- 7 - 1 HOÀN TOÀN CHẠY ĐIỆN
J. B. Straubel có một vết thẹo dài hơn 5 phân cắt ngang má trái của anh. Anh lãnh nó trong một lần thí nghiệm tại lớp hóa thời trung học. Straubel đã trộn sai công thức pha chế hóa chất, khiến chiếc ống nghiệm anh đang cầm trên tay phát nổ và bắn mảnh kính văng tứ tung, trong đó có một mảnh chém qua mặt anh.
Vết thương vẫn còn lưu lại đến nay như huy chương danh dự của chàng thợ hàn. Nó xuất hiện khi anh gần kết thúc quãng đời niên thiếu của mình, đầy ắp những thí nghiệm với hóa chất và máy móc. Sinh ra tại Wisconsin, Straubel đã xây dựng được một phòng thí nghiệm hóa học lớn trong tầng hầm nhà mình, có cả những nắp đậy khói và các hóa chất đặt mua được, mượn được hoặc trộm được. Lúc 13 tuổi, Straubel tìm thấy một chiếc xe chơi golf cũ ở bãi rác. Anh bèn mang về và sửa mô-tơ điện để nó hoạt động trở lại. Có vẻ như Straubel luôn thích tháo thứ gì đó thành từng mảnh, lau chùi rồi ráp nó lại như cũ. Tất cả đều hợp với truyền thống tự lập của gia đình Straubel. Cuối thập niên 1890, cụ cố của Straubel đã khởi sự Công ty Straubel Machine, chế tạo một trong những chiếc động cơ đốt đầu tiên tại Mỹ và dùng nó để cung cấp năng lượng cho tàu thuyền.
Tinh thần ham học hỏi của Straubel đã đưa anh đến miền Tây và theo học Đại học Stanford, nơi anh ghi danh vào năm 1994 với ý định trở thành một nhà vật lý học. Sau khi trải qua những khóa học khó nhằn nhất, Straubel đã kết luận rằng vật lý không phải ngành học dành cho mình. Các khóa học nâng cao thiên về lý thuyết, còn Straubel thì lại muốn dùng đôi tay nhem nhuốc của mình. Anh đã tự hình thành một môn học riêng và gọi đó là hệ thống năng lượng và kỹ thuật. “Tôi muốn dùng phần mềm và điện để điều khiển năng lượng,” Straubel cho biết. “Đó là tin học kết hợp với năng lượng điện tử. Tôi dã tập hợp tất cả những gì mình yêu thích vào chung một chỗ.”
Thời đó vẫn chưa có trào lưu công nghệ sạch, nhưng đã có các công ty nhăm nhe phát triển những ứng dụng mới về năng lượng Mặt Trời và xe cộ dùng điện. Straubel săn tìm những công ty khởi nghiệp này, thường xuyên lui tới ga-ra của họ và làm phiền các kỹ sư. Anh cũng bắt đầu tập hàn trở lại tại nhà mình, cũng như tại ga-ra một ngôi nhà nơi anh sống chung cùng nửa tá bạn bè. Straubel đã mua “một phần của chiếc Porsche vớ vẩn” với giá 1.600 đô-la và biến nó thành một chiếc xe hơi điện. Điều này có nghĩa là Straubel phải chế tạo một bộ điều khiển để kiểm soát mô-tơ điện, tự tạo bộ nạp từ đầu và viết phần mềm để vận hành toàn bộ cỗ máy. Chiếc xe đã lập kỷ lục thế giới về gia tốc đối với phương tiện dùng điện (EV: electric vehicle) khi đi được 400 mét trong 17,28 giây. “Những gì tôi đã rút ra được là điện tử thật tuyệt vời, và anh có thể đạt đến gia tốc đó với một ngân sách không đáng kể, nhưng pin thì thật tệ,” Straubel nói. “Nó chỉ chạy được trong phạm vi gần 50 km, nên tôi đã nhận ra ngay một số hạn chế của xe cộ dùng điện.” Straubel lắp thêm cho chiếc xe của mình một bộ gia tốc hybrid bằng cách chế tạo một thiết bị chạy xăng có thể gắn vào chiếc Porsche và được dùng để nạp lại năng lượng cho pin. Nhờ thế, Straubel có thể lái một mạch hơn 640 km đến Los Angeles và quay về.
