Tái chế pin xe điện: Gió đã đổi chiều

Cách đây 5 năm Liu Gong mua một chiếc ô tô điện với giá chỉ 100.000 nhân dân tệ, tương đương 14.600 USD (đã được trợ giá từ chính phủ). Nhưng giờ pin xe điện của anh chỉ còn chưa tới 70% so với công suất ban đầu. Để tiếp tục chạy được, anh phải bỏ ra khoảng 60.000 nhân dân tệ (8.277 USD) để thay pin mới (pin xe điện thường sử dụng từ 5-8 năm). “Với giá này, thà bỏ thêm một ít tiền nữa, tôi có thể mua một chiếc xe mới”, Liu nói. Anh tính bán lại pin cũ thì được đại lý bảo rằng giá pin cũ rất thấp nên dù họ có thu về thì cũng gần như cho không. Liu Gong chỉ là 1 trong 13,1 triệu chủ sở hữu xe điện ở Trung Quốc đang rơi vào hoàn cảnh tương tự.

Từ năm 2016, ngành xe điện Trung Quốc đã tăng trưởng rất nhanh và đến năm 2021, đã có lượng pin đáng kể bị thải ra. Đến năm 2022, tổng công suất pin không còn sử dụng là 34,5 GWh, tương đương 277.000 tấn. Dự báo con số này sