Động cơ đốt trong ICE đang trong giai đoạn bị tấn công và loại bỏ khỏi cuộc chơi nhiều hơn bao giờ hết. Và chính xác thì những mối đe dọa mà nó sẽ phải đối mặt trong những thập kỷ tới sẽ là gì?
Động cơ đốt trong (Internal Combustion Engine – ICE) đã định hình ngành công nghiệp ô tô trong hơn một thế kỷ qua. Tuy nhiên, những thay đổi về công nghệ, môi trường và luật pháp đang thách thức vị thế của nó trong ngành vận tải và di chuyển. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu cắt giảm khí thải ngày càng cao, câu hỏi liệu động cơ đốt trong có thể duy trì vai trò chính hay sẽ bị loại bỏ là vấn đề thu hút sự quan tâm toàn cầu. Bài viết này sẽ phân tích những yếu tố cốt lõi giúp đánh giá tương lai của ICE một cách chi tiết.
Xu hướng và chính sách khí thải toàn cầu
Quy định nghiêm ngặt về khí thải: Hiện nay, nhiều quốc gia đã áp dụng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt để giảm thiểu ô nhiễm không khí. Liên minh châu Âu (EU) đặt mục tiêu giảm 55% lượng phát thải vào năm 2030, trong khi Trung Quốc cam kết đạt mức phát thải tối đa vào năm 2030 và tiến tới trung hòa carbon vào năm 2060. Để đạt được các mục tiêu này, việc giảm phụ thuộc vào xe ICE là cần thiết.
Lệnh cấm bán xe ICE: EU và các nước như Anh, Nhật Bản, và một số bang ở Mỹ (California, New York) đã cam kết cấm bán xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch vào năm 2035 hoặc 2040. Những chính sách này sẽ thúc đẩy mạnh mẽ việc chuyển đổi sang các loại phương tiện phát thải thấp hơn, đặc biệt là xe điện.
Tốc độ phát triển của công nghệ xe điện (EV)
Cải tiến về pin: Giá pin lithium-ion đã giảm mạnh từ hơn 1.200 USD/kWh vào năm 2010 xuống còn khoảng 130 USD/kWh vào năm 2021. Dự kiến, mức giá sẽ còn tiếp tục giảm xuống dưới 100 USD/kWh vào năm 2025, giúp xe điện có giá thành tương đương hoặc rẻ hơn xe ICE trong vòng vài năm tới.
Phạm vi hoạt động và thời gian sạc: Phạm vi hoạt động của xe điện ngày càng mở rộng, đạt khoảng 400-500 km mỗi lần sạc đối với các mẫu xe cao cấp như Tesla Model S hay Lucid Air. Công nghệ sạc nhanh cũng đang được cải tiến, giúp xe có thể sạc 80% chỉ trong vòng 20-30 phút, đáp ứng nhu cầu của người dùng.
Sự tham gia của các hãng xe lớn: Hầu hết các hãng xe lớn như Volkswagen, General Motors, và Ford đều cam kết tăng cường sản xuất xe điện và chuyển đổi dần từ xe ICE sang xe điện. Volkswagen đặt mục tiêu 70% doanh số bán xe tại châu Âu sẽ là xe điện vào năm 2030, và General Motors dự kiến sẽ ngừng sản xuất xe ICE vào năm 2035.
Động cơ đốt trong và các giải pháp nhiên liệu thay thế
Biofuel và nhiên liệu tổng hợp (e-fuels): Động cơ ICE có thể sử dụng nhiên liệu tái tạo như biofuel (nhiên liệu sinh học) và e-fuels, giúp giảm phát thải mà không cần thay đổi hạ tầng hiện tại. Porsche, ví dụ, đang đầu tư vào nhiên liệu tổng hợp để duy trì dòng xe thể thao truyền thống. Tuy nhiên, chi phí sản xuất các nhiên liệu này vẫn còn cao, và hiệu suất năng lượng thấp hơn so với xe điện.
Khí hydro: Các loại động cơ đốt trong chạy bằng khí hydro đã được nghiên cứu, đặc biệt trong lĩnh vực vận tải hạng nặng như xe tải và tàu biển. Hydro có thể cung cấp một lượng năng lượng lớn mà không phát thải CO₂, tuy nhiên, quá trình sản xuất và lưu trữ hydro vẫn tốn kém và chưa phổ biến.
Những hạn chế của xe ICE
Chi phí vận hành: Xe ICE có chi phí bảo dưỡng cao hơn xe điện, do phải thay dầu động cơ, lọc không khí, và các bộ phận khác như hộp số và hệ thống xả. Ngược lại, xe điện có ít bộ phận chuyển động hơn, giúp giảm chi phí bảo trì trong dài hạn.
Hiệu suất năng lượng: Động cơ đốt trong chỉ chuyển đổi khoảng 25-30% năng lượng nhiên liệu thành động năng, trong khi xe điện có hiệu suất lên tới 85-90%. Sự chênh lệch này càng làm nổi bật lợi thế về tiêu thụ năng lượng của xe điện.
Hạ tầng và đầu tư
Hạ tầng sạc điện: Việc mở rộng mạng lưới trạm sạc nhanh là yếu tố quan trọng giúp thúc đẩy sự chấp nhận của người dùng đối với xe điện. Châu Âu và Mỹ đang đầu tư mạnh vào phát triển hạ tầng sạc, với hàng nghìn trạm sạc nhanh được lắp đặt. Tuy nhiên, ở các quốc gia đang phát triển, việc thay đổi hạ tầng vẫn còn gặp nhiều thách thức.