Đến năm 2002, Straubel chuyển đến sống tại Los Angeles. Anh đỗ bằng thạc sĩ tại Stanford và quanh quẩn ở một vài công ty trong lúc tìm kiếm điều gì đó kêu gọi mình. Anh quyết định chọn Rosen Motors, công ty đã chế tạo một trong những chiếc xe hơi hybrid đầu tiên trên thế giới - chiếc xe được lắp một bánh đà, một tua-bin xăng và mô-tơ điện để quay bánh. Sau khi dự án bị dừng, Straubel theo chân Harold Rosen, một kỹ sư nổi tiếng nhờ phát minh ra vệ tinh địa tĩnh, để chế tạo máy bay điện. “Tôi là một phi công và yêu thích bay, nên đây là công việc hoàn hảo đối với tôi,” Straubel cho biết. “Ý tưởng là để máy bay lơ lửng trên trời suốt hai tuần mỗi lần rồi lượn đến một vị trí nhất định. Đấy là lộ trình của nó trước khi bay đều.” Để cân bằng thu chi, Straubel còn làm việc ban đêm và tư vấn về điện tử cho một công ty khởi nghiệp vào cuối tuần.
Trong lúc Straubel đang miệt mài với tất cả những dự án trên, bạn bè cũ của anh trong đội chế tạo xe năng lượng Mặt Trời tại Stanford đã ghé thăm anh. Nhóm kỹ sư Stanford ranh mãnh này đã từng chế tạo xe năng lượng Mặt Trời suốt nhiều năm, lắp ráp chúng trong một lán trại từ thời Thế chiến thứ Hai với đầy hóa chất độc hại và những góa phụ đen (nhện) bò lổm ngổm. Không như bây giờ, khi mà trường đại học sẽ nắm lấy cơ hội hỗ trợ cho một dự án như thế, Stanford đã cố dập tắt nhóm sinh viên dị hợm, quái gở và ưa phá luật này. Nhóm sinh viên đã chứng tỏ rằng họ thừa khả năng tự xử lý mọi việc và tranh tài
trong các giải đua xe năng lượng Mặt Trời xuyên quốc gia. Thời còn học đại học, Straubel đã góp phần chế tạo những chiếc xe, và thậm chí sau đó còn thiết lập mối quan hệ với các kỹ sư sắp ra trường. Cả nhóm đã đua 7.000 km từ Chicago đến Los Angeles, và Straubel đã cung cấp cho lớp đàn em thiếu thốn, mệt lử này một chỗ trú chân. Khoảng nửa tá sinh viên đã xuất hiện tại nhà Straubel, được tắm vòi sen lần đầu trong nhiều ngày và sau đó nằm la liệt trên sàn. Khi họ trò chuyện lúc tối muộn, Straubel và nhóm năng lượng Mặt Trời này chỉ tập trung vào một chủ đề duy nhất. Họ nhận ra rằng pin lithium ion - cũng là loại pin lấy năng lượng từ Mặt Trời trong xe họ - cho hiệu quả tốt hơn đa số người vẫn nghĩ. Nhiều thiết bị điện tử dân dụng như laptop đang chạy bằng loại pin lithium ion 18650, vốn trông rất giống pin AA và có thể gắn lại với nhau. “Chúng tôi tự hỏi điều gì sẽ xảy ra nếu ta gắn 10.000 mảnh pin lại với nhau,” Straubel kể lại. “Chúng tôi đã tính toán và nhận ra mình có thể chạy được cả nghìn dặm. Đó hoàn toàn là chuyện vớ vẩn của đám mọt sách; cuối cùng mọi người đều cảm thấy buồn ngủ, nhưng ý tưởng này đã thật sự đeo bám tôi.”
