Khác với suy nghĩ của nhiều người, xe điện thực chất đã được ra đời từ thế kỷ 19 tại phương Tây. Trên thực tế, ô tô điện có thời điểm chiếm tới 33% tổng số phương tiện lưu thông trên đường phố trước Thế chiến thứ nhất. Tuy nhiên, khi ô tô động cơ đốt trong được áp dụng rộng rãi, ô tô chạy bằng xăng đã dần thay thế vị trí của xe điện. Sau đó, phải đến những năm 1990, xe điện sản xuất hàng loạt mới quay trở lại thị trường. Và kể từ đó đến nay, ô tô điện bắt đầu phát triển và được hiện thực hóa thành phương tiện mà chúng đang sử dụng ngày này.
Những người tiên phong (1830-1880)
Trong suốt đầu những năm 1800, một loạt các đột phá công nghệ về pin và động cơ đã mang đến những chiếc xe điện đầu tiên trong lịch sử bởi những nhà sáng chế tiên phong về kỹ thuật ở cả hai bờ Đại Tây Dương.
Ngay từ những năm 1830, các nhà phát minh ở Hungary, Hà Lan, Anh và Mỹ đã tập trung nỗ lực vào việc kết hợp những tiến bộ công nghệ để tạo ra một phương tiện có động cơ. Mặc dù đây là một chủ đề gây tranh cãi, nhưng nhiều người cho rằng những chiếc ô tô điện quy mô nhỏ đầu tiên được phát triển trong khoảng thời gian 1828-1832.
Người ta nói rằng chiếc xe điện đầu tiên được trưng bày tại một hội nghị công nghiệp vào năm 1835 thuộc về một nhà phát minh người Anh tên là Robert Anderson. Xe của Robert Anderson sử dụng pin dùng một lần chạy bằng dầu thô để quay bánh xe.
Thế nhưng, ông Anderson không phải là người duy nhất theo đuổi phương tiện di chuyển bằng điện. Cùng trong khoảng thời gian đó, nhà khoa học người Hungary Ányos Jedlik và giáo sư người Hà Lan Sibrandus Stratingh đều đã phát minh ra các mẫu xe sử dụng nhiên liệu điện. Và ở phía bên kia Đại Tây Dương, nhà phát minh người Mỹ Thomas Davenport cũng được cho là đã tạo nên các bộ phận không thể thiếu của động cơ điện, góp phần sản xuất ra chiếc ô tô điện đầu tiên.
Tuy nhiên, những chiếc xe điện đầu tiên này chỉ có thể di chuyển ở tốc độ tối đa 12 km/h với hệ thống lái cồng kềnh và phạm vi hoạt động nhỏ.
Sau đó vào những năm 1860, một nhà vật lý người Pháp tên là Gaston Plante đã lần đầu tiên phát minh ra pin axit-chì có thể sạc lại - một bước đột phá lớn đối với tính di động của điện. Tuy nhiên, mãi đến cuối những năm 1880, những phát minh về pin và động cơ điện này mới được nhà tiên phong về phương tiện chạy điện tại Mỹ William Morrison kết hợp để tạo ra chiếc EV “thực tế” đầu tiên. Phương tiện của ông Morrison bản chất giống với một cỗ xe Surrey do ngựa kéo truyền thống - phổ biến ở Mỹ vào thế kỷ 19 - và được chuyển đổi để phù hợp với hệ thống pin. Cỗ xe điện của Morrison có thể chở khoảng 4 đến 5 người và có tốc độ tối đa 32 km/h (20 dặm một giờ).
Quá trình chuyển đổi sang giao thông cơ giới (1880-1914)
Vào khoảng đầu thế kỷ 20, nhiều người bắt đầu đổi ngựa và xe ngựa để lấy phương tiện cơ giới. Kết quả là ô tô nhanh chóng trở nên phổ biến và cuộc chiến giành lấy tấm vé cho tương lai bắt đầu.
Vào thời điểm đó, có sự phân chia khá đồng đều giữa ba tuỳ chọn: hơi nước, xăng và điện trên các con đường ở Mỹ. Có khoảng 40% phương tiện chạy bằng hơi nước, 38% chạy bằng điện và chỉ 22% chạy bằng xăng.
