Ứng dụng điện vào giao thông không có gì mới. Trên thực tế, chiếc xe điện đầu tiên  (EV) ra mắt tại Hoa Kỳ vào năm 1889 và đến đầu những năm 1900, xe điện chiếm khoảng một phần ba tổng số phương tiện lưu thông trên đường ở Mỹ. để áp dụng hàng loạt ô tô chạy bằng khí đốt, và vào những năm 1930, ô tô điện đã trở thành dĩ vãng. Nhưng bây giờ chúng là một phần thiết yếu trong tương lai của chúng ta.

Chúng ta đang ở đỉnh cao của một thời kỳ hoàng kim khác của di động điện tử, được thúc đẩy bởi một hành tinh đang nóng lên và các thành phố bị ô nhiễm làm nghẹt thở. Chúng tôi đã đạt đến thời điểm này thông qua một tiến trình rất chậm trong vài thập kỷ qua, thay vì vội vàng áp dụng hàng loạt. Vì vậy, thật tự nhiên – và thông minh – cho các thành phố và doanh nghiệp đặt câu hỏi, những yếu tố nào sẽ đẩy nhanh việc áp dụng vượt qua điểm giới hạn? Sẽ cần những gì để phát triển một hệ thống di động điện khí hóa quy mô lớn, bền vững, mang lại cơ hội tăng trưởng và lợi nhuận?

Tôi tin rằng có sáu yếu tố chính có thể là rào cản hoặc động lực của việc áp dụng. Nếu chúng ta giải quyết những vấn đề này với sự đổi mới và mục đích chung, chúng sẽ là chìa khóa để thúc đẩy sự phát triển của di động điện tử:

Công nghệ pin sẽ là một yếu tố quan trọng

Ngày nay, pin là một trong những thành phần đắt tiền nhất trong xe điện – chiếm khoảng một phần tư giá tổng thể của một chiếc ô tô. Trong khi chi phí pin đã giảm đáng kể — từ 1200 đô la / kWh vào năm 2010 xuống còn khoảng 175 đô la / kWh vào năm 2018 — vẫn còn một chặng đường dài trước khi chúng có thể đáp ứng nhu cầu của thị trường đại chúng một cách hiệu quả về chi phí. Văn phòng Công nghệ Xe của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đặt mục tiêu thúc đẩy sự phát triển của công nghệ tế bào và hóa học pin mới sẽ có giá dưới 100 USD / kWh, có phạm vi hoạt động 300 dặm và chỉ mất 15 phút để sạc đầy. Thế hệ bộ sạc dòng điện trực tiếp nhanh mới từ công ty ABB của riêng tôi và những công ty khác đang đưa chúng tôi đến gần hơn với mục tiêu này.

Chính sách của chính phủ là một động lực quan trọng

Chính quyền quốc gia, tiểu bang và thành phố có thể tác động rất lớn đến tốc độ áp dụng thông qua sự kết hợp giữa củ cà rốt và cây gậy. Cho đến nay, các chính phủ liên bang và tiểu bang của Hoa Kỳ đã tập trung khá nhiều vào các biện pháp khuyến khích như tín dụng thuế và giảm giá để làm cho dịch vụ di động điện tử có giá cả phải chăng hơn cho những người sử dụng sớm. Trong khi Hoa Kỳ cũng đã đưa ra các biện pháp quản lý để khuyến khích các nhà sản xuất ô tô giảm cả mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải dựa trên carbon, chúng tôi có một số việc phải làm. Trên khắp thế giới, các thành phố đã đi đầu trong việc áp đặt các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt để cải thiện chất lượng không khí. Họ có thể bắt đầu một cách khiêm tốn bằng cách cung cấp bãi đậu xe EV đặc biệt ở những khu vực đông đúc, hoặc bằng cách hạn chế sử dụng ô tô và xe tải chạy bằng động cơ diesel cũ hơn trong thành phố. Nhưng bây giờ một số thành phố, bao gồm London, Paris, Brussels và Madrid, đang thực hiện một cách tiếp cận tích cực hơn bằng cách thiết lập “vùng không phát thải” (ZEZ) sẽ hạn chế giao thông trong trung tâm thành phố của họ đối với người đi bộ, xe đạp, xe điện và xe giao hàng cũng như phương tiện công cộng được điện khí hóa. Những quy định mới này chắc chắn sẽ đẩy nhanh quá trình điện khí hóa ô tô cá nhân, đội xe tải nhẹ và xe buýt điện.

Chúng tôi sẽ cần xây dựng một cơ sở hạ tầng và chuỗi giá trị hoàn toàn mới

Việc thiếu cơ sở hạ tầng tính phí phổ biến là một rào cản lớn đối với việc áp dụng. Tôi có thể sử dụng xe điện EV để đi làm hàng ngày, nhưng nếu tôi muốn lái xe xuyên bang hoặc xuyên quốc gia thì sao? Chúng ta đang ở giai đoạn khó khăn khi các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng tiềm năng không nhận thấy nhu cầu lớn và các tài xế xe điện tiềm năng không thấy cơ sở hạ tầng khiến họ tự tin rằng họ có thể lên xe và lái. EV sẽ không thực sự là một lựa chọn khả thi đối với nhiều người cho đến khi các trạm sạc trở nên phổ biến như các trạm xăng ngày nay. ABB đang làm việc với các nhà cung cấp táo bạo như Electrify America ở Mỹ và Fastned ở châu Âu để giúp khởi động quá trình chuyển đổi từ chuỗi giá trị hydrocacbon sang chuỗi giá trị điện tử.

