Giữa năm 2025, khi công bố chiến lược phát triển mới với tầm nhìn 2030, VinUni đã đặt ra mục tiêu lớn: các chương trình nghiên cứu của VinUni sẽ tham gia giải quyết 100 thách thức khoa học công nghệ thực tiễn. Volterra là một dự án như vậy.
Một trong những thách thức nổi trội nhất mà các nhà khoa học tại VinUni nhận ra là vấn đề đảm bảo mạng lưới điện khi số lượng phương tiện dùng pin gia tăng nhanh. Theo tính toán của các chuyên gia, đến năm 2030, số lượng xe điện ở Việt Nam có thể lên tới con số 1 triệu. Để tiếp năng lượng cho số xe này, Việt Nam vừa cần gia tăng mạnh số lượng cổng sạc, vừa cần giải quyết bài toán lấy điện ở đâu?
Trên thực tế, Việt Nam và hầu hết các quốc gia đang phát triển khác đều phải đối mặt với nghịch lý: xe điện giúp giảm phát thải, cải thiện chất lượng không khí, mang lại lợi ích rõ rệt cho sức khỏe cộng đồng, nhưng hạ tầng sạc lại là bài toán lớn cho hệ thống điện. Nếu các trạm sạc chủ yếu phụ thuộc vào lưới điện hiện hữu, nguy cơ quá tải vào giờ cao điểm là điều khó tránh khỏi. Ngược lại, nếu mở rộng lưới điện chỉ để đáp ứng những “đỉnh nhu cầu” ngắn hạn, chi phí đầu tư rất lớn và dễ dẫn tới lãng phí nguồn lực.
Trước bài toán này, GS. Laurent El Ghaoui – chuyên gia hàng đầu thế giới về tối ưu hóa, Phó hiệu trưởng phụ trách nghiên cứu và đổi mới sáng tạo, Giám đốc khoa học Trung tâm Trí tuệ Môi trường VinUni, và các cộng sự tại VinUni đã đặt ra câu hỏi cốt lõi: làm thế nào để xây dựng giải pháp sạc vừa không phụ thuộc quá nhiều vào lưới điện, vừa đảm bảo yếu tố kinh tế và khả năng mở rộng trong điều kiện thực tế của nước ta?
Để giải bài toán này, nhóm nghiên cứu đã nghĩ tới việc xây dựng giải pháp tích hợp giữa hệ thống pin thu năng lượng và lưu trữ năng lượng (BESS) vào các trạm sạc. Trung tâm của mô hình là nền tảng tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và công nghệ mô phỏng số (Digital Twin), cho phép mô phỏng, dự báo và tối ưu hóa vận hành trạm sạc theo thời gian thực. Trên nền tảng đó, các thuật toán tối ưu đa tầng, quản lý tải động và lý thuyết trò chơi được áp dụng để giải quyết đồng thời hai lớp bài toán: tối ưu hóa năng lượng và hành vi người dùng.
Các trạm sạc xe điện truyền thống hiện chỉ mới thực hiện được chức năng cung cấp năng lượng điện cho xe. Chúng không biết mạng lưới điện chung đang dư thừa hay quá tải. Vào giờ cao điểm có thể xảy ra tình trạng nhiều xe cùng sạc tại một trạm, khiến phụ tải lưới điện tăng đột biến, chi phí sạc tăng cao; trong khi ở những khung giờ thấp điểm, hạ tầng lại bị bỏ trống, gây lãng phí đáng kể về nguồn lực.
Volterra giành Giải Nhất Cuộc thi Phát triển bền vững toàn cầu – khu vực châu Á – Thái Bình Dương (GSC) và vị trí Á quân Cuộc thi Tìm kiếm Tài năng Khởi nghiệp Đổi mới Sáng tạo Quốc gia (TECHFEST) lần thứ 11 (Ảnh: VinUni).
Theo TS. Nguyễn Phi Long – thành viên nhóm nghiên cứu, giải pháp AI và Digital Twin đóng vai trò như một “quân chia bài”, xây dựng kịch bản hoạt động tối ưu cho cả hệ thống. Mỗi trạm sạc vật lý đều có một “bản sao” trong không gian số, nơi các kịch bản vận hành được mô phỏng, kiểm thử và điều chỉnh liên tục dựa trên dữ liệu thời gian thực.
Hệ thống AI của Volterra không chỉ nhìn vào nhu cầu sạc tại một thời điểm, mà còn phân tích xu hướng sử dụng trong quá khứ, dự báo các đỉnh phụ tải sắp xảy ra và tính toán cách phân bổ năng lượng hợp lý giữa nhiều nguồn khác nhau. Khi nào nên ưu tiên sử dụng điện từ năng lượng tái tạo, khi nào nên sạc hoặc xả hệ thống lưu trữ, khi nào cần lấy điện từ lưới, tất cả đều được cân nhắc trong cùng một bài toán tối ưu tổng thể, nhằm giảm chi phí và đảm bảo độ ổn định khi vận hành.