Không lâu sau, Straubel quyết định bám theo nhóm chế tạo xe năng lượng Mặt Trời và cố thuyết phục họ chế tạo một chiếc xe điện chạy pin lithium ion. Anh bay đến Palo Alto, ngủ qua đêm trên máy bay rồi chạy xe đạp đến khuôn viên trường Stanford để chào bán ý tưởng cũng như giúp họ hoàn thành các dự án hiện tại. Thiết kế Straubel phác thảo là một chiếc xe siêu khí động học với số pin chiếm đến 80% khối lượng. Nó trông hệt như một quả ngư lôi đặt trên bánh xe. Không ai biết chính xác chi tiết tầm nhìn dài hạn của Straubel dành cho chiếc xe này là gì, kể cả bản thân anh. Theo kế hoạch, có vẻ như họ sẽ thành lập một công ty xe hơi thay vì chế tạo một chiếc xe chưa rõ tính khả thi chỉ để buộc mọi người suy nghĩ về sức mạnh của pin lithium ion. May mắn lắm họ mới tìm thấy một cuộc đua để tranh tài.
Nhóm sinh viên Stanford đồng ý nhập hội cùng Straubel nếu anh có thể huy động chút tiền. Anh bắt đầu đến những hội chợ thương mại, cầm theo các tờ thông tin về ý tưởng của mình và gửi e-mail cho bất kỳ ai anh có thể nghĩ đến. “Tôi không xấu hổ,” anh chia sẻ. Vấn đề duy nhất là chẳng ai quan tâm đến điều Straubel đang rao bán. Các nhà đầu tư cứ từ chối anh hết lần này đến lần khác trong nhiều tháng. Và đến mùa thu năm 2003, Straubel đã gặp Elon Musk.
Harold Rosen hẹn ăn trưa với Musk tại một nhà hàng hải sản gần trụ sở SpaceX tại Los Angeles và đưa Straubel đi cùng nhằm thảo luận về ý tưởng máy bay điện. Khi Musk tỏ ra không hứng thú, Straubel liền giới thiệu thêm dự án xe hơi điện của anh. Ý tưởng điên rồ này đã đánh đúng tâm ý hiện thời của Musk, người đã trăn trở với những phương tiện chạy điện suốt nhiều năm. Tuy Musk đang tập trung chủ yếu vào việc ứng dụng siêu tụ điện cho những chiếc xe này, nhưng anh vẫn hồi hộp và bất ngờ khi biết rằng pin lithium ion đã có những tiến bộ lớn như thế. “Ai cũng bảo tôi điên, nhưng Elon yêu thích ý tưởng đó,” Straubel cho biết. “Anh ấy bảo, ‘Tất nhiên rồi, tôi sẽ cấp cho anh một số tiền.’’ Musk hứa với Straubel 10 nghìn đô-la trong số 100 nghìn đô-la anh đang cần. Và hai người đã lập tức tạo nên một mối quan hệ thân thuộc tồn tại trong hơn một thập niên, trải qua bao thăng trầm ghê gớm nhất với mục tiêu không gì khác hơn là thay đổi thế giới.