Các phương tiện chạy bằng hơi nước đã trở nên phổ biến từ những năm 1870 và chiếm đa số trên thị trường Mỹ vào đầu thế kỷ này, nhưng rồi phải đối mặt với những thất bại lớn dẫn đến sự sụp đổ cuối cùng. Các phương tiện chạy bằng hơi nước yêu cầu thời gian khởi động lên đến 45 phút và liên tục cần được đổ đầy nước do đó hạn chế phạm vi hoạt động của chúng. Dù rằng hơi nước đã được chứng minh là mang lại lợi ích lớn trong việc cung cấp năng lượng cho các nhà máy và xe lửa, thì nó tỏ ra không thực tế lắm đối với các phương tiện cá nhân.
Trong khoảng thời gian William Morrison chế tạo cỗ xe chạy bằng điện của mình, Gottlieb Daimler và Carl Benz đã song song phát triển những chiếc ô tô xăng đầu tiên trên thế giới vào năm 1886 tại Đức. Tuy nhiên, ô tô chạy bằng xăng yêu cầu người lái phải sang số và khởi động xe bằng cần số nặng. Chúng cũng ồn ào hơn nhiều so với những “người anh em họ” chạy bằng hơi nước, đồng thời thải ra khá nhiều các chất khí ô nhiễm.
Khi so sánh với hai loại phương tiện trên, ô tô điện tỏ ra là một lựa chọn mang tính cạnh tranh. Chúng không thải ra bất kỳ chất gây ô nhiễm khó chịu nào, không yêu cầu sang số hoặc thời gian khởi động lâu. Điều này có nghĩa là chúng dễ lái hơn và cũng êm hơn nhiều.
Từ đó, ô tô điện nhanh chóng trở nên phổ biến với cư dân thành thị, những người có thể tiếp cận dễ dàng và nhanh chóng với nguồn điện. Sự nổi tiếng này đã thu hút sự chú ý của nhiều hãng xe tiên phong: Porsche đã phát triển chiếc xe hybrid đầu tiên trên thế giới trong khi Thomas Edison thậm chí còn hợp tác với người bạn và cũng là nhân viên cũ Henry Ford để chế tạo một chiếc xe điện có giá cả phù hợp.
Tuy nhiên, tất cả động lực này đều dần đi tới hồi kết, khi Ford tạo ra dây chuyền lắp ráp tiết kiệm chi phí và nguồn xăng sẵn có rộng rãi hơn.
Sự trỗi dậy của động cơ đốt trong (1914-1970)
Xe điện bước vào thời khắc đen tối nhất khi xe động cơ đốt trong (ICE) sản xuất hàng loạt được giới thiệu. Cùng với Model T của Ford, ô tô chạy bằng xăng trở nên phổ biến với các mức giá phải chăng.
Và sau khi phát hiện ra dầu thô ở Texas, xăng trở nên rẻ và sẵn có đối với đa số người dân, trong khi điện chỉ có ở các thành phố. Trong 30 năm tiếp theo, xe điện không có nhiều tiến bộ và đến giữa những năm 1930, chúng gần như biến mất hoàn toàn khỏi thị trường.
Xăng rẻ, dồi dào và những cải tiến liên tục đối với động cơ đốt trong đã mang đến sự thống trị cho các phương tiện chạy bằng xăng đặc, cản trở nhu cầu đối với các nhiên liệu thay thế. Kết quả là, ngành sản xuất xe điện đã “đóng băng” trong hơn nửa thế kỷ.
Sự trở lại của xe điện (1970-2003)
Tua nhanh tới những năm 1970, khi giá dầu và tình trạng thiếu xăng đạt mức cao mới - đỉnh điểm là Lệnh cấm vận dầu mỏ Ả Rập năm 1973 - thì sự quan tâm đến việc giảm mức phụ thuộc của xã hội vào dầu mỏ ngày càng tăng.
