự động hóa hoạt động ứng phó khẩn cấp. Đáng chú ý, các đơn vị này còn có thể đóng vai trò là nguồn điện dự phòng cho các nhu cầu lớn hơn, làm mờ ranh giới giữa hỗ trợ phương tiện và cứu trợ thiên tai nói chung.

Các giải pháp tạm thời

Ngoài xe sạc hỗ trợ, một thị trường sôi động dành cho các trạm sạc dự phòng di động cấp tiêu dùng đã hình thành ở Trung Quốc, với các nhà sản xuất như Yoobao và Pisen. Về cơ bản, đây là những bộ pin lithium-ion dung lượng lớn tích hợp biến tần, có khả năng cung cấp nguồn điện xoay chiều (AC).

Mặc dù các mẫu nhỏ hơn được thiết kế cho các thiết bị điện tử, các mẫu lớn hơn được quảng cáo là nguồn dự phòng khẩn cấp cho xe điện, với dung lượng vượt quá 1000Wh (1 kWh) và công suất đầu ra từ 1200W trở lên.

Tuy nhiên, công dụng của chúng có giới hạn. Một trạm sạc 1 kWh chỉ có thể cung cấp thêm khoảng 5-7 km quãng đường cho một chiếc xe điện thông thường—đủ để thoát khỏi một vị trí nguy hiểm, nhưng không đủ cho các chuyến đi dài. Vai trò chính của chúng là một "phao cứu sinh" cuối cùng.

Một tính năng quan trọng của nhiều trạm sạc di động này là khả năng sạc lại bằng tấm pin năng lượng mặt trời. Điều này cung cấp một giải pháp năng lượng thực sự ngoài lưới cho chủ sở hữu xe điện trong thời gian mất điện kéo dài, miễn là điều kiện thời tiết cho phép.

Được tiên phong bởi NIO, công nghệ đổi pin là một giải pháp tạm thời khác cho phép người lái xe thay thế một viên pin đã cạn bằng một viên pin đã được sạc đầy chỉ trong vòng 3-5 phút.

Về quy mô, tính đến tháng 6 năm 2024, NIO đã triển khai hơn 2.432 trạm đổi pin tại Trung Quốc, trong đó có 804 trạm dọc theo các tuyến đường cao tốc chính. Điều này tạo ra một mạng lưới toàn diện giúp giảm bớt nỗi lo về phạm vi hoạt động cho các chuyến đi đường dài.

Có một chi tiết đáng lưu ý là trạm đổi pin tự nó là một cơ sở lưu trữ năng lượng độc lập. Với 23 viên pin được sạc đầy, mỗi viên có dung lượng khoảng 75-100 kWh, một trạm duy nhất chứa khoảng 1,7-2,3 MWh năng lượng sẵn sàng để triển khai. Lượng pin dự trữ này hoạt động như một bộ đệm, cho phép các hoạt động đổi pin tiếp tục diễn ra trong một khoảng thời gian ngay cả khi kết nối lưới điện của trạm bị gián đoạn.

Hơn nữa, các trạm này đang được thiết kế để cung cấp các dịch vụ ổn định lưới điện. Chúng có thể lưu trữ năng lượng giá rẻ ngoài giờ cao điểm và thậm chí cung cấp năng lượng trở lại lưới điện trong thời gian nhu cầu cao hoặc khi mất điện.

NIO đã triển khai khả năng này cùng với State Grid (Tập đoàn Lưới điện Nhà nước Trung Quốc), với các trạm tham gia vào việc điều tiết phụ tải lưới điện. Một số trạm đổi pin thế hệ mới đang được xây dựng với hệ thống phát điện mặt trời tích hợp và nguồn điện dự phòng khẩn cấp nội bộ, giúp tăng cường hơn nữa khả năng chống chịu.

Hạn chế chính của việc đổi pin là thiếu sự tiêu chuẩn hóa. Một viên pin của NIO chỉ phù hợp với xe của NIO, tạo ra một hệ sinh thái khép kín. Mặc dù NIO đang mở nền tảng của mình cho các nhà sản xuất khác như Geely và Chery, việc áp dụng rộng rãi sẽ đòi hỏi một sự đồng thuận toàn ngành về các yếu tố hình thức của pin.

Công nghệ tương lai

Công nghệ Vehicle-to-Everything (V2X), bao gồm cả Vehicle-to-Load (V2L) và Vehicle-to-Grid (V2G), đại diện cho sự tiến hóa cuối cùng của xe điện từ một phương tiện vận tải đơn thuần thành một thành phần năng lượng di động, tích cực của hệ sinh thái năng lượng.

Công nghệ V2L cho phép một chiếc xe điện hoạt động như một nguồn điện di động, cung cấp điện xoay chiều (AC) thông qua một bộ chuyển đổi cắm tiêu chuẩn kết nối với cổng sạc của nó. Điều này cho phép người dùng cấp nguồn cho các thiết bị gia dụng, công cụ, hoặc thậm chí cung cấp điện tạm thời cho một ngôi nhà trong thời gian mất điện.

Tính năng này đang ngày càng trở nên phổ biến trên các mẫu xe điện Trung Quốc. Các thương hiệu như BYD (với các mẫu Atto 3, Dolphin, Tang, Atto 2) và Xpeng (với các mẫu G3i, G7, P5) đều cung cấp rộng rãi công nghệ V2L, với công suất đầu ra thường dao động từ 3.3 kW đến 6 kW.

Mức công suất này đủ để vận hành các thiết bị gia dụng thiết yếu như tủ lạnh, đèn, và thiết bị y tế. Trong một thảm họa thiên nhiên, một đội xe điện có khả năng V2L trở thành một mạng lưới các máy phát điện di động, phân tán. Chúng có thể cung cấp năng lượng quan trọng cho các nơi trú ẩn, thiết bị liên lạc và các hộ gia đình cá nhân, giúp tăng cường đáng kể khả năng chống chịu của cộng đồng.

V2G mở rộng từ V2L bằng cách cho phép dòng năng lượng hai chiều giữa xe điện và chính lưới điện. Chính phủ Trung Quốc xem V2G là nền tảng của chiến lược năng lượng tương lai. Tầm nhìn là sử dụng dung lượng pin tổng hợp của hàng triệu xe điện như một "nhà máy điện ảo" khổng lồ để ổn định lưới điện quốc gia.