Hàng không xanh đổi hướng sau những giới hạn của máy bay điện

Lần đầu tiên, một máy bay sử dụng hệ thống động cơ hybrid do NASA phối hợp với GE Aerospace phát triển đã bay ở độ cao hơn 30.000 feet (khoảng 9 km), tương đương độ cao hành trình của nhiều chuyến bay thương mại.

Khác với máy bay chạy hoàn toàn bằng pin, hệ thống này vẫn sử dụng động cơ tuabin truyền thống nhưng được bổ sung mô-tơ điện để hỗ trợ ở những giai đoạn tiêu tốn nhiều năng lượng nhất của chuyến bay.

Cùng thời điểm, tại Triển lãm Hàng không Quốc tế Farnborough 2026 ở Anh (kéo dài từ 20 đến 24-7), Mỹ công bố kế hoạch xây dựng khoảng 250 điểm sạc cho taxi bay chạy điện. Hai diễn biến này cho thấy ngành hàng không đang bước từ giai đoạn thử nghiệm sang ứng dụng thực tế. Nhưng chúng cũng phản ánh một thực tế khác, thay vì theo đuổi giấc mơ thay thế hoàn toàn động cơ phản lực bằng pin, ngành hàng không đang lựa chọn những giải pháp thực tế hơn để giảm phát thải.

Trong nhiều năm, máy bay điện được kỳ vọng sẽ tạo ra cuộc cách mạng tương tự ô tô điện. Tuy nhiên, càng tiến gần đến thương mại hóa, các nhà sản xuất càng nhận ra rằng bài toán trên bầu trời khác rất xa dưới mặt đất. Rào cản lớn nhất không nằm ở việc chế tạo động cơ điện, mà ở giới hạn của pin.

Một chiếc ô tô chỉ cần đủ năng lượng để hoàn thành hành trình. Trong khi đó, máy bay thương mại phải mang theo lượng nhiên liệu dự phòng đủ để bay chờ nếu chưa thể hạ cánh hoặc chuyển hướng sang một sân bay khác khi cần thiết. Đây là yêu cầu bắt buộc nhằm bảo đảm an toàn bay. Muốn đáp ứng những điều kiện này bằng pin, máy bay sẽ phải mang theo một khối lượng năng lượng quá lớn, làm giảm đáng kể số hành khách hoặc lượng hàng hóa có thể chuyên chở.

Khác với nhiên liệu phản lực được tiêu thụ dần trong suốt chuyến bay, pin gần như giữ nguyên khối lượng từ lúc cất cánh đến khi hạ cánh. Điều đó khiến máy bay điện luôn phải "cõng" một tải trọng lớn, làm giảm hiệu quả khai thác và giới hạn tầm bay.

Trong bối cảnh này, nhiều chuyên gia cho rằng, ngay cả khi công nghệ pin tiếp tục cải thiện, máy bay chở khách cỡ lớn bay đường dài hoàn toàn bằng điện vẫn khó trở thành hiện thực trong tương lai gần.

Điều đó không có nghĩa hàng không điện đang thất bại, ngược lại, ngành đang chuyển sang cách tiếp cận thực tế hơn. Thay vì tìm cách thay thế hoàn toàn động cơ phản lực, các nhà sản xuất tập trung vào những công nghệ có thể triển khai ngay để cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu và phát thải.

Một trong những hướng đi nổi bật là động cơ hybrid, kết hợp giữa động cơ điện và động cơ phản lực. Đây cũng là công nghệ được NASA và GE Aerospace vừa thử nghiệm thành công trên máy bay ở độ cao hành trình. Trong cấu hình này, mô-tơ điện hỗ trợ ở những giai đoạn cần nhiều công suất như cất cánh hoặc leo cao, còn động cơ phản lực đảm nhiệm phần lớn thời gian bay. Mục tiêu không phải thay thế hoàn toàn nhiên liệu truyền thống, mà giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ bằng cách tận dụng ưu điểm của cả hai hệ thống.

Song song với đó, ngành hàng không cũng bắt đầu phát triển những phân khúc mà máy bay điện thực sự có lợi thế. Máy bay huấn luyện, máy bay hạng nhẹ và đặc biệt là taxi bay chạy điện (eVTOL) - loại phương tiện có thể cất và hạ cánh thẳng đứng như trực thăng nhưng vận hành bằng điện - đang dần bước ra khỏi giai đoạn thử nghiệm.

Liên minh Phát triển Mạng lưới Hàng không Điện Mỹ (ACES) vừa công bố kế hoạch xây dựng khoảng 250 điểm sạc tại các sân bay và đô thị lớn ở Mỹ, cho thấy cuộc đua không còn chỉ là chế tạo phương tiện mà đã mở rộng sang xây dựng hạ tầng phục vụ khai thác.

Xu hướng này phản ánh sự thay đổi trong tư duy của cả ngành. Nếu trước đây mục tiêu là tạo ra một chiếc máy bay chạy hoàn toàn bằng điện, thì nay trọng tâm là kết hợp nhiều giải pháp để giảm phát thải: động cơ hybrid, nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), vật liệu nhẹ hơn, tối ưu hóa khai thác và điện hóa những phân khúc phù hợp. Thay vì chờ đợi một công nghệ duy nhất tạo ra cuộc cách mạng, các nhà sản xuất đang tìm kiếm những cải tiến có thể đưa vào khai thác ngay.

Áp lực chuyển đổi là rất lớn. Ngành hàng không hiện tạo ra khoảng 2,5% lượng khí CO₂ do con người phát thải, nhưng tác động đến khí hậu còn lớn hơn do các loại khí khác được thải ra ở độ cao lớn. Trong khi nhu cầu đi lại bằng đường hàng không vẫn tiếp tục tăng, mục tiêu đạt phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 ngày càng trở nên khó khăn.

Có lẽ vì vậy, điều đáng chú ý nhất tại Farnborough năm nay không phải là một mẫu máy bay điện mới, mà là sự thay đổi trong cách nhìn về quá trình chuyển đổi của cả ngành. Thay vì chờ đợi một công nghệ đủ sức thay thế mọi loại máy bay, các nhà sản xuất đang tìm kiếm lời giải phù hợp cho từng phân khúc, qua đó gửi đi tín hiệu đáng chú ý của ngành hàng không xanh hiện nay.