Khó khăn trong chuyển đổi ở các nước đang phát triển: Ở các khu vực chưa có đủ hạ tầng sạc hoặc chi phí cao, xe ICE vẫn có thể duy trì chỗ đứng, đặc biệt là xe hạng nhẹ và phương tiện di chuyển phổ thông. Dự kiến, các quốc gia đang phát triển sẽ có tốc độ chuyển đổi sang xe điện chậm hơn các nước phát triển.
Ứng dụng của động cơ đốt trong trong các lĩnh vực đặc thù
Vận tải hạng nặng và hàng không: Động cơ đốt trong vẫn giữ lợi thế trong các lĩnh vực vận tải hạng nặng, đường dài và hàng không nhờ khả năng cung cấp công suất lớn và thời gian hoạt động dài. Dù xe tải và máy bay điện đang được phát triển, nhưng mật độ năng lượng của pin hiện tại vẫn chưa đủ để đáp ứng các nhu cầu này.
Nhu cầu sử dụng ở các khu vực xa xôi: Động cơ đốt trong vẫn có thể phù hợp cho các khu vực có địa hình phức tạp hoặc cơ sở hạ tầng kém phát triển, nơi việc tiếp cận các trạm sạc điện khó khăn.
Hình thành các Vùng phát thải thấp
Tại Anh, có một khoản chi phí được gọi là Phí tắc nghẽn London – London Congestion Charge (áp dụng cho các xe lái trong khu vực tắc nghẽn – Congestion Charge Zone). Với mức phí hiện tại là 11,50 bảng mỗi ngày, T-Charge gần đây đã tăng thêm 10 bảng cho xe trước Euro 4 (tiêu chuẩn khí thải áp dụng cho tất cả các xe mới từ tháng 1 năm 2006) và sắp phát hành khu vực phát thải cực thấp ở mức £ 12,50 mỗi ngày, thông điệp rất rõ ràng: động cơ đốt trong đang ngày càng không được chào đón ở các thành phố.
Một số thành phố cấm hoàn toàn dầu diesel và xăng đã được xác nhận – đặc biệt là Paris, sẽ không có động cơ đốt trong vào năm 2030. Do hầu hết các sáng kiến như vậy đều dựa trên khí thải, có rất ít thành phố đảm bảo sẽ ít tắc nghẽn hoặc an toàn hơn cho người đi bộ và người đi xe đạp , nhưng không khí sẽ trở nên sạch hơn một chút để dễ thở hơn.
Trong tất cả các vấn đề tiềm ẩn đối với động cơ đốt trong, các thành phố không có xe hơi có thể là sự thỏa hiệp nhỏ nhất vì lợi ích văn hóa và môi trường lớn nhất.
Luật pháp quốc gia
Ngày cuối cùng mà động cơ đốt trong sẽ được bán hợp pháp tại các nước trên thế giới sẽ xảy ra. Hà Lan đã ấn định ngày này là 2030, trong khi Pháp là một quốc gia khác chọn năm 2040, tất nhiên, đó là một chặng đường dài. Nó rõ ràng sẽ khó dự đoán trong 20 năm tới.
Nhưng 20 năm cũng chỉ là ba chu kỳ mô hình cho chiếc xe trung bình, vì vậy chúng ta đang xem xét một kịch bản trong đó 911 thế hệ 995, Mk11 Golf GTI hoặc 3-series thế hệ thứ mười sẽ được cung cấp năng lượng bằng pin hoặc hydro – hoặc đơn giản là sẽ không tồn tại, ít nhất là ở một số thị trường. Và điều đó sẽ không xảy ra một cách bất ngờ: Golf và 3-series đã được điện khí hóa trong một số biến thể, và Porsche sẽ tiếp nối với 992.
Ưu tiên ngành
Ngay cả khi vụ bê bối sai phạm Volkswagen không có tác động gì đến Volkswagen – và với các vụ kiện đang diễn ra và một loạt các khái niệm EV được đưa ra trước mặt chúng ta tại mỗi triển lãm xe, thì chắc chắn là có – tiết lộ cũng khá hiệu quả trong việc làm mờ các tờ giấy cho phần còn lại của ngành công nghiệp.
Sự không chắc chắn đối với động cơ diesel chắc chắn đã góp phần vào cuộc đấu tranh hiện tại của Jaguar Land Rover và không một nhà tiếp thị nào dám đặt các từ “sạch” và “diesel” trong cùng một câu, ngay cả khi các kỹ sư tiếp tục sải bước trên con đường đó.
Mặc dù vậy, ẩn ý của Dieselgate là một điểm chung cho tất cả các phương tiện động cơ đốt trong: những trái cây treo thấp (nhiệm vụ dễ dàng) về kinh tế và khí thải đã bị hái, và nếu không có điện khí hóa hạng nặng, sẽ ngày càng khó đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải quốc gia khác nhau.
Công nghệ pin và pin nhiên liệu vẫn còn đắt đỏ, nhưng khoảng cách chi phí giữa các phương tiện điện bị thu hẹp, với hệ thống truyền động dễ điều chỉnh và động cơ đốt trong ngày càng phức tạp – cộng với việc dễ dàng tiếp thị EV với người tiêu dùng – có thể giúp cân bằng một cách tự nhiên.
EVO
