Giải pháp mới cho pin xe điện

Trong bối cảnh giá các kim loại sử dụng trong pin sạc của xe điện như lithium, coban và niken tăng vọt trong thời gian qua, các nhà sản xuất xe điện và pin xe điện (EV) đang nỗ lực tìm kiếm giải pháp thay thế.

Nhu cầu tăng vọt đẩy giá leo thang

Lithium carbonat ở Trung Quốc vốn được xem là tiêu chuẩn cho thị trường lithium toàn cầu, gần đây giá đã lên đến 88.000 CNY/tấn, tương đương 13.500 USD/tấn, tăng 120% so với một năm trước. Trong khi đó, giá coban tại châu Âu cũng đã tăng đến 70%, lên khoảng hơn 55.000 USD/tấn, còn giá niken kỳ hạn ba tháng trên sàn giao dịch kim loại London đã đạt mức 18.000 USD/tấn, tăng 30% so với cùng kỳ năm ngoái. 

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), ước tính nhu cầu toàn cầu về lithium sẽ lớn hơn 42 lần vào năm 2040 so với năm 2020, giả định mục tiêu giữ cho nhiệt độ trái đất tăng dưới 20 độ C. Nhu cầu coban dự kiến sẽ tăng lên 21 lần, trong khi việc sử dụng niken cũng tăng không kém.

Nếu vài năm trước, ô tô chạy bằng điện còn là một khái niệm khá xa vời, thì vài năm trở lại đây nó bắt đầu phổ biến. Những cái tên như Ford, liên danh Renault - Nissan - Mitsubishi, GM, Volkswagen, Tesla đã đổ hàng chục tỷ USD phát triển ô tô điện. Gần đây, cả những tập đoàn vốn sản xuất điện thoại như Xiaomi, Apple hay Huawei, tưởng như chẳng liên quan, cũng nhảy vào lĩnh vực phát triển ô tô điện.

Doanh số bán xe điện toàn cầu mấy năm gần đây tăng khoảng 30-50% mỗi năm. Chỉ trong vòng 5 năm tính từ năm 2016, quy mô thị trường xe điện toàn cầu đã tăng gấp hơn hai lần và dự kiến sẽ đạt 93,9 tỷ USD vào năm 2026. Theo xu hướng đó, nhu cầu pin xe điện cũng tăng đáng kể, bất chấp đại dịch Covid-19. Hàn Quốc, Trung Quốc và Nhật Bản chiếm hơn 90% thị phần pin xe điện thế giới.

Cần biết rằng, đến cuối năm 2020, đã có 20 nước tuyên bố sẽ cấm bán xe hơi truyền thống, hoặc quy định khí thải ô tô phải về ngưỡng 0. Tại châu Âu, nhiều nước tăng thuế đánh vào xe chạy xăng - một cách để giảm ô nhiễm môi trường và để hỗ trợ ngành sản xuất xe điện.

Tìm kiếm giải pháp mới

Trong khi nhu cầu gia tăng thì nguồn cung những kim loại nói trên lại khan hiếm, khi các nhà đầu tư thời gian qua không mặn mà với kế hoạch kinh doanh mới bởi giá sụt giảm trong suốt ba năm trước đó. Với việc giá tăng mạnh gần đây, nhiều công ty lại bắt đầu triển khai các dự án khai thác. 

Sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô điện và nhu cầu về vật liệu pin phụ thuộc vào số lượng xe bán ra. Goldman dự đoán, chi phí pin sẽ giảm xuống dưới mức chi phí của động cơ đốt trong vào năm 2030.

Tuy việc đầu tư tăng nhưng không thể có nguồn cung tăng ngay, vì để khai thác một mỏ mới trung bình cần đến hơn 10 năm chuẩn bị để bắt đầu sản xuất. Trước tình hình ấy, phải tìm giải pháp thay thế, trong đó một số nhà sản xuất pin đang đặt hy vọng vào công nghệ không sử dụng những kim loại kể trên.

Cuối tháng 7 vừa qua, CATL (Contemporary Amperex Technology - một nhà sản xuất pin xe điện Trung Quốc) hé lộ một loại pin natri-ion không chứa lithium, coban hoặc niken. Vì natri là kim loại dồi dào có cả trên đất liền và dưới đại dương. Thông báo này đã làm dấy lên hy vọng về việc phá vỡ các hạn chế liên quan đến nguồn cung nguyên liệu pin.

Trước đó, báo cáo của Goldman Sachs cho thấy, sự thiếu hụt niken phù hợp với pin ô tô có thể đẩy nhanh sự chuyển dịch sang một loại pin khác gọi là lithium iron phosphate (LFP). Tesla và công ty khởi nghiệp Trung Quốc Xpeng nằm trong số các nhà sản xuất ô tô đã sử dụng loại pin này, nhưng khả năng trữ năng lượng ít hơn. Volkswagen cũng có kế hoạch sử dụng pin LFP cho các mẫu xe giá thấp.