Sau khi gặp Musk, Straubel đã đến tìm bạn bè anh tại AC Propulsion. Công ty có trụ sở tại Los Angeles này thành lập vào năm 1992 và sở hữu công nghệ mới nhất về phương tiện chạy điện và chế tạo mọi thứ - từ các phương tiện sống động dành cho hành khách hạng trung cho đến xe hơi thể thao. Straubel rất muốn cho Musk thấy chiếc tzero (bắt nguồn từ “t-zero”) - chiếc xe cao cấp nhất trong lò sản xuất của AC Propulsion. Nó là một loại xe tự lắp ráp có phần thân làm từ sợi thủy tinh, đặt trên một bộ khung sắt và tăng tốc từ 0 đến 96 km/giờ chỉ trong 4,9 giây theo tiết lộ lần đầu vào năm 1997. Straubel đã dành mấy năm đi đây đó với đội ngũ của AC Propulsion và đề nghị Tom Gage, chủ tịch công ty, đưa chiếc tzero cho Musk lái thử. Musk lập tức bị chiếc xe hớp hồn. Anh nhận thấy nó có tiềm năng trở thành một cỗ máy cực nhanh và sẽ thay đổi nhận thức của mọi người về xe hơi điện từ nhàm chán, nặng nề sang một thứ gì đó đầy cảm hứng. Trong nhiều tháng, Musk đã đề nghị cấp vốn cho nỗ lực biến chiếc xe tự chế đó thành xe thương mại, nhưng lại bị từ chối nhiều lần. “Nó vẫn là mô hình thử nghiệm và cần được chế tạo như một sản phẩm thật,” Straubel giải thích. “Tôi rất thích các anh chàng quái quỷ tại AC Propulsion, nhưng họ thật vô vọng trong kinh doanh và từ chối chế tạo chiếc xe đó. Họ cứ cố bán cho Elon một chiếc xe tên eBox trông như một mớ rác rưởi, hoạt động kém và chẳng hấp dẫn chút nào.” Khi các cuộc hẹn với AC Propulsion không thể đi đến một thỏa thuận, họ đành củng cố mối quan tâm của Musk trong việc quay lại với một thứ còn hơn cả dự án khoa học của Straubel. Cuối tháng Hai năm 2004, trong một e-mail gửi Gage, Musk viết: “Tôi sẽ tìm kiếm sự lựa chọn tốt nhất cho một chiếc xe hơi cơ bản hiệu suất cao cũng như một hệ thống bánh răng truyền động chạy điện, và sẽ đi theo định hướng đó.”
Cùng thời điểm đó, Straubel không biết rằng có hai đối tác kinh doanh tại Bắc California cũng yêu thích ý tưởng chế tạo một chiếc xe hơi chạy pin lithium ion. Martin Eberhard và Marc Tarpenning đã thành lập công ty NuvoMedia vào năm 1997 nhằm sáng chế một trong những thiết bị đọc sách điện tử đầu tiên, gọi là Rocket eBook. Công việc tại NuvoMedia đã cung cấp cho hai chàng trai này những hiểu biết tiên tiến nhất về điện tử dân dụng, cũng như các khối pin lithium ion được cải tiến mạnh mẽ để cung cấp năng lượng cho laptop và nhiều thiết bị cầm tay khác. Tuy Rocket eBook đi trước thời đại và không đạt được thành công đáng kể về thương mại, nhưng nó vẫn đủ tiên tiến để thu hút sự chú ý của Tập đoàn Gemstar International, chủ sở hữu TV Guide và một số công nghệ hướng dẫn lập trình điện tử khác. Tháng Ba năm 2000, Gemstar đã mua lại NuvoMedia với giá 187 triệu đô-la. Chiến lợi phẩm đã có trong tay, hai nhà sáng lập vẫn liên lạc với nhau sau thương vụ trên. Họ đều sống tại Woodside, một trong những thị trấn giàu có nhất Thung lũng Silicon và trò chuyện với nhau hàng ngày, hàng giờ về mục tiêu tiếp theo là gì. “Chúng tôi toàn nghĩ về những chuyện dở hơi,” Tarpenning nói. “Trong đó có một kế hoạch xây dựng hệ thống tưới tiêu viễn vông cho các nông trại, hay một ngôi nhà có các mạng lưới cảm ứng nước thông minh. Nhưng không ý tưởng nào thực sự tạo được tiếng vang, và chúng tôi muốn làm điều gì đó quan trọng hơn.”