“Quan trọng hơn, Volterra còn có khả năng điều phối ở cấp độ toàn mạng lưới. Khi một trạm tiến gần ngưỡng tải, hệ thống sẽ chủ động phân bổ nhu cầu sang các trạm khác còn dư công suất, hoặc khuyến khích người dùng sạc vào khung giờ phù hợp hơn thông qua các kịch bản giá và dịch vụ. Nhờ đó, hạ tầng sạc không còn phản ứng thụ động trước nhu cầu thị trường, mà trở thành hệ thống linh hoạt, có khả năng tự điều chỉnh để thích nghi với sự biến động của thị trường xe điện”, TS. Đỗ Danh Cường, Trưởng nhóm nghiên cứu giải thích thêm.
Theo các kịch bản mô phỏng tại Việt Nam, giải pháp của Volterra có thể giúp giảm tới 40% chi phí vận hành, nâng hiệu quả đầu tư lên gấp 3 lần, đồng thời cắt giảm đáng kể phát thải khí nhà kính khi kết hợp với năng lượng tái tạo.
Lễ Khởi công trạm sạc xe điện thông minh thử nghiệm sử dụng năng lượng tái tạo, đặt tại Trường Đại học VinUni (Ảnh: VinUni).
Trong giới khởi nghiệp, “spin-off” là khái niệm chỉ những ý tưởng kinh doanh khởi nguồn từ kết quả nghiên cứu học thuật, được phát triển nhằm chuyển giao tri thức và công nghệ từ trường đại học ra thị trường và xã hội. Volterra là một dự án như vậy.
TS. Đỗ Danh Cường cho hay, khi điểm nghẽn lớn nhất đã được khoa học khai thông, ý tưởng kinh doanh bắt đầu hình thành. Trung tâm Khởi nghiệp (ELAB) của VinUni đã đưa sinh viên đam mê khởi nghiệp tham gia vào quá trình nghiên cứu và tìm hiểu thị trường, nhằm bổ sung cho sản phẩm khoa học của Volterra những góc nhìn đa chiều từ thực tế. Đồng thời, nhóm nghiên cứu cũng dần trở thành bộ phận phát triển trong lòng công ty khởi nghiệp.
Nhờ đó, Volterra hình thành hai vòng lặp tuần hoàn, song hành và nuôi dưỡng lẫn nhau. Vòng lặp thứ nhất là phát triển nghiên cứu. Từ các câu hỏi ban đầu về tối ưu năng lượng, điều phối phụ tải và vận hành hệ thống phức hợp, nhóm nghiên cứu liên tục xây dựng mô hình, kiểm chứng giả thuyết và công bố các kết quả học thuật. Mỗi kết quả nghiên cứu lại mở ra thêm các giải pháp mới cho hệ thống.
Vòng lặp thứ hai là vận hành kinh doanh. Volterra được đặt vào các bối cảnh ứng dụng cụ thể để đánh giá hiệu quả. Sau đó, những phản hồi này được đưa ngược trở lại quá trình nghiên cứu. Chính sự va chạm với thị trường này giúp nhóm dự án điều chỉnh thuật toán, tinh gọn mô hình và xác định rõ hơn đâu là giá trị cốt lõi đem lại hiệu quả kinh doanh cao nhất.
Trong mô hình “Lab-To-Market” (từ phòng nghiên cứu đến thị trường) phổ biến trên thế giới, sáng kiến khoa học thường chỉ được tiếp nhận các phản hồi của thị trường ở giai đoạn 6, tức khi có sản xuất thử nghiệm (pilot). Song, cấu trúc vòng lặp tuần hoàn ở Volterra cho phép cả đội ngũ tiếp cận từ giai đoạn 3 – nghiên cứu định hướng. Mỗi bước tiến ở một vòng lặp đều tạo động lực cho vòng còn lại, hình thành một chu trình liên tục từ phòng thí nghiệm ra thực tế và từ thực tế quay trở lại bàn nghiên cứu.
“Chính cấu trúc này đã tạo nên bản sắc của Volterra như một dự án “spin-off” đúng nghĩa, nơi khoa học và kinh doanh có thể nhìn chung hướng với cùng một khát vọng đem lại giải pháp sạc xe điện tối ưu nhất cho người Việt Nam”, TS. Cường nhấn mạnh.