Lưới điện sẽ cần phải theo kịp với nhu cầu thay đổi

Ngay cả ở giai đoạn đầu này, chúng ta đang thấy tác động của nhu cầu tăng lên đối với nguồn cung điện của chúng ta. Bạn không thể thiết lập 40 hoặc 50 bộ sạc mới để hỗ trợ đội giao hàng điện khí hóa và chỉ mong lưới điện đối phó. Chúng tôi đang chứng kiến ​​những thay đổi đáng kể trong hồ sơ phụ tải điện đô thị. Một phân tích gần đây ở Đức cho thấy rằng nếu không có thay đổi đáng kể, việc bổ sung EV cá nhân vào nhu cầu điện hiện tại sẽ khiến tải máy biến áp vượt quá định mức máy biến áp tối đa 60% vào năm 2040, gây ra sự cố mạng trên diện rộng. Để đáp ứng thách thức này, đòi hỏi các giải pháp quản lý đỉnh cao sáng tạo và sự chuyển dịch sang thế hệ phân tán, lưới điện vi mô, các nguồn năng lượng sạch và tái tạo cũng như khả năng lưu trữ năng lượng quy mô lớn.

Cách chúng ta sử dụng phương tiện đang thay đổi

Quay trở lại những năm 1950 và 60, việc lái chiếc xe gia đình trên đường liên bang rộng mở đã trở thành một phần của Giấc mơ Mỹ. Sản xuất hàng loạt và khí đốt giá rẻ đã đưa lý tưởng này đến với hầu hết mọi người, và việc vận chuyển cá nhân, tận nhà đã trở thành kỳ vọng của tất cả mọi người. Thiết kế đô thị lấy phương tiện làm trung tâm đã trở thành tiêu chuẩn. Nhưng ngày nay những tiêu chuẩn đó đang thay đổi. Được dẫn dắt bởi những người trẻ thuộc thế hệ thiên niên kỷ, nhiều người ngày nay không muốn sở hữu một chiếc xe hơi. Họ có thể tham gia một dịch vụ chia sẻ xe hơi như Zipcar để vận chuyển theo yêu cầu thay vì chịu chi phí sở hữu một chiếc xe hơi. Uber và Lyft đã làm cho dịch vụ đi chung xe trở nên phổ biến ở nhiều thành phố — và trên thực tế, chúng đang có tác động lớn đến tình trạng tắc nghẽn tại các sân bay và trung tâm thành phố. Những mô hình sử dụng phương tiện mới này chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến các hệ thống di chuyển mới của chúng tôi. Việc sử dụng xe tự hành sẽ có ý nghĩa ở đâu? Chúng ta sẽ cần phát triển các hình thức giao thông công cộng mới ở đâu? Những hệ thống nào cần thiết để quản lý các yêu cầu năng lượng của một đội xe chia sẻ? 

Tất cả phụ thuộc vào việc có các mô hình thương mại phù hợp

Như chúng ta đã thấy, các hệ thống di chuyển mới sẽ mang đến những thay đổi đáng kể trong việc lưu trữ điện, cơ sở hạ tầng, thế hệ, phân phối và các hình thức sử dụng phương tiện. Chúng tôi cần những mô hình kinh doanh có thể theo kịp. Điện khí hóa sẽ thay thế chuỗi giá trị hydrocacbon như thế nào và ai sẽ trả tiền cho nó? Ai sẽ thu lợi từ nó? Chúng ta cần những mô hình tài chính mới nào? Những mô hình định giá điện mới nào sẽ làm cho nền kinh tế hoạt động? (Tỷ lệ điện theo thời gian trong ngày sẽ không làm được điều đó.) Tác động của công nghệ kỹ thuật số là gì và làm thế nào các khả năng kỹ thuật số có thể kích hoạt các mô hình thương mại mới? Một phân tích gần đây  với một công ty taxi ở Đức cho thấy rằng các nhà khai thác đội xe điện nhỏ có cơ hội lớn để tạo ra doanh thu mới bằng cách bán dung lượng sạc dư thừa cho các chủ sở hữu xe điện khác trong giờ không phải cao điểm. Đó chỉ là một ví dụ về tư duy sáng tạo mà chúng ta sẽ cần để phát triển các mô hình thương mại mới cho kỷ nguyên mới này.

Trọng tâm của tất cả những điều này là sự hội tụ ngày càng tăng giữa dữ liệu được kết nối và điện. Các phương pháp mới để tạo ra, phân phối, lưu trữ và tiêu thụ điện đang mang lại sự phức tạp to lớn cho các hệ thống điện của chúng ta. Việc kết nối tất cả các hệ thống này bằng kỹ thuật số sẽ giúp phân loại độ phức tạp bởi vì khi các electron chảy, do đó, dữ liệu sẽ chảy theo. Các công nghệ kỹ thuật số có thể nắm bắt và phân tích dữ liệu này để tối ưu hóa dòng năng lượng trong toàn hệ thống. Các mô hình AI mới sẽ giúp cân bằng cung với cầu và giúp xác định khi nào sử dụng nguồn điện từ lưới điện và khi nào sử dụng điện từ nguồn điện hoặc lưu trữ tại chỗ.  

Nói tóm lại, một tương lai điện khí hóa có nghĩa là một tương lai kỹ thuật số. Đó chỉ là một phần của hành trình chuyển đổi kỹ thuật số cho các công ty tiện ích, công ty vận tải, nhà sản xuất ô tô, chính phủ và công chúng. Chào mừng bạn đến với tương lai kỹ thuật số.

Nguồn: https://www.iiot-world.com