Các nhà sản xuất ô tô, cảm nhận được sự thay đổi này, đã bắt đầu khám phá các lựa chọn cho phương tiện sử dụng nhiên liệu thay thế, bao gồm cả ô tô điện. Khi đó, General Motors đã phát triển một mẫu thử nghiệm cho xe điện đô thị và thậm chí NASA lần đầu tiên sử dụng một mẫu xe điện có người lái trên Mặt trăng. Tuy nhiên, xe điện vẫn còn một số nhược điểm lớn so với xe chạy xăng như phạm vi hoạt động hạn chế, tốc độ tối đa chậm và người tiêu dùng chưa thấy được sức hấp dẫn.
Tuy nhiên, sự thờ ơ của công chúng đã không ngăn cản các nhà khoa học và kỹ sư nỗ lực hơn nữa. Trong 20 năm tiếp theo, các công ty ô tô đã sửa đổi các mẫu xe phổ biến để tạo ra các biến thể chạy bằng điện, với hy vọng họ có thể cải thiện pin và đạt được phạm vi và tốc độ gần bằng với xe chạy bằng xăng.
Một trong những bước ngoặt quan trọng nhất là sự ra đời của Toyota Prius. Ra mắt tại Nhật Bản vào năm 1997, Prius trở thành chiếc xe hybrid điện được sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới. Năm 2000, Prius được phát hành trên toàn cầu và gặt hái được thành công ngay lập tức trong giới xe cộ. Kể từ đó, với giá xăng tăng cao và mối lo ngại về ô nhiễm carbon đã giúp Prius trở thành mẫu xe hybrid bán chạy nhất trên thế giới.
Cuộc cách mạng xe điện (2003-2020)
Thực tế, bước ngoặt thực sự đối với xe điện là vào năm 2003, khi hai doanh nhân tên là Martin Eberhard và Marc Tarpenning nhìn thấy một cơ hội đặc biệt. Sau khi chứng kiến sự phát triển của dung lượng pin lithium-ion trong dự án kinh doanh trước đó, ông Eberhard và Marc cùng JB Straubel, Ian Wright và Elon Musk đã thành lập Tesla Motors (được đặt theo tên nhà vật lý nổi tiếng Nikola Tesla) vào năm 2003. Đến năm 2006, công ty khởi nghiệp ở Thung lũng Silicon, tuyên bố sẽ bắt đầu sản xuất một chiếc ô tô thể thao chạy điện sang trọng có thể di chuyển được hơn 320 km cho một lần sạc.
Thành công sau đó của Tesla đã thúc đẩy nhiều nhà sản xuất ô tô lớn tăng tốc sản xuất xe điện của riêng họ. Đồng thời, các công nghệ pin mới gia nhập thị trường đã cải thiện phạm vi hoạt động và cắt giảm chi phí pin EV. Cụ thể, giá pin lithium-ion đã giảm 97% kể từ năm 1991, giúp hạ giá thành của xe điện nói chung, khiến chúng trở nên hợp túi tiền hơn đối với người tiêu dùng.
Trong những năm sau đó, hầu hết mọi nhà sản xuất ô tô trên thị trường đại chúng đều đã tham gia vào cuộc đua xe điện và thậm chí nhiều doanh nghiệp tuyên bố sẽ ngừng chế tạo động cơ đốt trong hoàn toàn.
Thời kỳ bùng nổ (2021 trở đi)
Sự phát triển của phương tiện di chuyển bằng điện đã tăng tốc một cách đáng chú ý từ những năm trở lại đây. Trong hầu hết các số liệu - từ doanh số bán xe điện, quy định về xe điện, tỷ lệ phần trăm doanh số bán xe điện trên tổng doanh số bán xe hoặc đơn giản là các nhà sản xuất xe đưa ra cam kết về phương tiện di chuyển bằng điện - không thể phủ nhận rằng chính phủ, xã hội và người tiêu dùng đang thấy được vai trò của xe điện trong tương lai.
Có ba con số thể hiện xu hướng này một cách rõ ràng nhất, bao gồm:
Thứ nhất, số lượng xe điện trên đường phố đã bùng nổ - từ mức không đáng kể vào năm 2010, lên khoảng 1 triệu xe vào năm 2016 và đến cuối năm 2020, có tới 10 triệu xe điện được sử dụng hàng ngày trên thế giới.
Thứ hai, Tesla trở thành công ty ô tô có giá trị nhất trên hành tinh - trị giá ước tính 1 nghìn tỷ USD - giúp nhà đồng sáng lập kiêm CEO Elon Musk giữ vững vị trí trong top 5 tỷ phú giàu có nhất thế giới.