Đến nay, sau nửa năm, từ nền tảng công nghệ lõi, Volterra đã phát triển thành công ba dòng sản phẩm: trạm sạc cố định, trạm sạc linh hoạt và robot sạc tự động. Mỗi dòng sản phẩm có những ưu thế riêng, phản ánh cách tiếp cận đa dạng và thực tế của một dự án “spin-off”.
Theo chị Nguyễn Minh Phương, Giám đốc Trung tâm Khởi nghiệp (ELAB), việc Volterra có thể nhanh chóng bước ra thị trường phần lớn đến từ những đổi mới trong chính sách tiếp cận và khai thác các sáng kiến khoa học củaVinUni.
“VinUni chủ động mở rộng quyền khai thác thương mại đối với các kết quả nghiên cứu, hỗ trợ chi phí bản quyền trong những năm đầu, đồng thời duy trì cơ chế đồng hành cùng doanh nghiệp để đưa các ý tưởng khoa học ra thị trường. Bằng những thay đổi đó, chúng tôi muốn nhấn mạnh rằng: mọi phòng thí nghiệm của VinUni đều mở rộng cửa chào đón các nhà khởi nghiệp”, chị Phương cho hay.
Trong bối cảnh thế giới đang trải qua nhiều biến động, quan điểm đặt khoa học gắn với các vấn đề thực tiễn của xã hội ngày càng quan trọng. GS. Laurent – nhà khoa học thuộc top 2% được trích dẫn nhiều nhất thế giới, cho rằng, mô hình nghiên cứu truyền thống đang đứng trước những thách thức mới.
Theo ông, trong mô hình nghiên cứu truyền thống bắt nguồn từ Đức thế kỷ 19, các nhà khoa học thường dành nhiều năm nghiên cứu nền tảng trước khi đặt ra những câu hỏi “vì sao nghiên cứu này quan trọng?”, “lợi ích cụ thể cho xã hội là gì?” hay “khả năng ứng dụng thương mại ở đâu?”. Trong bối cảnh nguồn tài trợ cho nghiên cứu tại nhiều quốc gia đang bị cắt giảm, cách tiếp cận truyền thống này bộc lộ nhiều hạn chế.
Từ góc nhìn đó, trong Tầm nhìn 2030, VinUni lựa chọn cách tiếp cận nghiên cứu linh hoạt hơn. Các nhóm nghiên cứu được khuyến khích đặt song song nhiều câu hỏi ngay từ đầu: giá trị khoa học của công trình là gì, vấn đề thực tiễn nào của xã hội có thể được giải quyết, và tiềm năng ứng dụng hoặc thương mại hóa nằm ở đâu.
Cách tiếp cận này giúp rút ngắn khoảng cách giữa nghiên cứu học thuật và thực tiễn. Trong khi nhiều tập đoàn công nghệ lớn tại Mỹ đang dần thu hẹp đầu tư vào nghiên cứu hàn lâm, VinUni lại có thể lựa chọn hướng đi ngược lại: gắn kết chặt chẽ nghiên cứu học thuật với nhu cầu thực tiễn của xã hội và doanh nghiệp.
“Đối với tôi, ý nghĩa quan trọng nhất của khoa học là tạo ra tác động tích cực. Vì vậy, hãy bắt đầu bằng những nghiên cứu có khả năng thương mại hóa để tạo lòng tin trong cộng đồng. Tôi cũng tin rằng thương mại hóa, đổi mới, khởi nghiệp, tất cả những điều đó đều rất quan trọng và nên được áp dụng ngay từ giai đoạn đầu của các dự án nghiên cứu”, GS. Laurent cho biết thêm.
Anh Tô Văn Lãng (CEO Volterra) cũng bày tỏ sự tin tưởng vào hướng đi này. “Một sản phẩm có chiều sâu khoa học, sở hữu công nghệ lõi được nghiên cứu và phát triển tại một trường đại học hàng đầu thì sẽ có tiềm năng cạnh tranh và tạo ảnh hưởng xã hội lâu bền hơn rất nhiều”, anh nói.
Hiện nay, Volterra đã bước vào vận hành như một doanh nghiệp thực thụ. Giống như nhiều startup khác, hành trình phía trước sẽ có những thời khắc “đi trên dây” trước các biến động thị trường. Thế nhưng chính sự “không chắc chắn” ấy lại phản ánh rõ tinh thần của một “spin-off” khi các nghiên cứu hàn lâm dám rời khỏi “tháp ngà” để bước ra cống hiến cho cộng đồng xã hội, và tri thức khoa học dám chọn thị trường sôi động để mài sắc những ý tưởng tinh hoa.
Thiết kế: Khương Hiền
Nguồn: https://dantri.com.vn/giao-duc/startup-tu-vinuni-giai-bai-toan-nang-luong-cho-1-trieu-xe-dien-bang-ai-cong-nghe-mo-phong-so-20260313104411390.htm
