“Gót Achilles” của pin xe điện

TRƯƠNG KHẮC TRÀ• 18/06/2023 03:00

Pin Lithium là một trong những công nghệ hàng đầu trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu. Nhưng không vì thế mà cuộc “đại khủng hoảng” môi trường tương lai ít được nhắc đến.

Tái chế pin Lithium đang là yêu cầu cấp bách do nguồn cung các kim loại, đặc biệt là Lithium đang ngày càng khan hiếm trên toàn cầu.

VinES đã bắt tay với Li-Cycle xây dựng chu trình khép kín chuỗi cung ứng pin cho xe điện VinFast.

>> Startup dùng AI tối ưu pin xe điện

Quy luật muôn thuở

Loài người đã giật mình tỉnh ngộ sau những thảm họa môi trường khủng khiếp như dịch bệnh, nóng lên toàn cầu, cạn kiệt tài nguyên, mất cân bằng sinh thái… Giờ đây, thế giới đang nỗ lực trả lại những gì thuộc về thiên nhiên. Liệu điều này đã muộn?
Định luật bảo toàn năng lượng của Emilie du Chatelet giúp chúng ta nhận thức quy luật quan trọng: “Năng lượng không tự sinh ra, cũng không tự nhiên mất đi, mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác”.

Xét trong phạm vi hẹp, khi con người khai thác dầu mỏ, than đá, sắt, đồng,… phục vụ phát triển kinh tế, tức là đã “tước đoạt” sự cân bằng của tự nhiên để tạo ra của cải vật chất; bản thân của cải vật chất là hữu hạn, đến lúc nào đó sẽ phát thải và trả lại cho tự nhiên mối họa tiềm ẩn.

Năm 2019, giải Nobel hóa học danh giá được trao cho 3 nhà khoa học từ Anh, Mỹ và Nhật với công trình phát triển pin Lithium-ion góp phần “sạc lại thế giới”. Tuy nhiên, nguồn năng lượng này sẽ bòn rút những gì còn sót lại của tự nhiên.

Pin Lithium được sản xuất dựa trên hàng chục nguyên tố hiếm, tất cả phải khai thác dưới lớp vỏ trái đất. Theo báo cáo của tổ chức Friends of the Earth (FoE) - một mạng lưới quốc tế gồm các tổ chức môi trường tại 73 quốc gia - việc khai thác Lithium chắc chắn gây hại cho đất và gây ô nhiễm không khí. Trên thực tế, cần 2,2 triệu lít nước để tạo ra 1 tấn Lithium tinh chế.

Trữ lượng Lithium toàn cầu dưới 100 triệu tấn, chỉ tập trung ở một số quốc gia, ước tính chỉ đáp ứng 1/5 tổng nhu cầu toàn cầu. Do vậy, pin xe điện là nguồn cơn phá vỡ trật tự địa chính trị không kém dầu mỏ.

Vấn đề còn hóc búa hơn với những tấm pin Lithium hết hạn sử dụng, bên trong chúng là nhiều tổ hợp hóa chất cực độc. Theo ước tính của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), năm 2030 sẽ có 145 triệu xe điện trên toàn thế giới và con số đó có thể tăng cao hơn nữa - lên đến 230 triệu chiếc. Cùng với đó là nguồn pin thải khổng lồ.

Nếu nhiên liệu lỏng hóa thạch chỉ đốt cháy một lần và phát thải CO2, N2 thì những cấu kiện Lithium cần có nền công nghiệp tái chế vô cùng đắt đỏ. Phế liệu pin xe điện được định giá khoảng 100USD/ tấn. Tuy nhiên, con số này không đủ chi trả cho các chi phí thu gom, phân loại và vận chuyển pin phế liệu.

>> "Vua pin xe điện" - Người nắm giữ tương lai của Tesla tại Trung Quốc

Đẩy mạnh công nghiệp tái chế

Điều gì xảy ra nếu trong tương lai không đủ nguồn cung cấp Lithium - khi năng lượng hóa thạch cạn kiệt? Định luật bảo toàn năng lượng đã cung cấp cơ sở lý luận quan trọng “năng lượng không mất đi”. Nghĩa là có thể tái chế, tái sử dụng để giảm áp lực lên môi trường.

Duesenfeld thử nghiệm quy trình tái chế pin Lithium.

Liệu có thể đẩy mạnh phát triển ngành công nghiệp tái chế pin xe điện- cơ hội cho các quốc gia kém lợi thế tài nguyên? Câu trả lời là có thể! Một nghiên cứu đăng tải trên Tạp chí Viện Khoa học Ấn Độ cho thấy tại cả Mỹ và châu Âu, lượng pin Lithium được tái chế chỉ vỏn vẹn ở mức 1%, quá thấp so với nhu cầu và nguồn tài nguyên thứ cấp.

Trong một nền kinh tế tuần hoàn, pin Lithium hết hạn hoàn toàn có thể trở thành nguyên liệu thô lập tức trở lại dây chuyền sản xuất. Ông Melsert, Giám đốc điều hành công ty công nghệ pin Mỹ khẳng định: “Một khi những kim loại được lấy lên khỏi mặt đất, về cơ bản bạn có thể tái chế chúng vĩnh viễn”.

Công nghiệp tái chế pin dự báo tăng trưởng với tốc độ CAGR là 26% trong giai đoạn 2020 - 2025. Trung Quốc là nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới, vì vậy khu vực Đông Nam Á, trong đó Việt Nam thừa hưởng nhiều lợi thế để kích hoạt lĩnh vực mới mẻ này.

Khá nhiều công ty đón đầu xu hướng này trên thế giới. Li-Cycle, một công ty Canada được thành lập vào năm 2016, hiện là nhà tái chế pin Lithium lớn nhất ở Bắc Mỹ, bên cạnh đó là Redwood Materials, GS Yuasa Corporation, Glencore PLC, Gigafactory. VinES đã bắt tay với “ông lớn” Li-Cycle xây dựng chu trình khép kín chuỗi cung ứng pin cho xe điện VinFast.

Khả năng thành công của ngành công nghiệp tái chế pin Lithium phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đầu tiên là giá trị thặng dư của ngành. Tuy nhiên, ngành này có nguy cơ biến các nước kém phát triển thành “bãi rác” công nghệ cũ như đã từng xảy ra với ngành vật liệu xây dựng, nhiêt điện, cơ khí, máy móc.