Thứ ba, bất chấp sự suy giảm doanh số bán xe trên toàn cầu do đại dịch, doanh số bán xe điện đã tăng gấp đôi vào năm 2021 so với năm trước lên mức kỷ lục mới là 6,6 triệu. Gần 10% doanh số bán ô tô toàn cầu là xe điện vào năm 2021.
Sự tăng trưởng này cũng không chỉ giới hạn ở một vài quốc gia. Trên khắp thế giới, doanh số bán xe điện đã liên tục tăng cao ở tất cả các thị trường lớn, nhưng không nơi nào tốc độ tăng tốc nhanh hơn ở châu Âu.
Mặc dù Trung Quốc tiếp tục có số lượng dự trữ xe điện lớn nhất, nhưng châu Âu đã vượt qua quốc gia tỷ dân để trở thành khu vực có doanh số bán xe điện tốt nhất trên toàn cầu vào năm 2020, đại diện cho 15 thị trường hàng đầu về doanh số. Trong đó, vị trí đầu bảng thuộc về Na Uy, nơi gần như đã loại bỏ hoàn toàn việc bán xe động cơ khí đốt trong (ICE). Na Uy giữ danh hiệu quốc gia có tỷ lệ sử dụng xe điện cao nhất, với gần 80% ô tô mới được bán vào tháng 9/2021 là xe chạy điện.
Và kỳ vọng tăng trường này dường như sẽ không sớm chậm lại. Khi các chính phủ, công ty và cá nhân hướng tới một tương lai bền vững, nhiều người đang chuyển sang sử dụng xe điện như một bước không thể thiếu trong hành trình “zero-cacbon”.
Tương lai của xe điện
Mặc dù bước nhảy vọt từ một lên mười triệu xe điện đã được ca ngợi là đột phá nhưng giai đoạn tiếp theo sẽ còn ấn tượng hơn rất nhiều. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự đoán xe điện đạt hơn 20% doanh số vào năm 2030, nâng lượng dự trữ lên 200 triệu xe.
Điều làm cho con số này đáng chú ý hơn nữa chính là bởi ước tính thận trọng từ IEA. Theo đó, những con số này mới chỉ phản ánh các chính sách, tham vọng chính sách và mục tiêu đã nêu hiện có đã được các chính phủ trên thế giới ban hành hoặc công bố. Tuy nhiên, khi ngày càng có nhiều chiến lược mới được đưa ra và thông qua để có thể nhanh chóng đáp ứng các mục tiêu khí hậu toàn cầu của Hiệp định Paris, con số đó chắc chắn có thể lên tới hơn 230 triệu vào năm 2030.
Hàng năm, nhiều chính phủ và doanh nghiệp tiếp tục thực hiện các cam kết đối với giao thông bền vững. Liên minh châu Âu đề xuất rằng tất cả các xe ô tô mới được bán từ năm 2035 phải có lượng khí thải bằng 0. Tại Mỹ, tổng thống Joe Biden cho biết ông muốn thấy xe điện chiếm một nửa tổng số phương tiện mới chạy điện vào năm 2030. Nhiều quốc gia khác, gồm có Canada, Anh, Nhật Bản và nhiều bang ở Mỹ cũng như các quốc gia thành viên trong Hiệp hội EU đã thực hiện các động thái để hạn chế doanh số bán ICE hoặc cấm chúng hoàn toàn.
Để phù hợp với xu hướng này, nhiều nhà sản xuất xe đã tuyên bố ý định ngừng bán ICE ở một số khu vực nhất định và chuyển sang đẩy mạnh xe điện. Ví dụ, General Motors có kế hoạch ngừng sản xuất xe chở khách, xe tải và SUV chạy xăng vào năm 2035. Cadillac, Honda, Jaguar Land Rover, Mercedes, Mini, Volvo và Volkswagen đều đã đưa ra những cam kết tương tự.
Mặc dù khó có thể mô tả chính xác về tương lai, nhưng những yếu tố này cùng nhau chỉ ra một viễn cảnh tươi sáng cho các phương tiện chạy điện.