Eberhard là một kỹ sư cực kỳ tài năng với một ý thức xã hội đáng trân trọng. Những cuộc xung đột lặp đi lặp lại của nước Mỹ tại Trung Đông khiến anh bận lòng, và như bao bộ óc khoa học khác, anh đã phải chấp nhận tình trạng ấm lên toàn cầu như một thực tế vào năm 2000. Eberhard bắt đầu tìm kiếm giải pháp thay thế những chiếc xe hơi ngốn xăng. Anh tìm hiểu về tiềm năng của pin nhiên liệu hydrô nhưng nhận ra chúng không đủ hiệu quả. Anh cũng không xem việc General Motors cho thuê xe hơi điện EV1 là động thái có nhiều ý nghĩa. Tuy nhiên, điều khiến Eberhard quan tâm chính là những chiếc xe hơi hoàn toàn chạy bằng điện của AC Propulsion mà anh thăm dò trên Internet. Khoảng năm 2001, Eberhard đã đến Los Angeles để ghé thăm công xưởng của AC Propulsion. “Nơi đó trông như một thị trấn ma, cứ như thể họ đã phá sản rồi vậy,” Eberhard nhận xét. “Tôi đã giải cứu họ bằng 500 nghìn đô-la để họ chế tạo xe hơi cho tôi với pin lithium ion thay vi pin axit chì.” Eberhard cũng cố gắng động viên AC Propulsion trở thành một doanh nghiệp thương mại thay vì một xưởng tự phát. Khi họ từ chối đề nghị của anh, Eberhard đã quyết định thành lập công ty của riêng mình và xem thử pin lithium ion thực sự làm được những gì.
Hành trình của Eberhard bắt đầu bằng việc dựng một mô hình kỹ thuật của chiếc xe hơi điện trên bảng tính. Việc này cho phép anh tháo lắp nhiều bộ phận khác nhau và quan sát chúng ảnh hưởng đến hình dáng cũng như hiệu suất của xe ra sao. Anh có thể điều chỉnh trọng lượng, số lượng pin, sức bền của lớp xe và thân xe rồi quay lại giải đáp xem mình cần bao nhiều khối pin để cung cấp năng lượng cho các thiết kế khác nhau. Mô hình cho thấy rõ rằng các loại xe thể thao đa dụng (SUV), vốn rất thịnh hành vào thời điểm đó, cùng các loại khác như xe vận tải đều là những ứng viên không phù hợp. Thay vì thế, công nghệ dường như lại ủng hộ các loại xe thế thao nhẹ cân, sành điệu vốn chạy rất nhanh, cảm giác lái thú vị, và đi được quãng đường xa hơn nhiều so với đa số người kỳ vọng. Các chi tiết kỹ thuật trên đã bổ sung thêm cho phát hiện của Tarpenning, người từng nghiên cứu về một mẫu xe hơi tiết kiệm. Khi ấy, dòng xe Toyota Prius đã bắt đầu xuất hiện tại California và được nhiều nhà vận động vì môi trường khá giả đặt mua. “Chúng tôi còn biết rằng thu nhập bình quân của các chủ xe EV1 là vào khoảng 200 nghìn đô-la một năm,” Tarpenning cho biết. Những người quen chạy theo các dòng xe như Lexus, BMW hay Cadillac luôn xem xe hơi điện và hybrid là một dạng biểu tượng đẳng cấp khác hẳn. Họ nghĩ rằng mình có thể tạo nên thứ gì đó cho thị trường xe hơi sang trọng ở Mỹ trị giá 3 tỉ đô-la/năm để những kẻ giàu có cũng cảm thấy vui vẻ và hài lòng về chúng. “Mọi người sẽ trả tiền cho cỗ máy mát lạnh, gợi cảm và đạt gia tốc ‘từ 0 đến 96 km/giờ’ đáng kinh ngạc này,” Tarpenning nói.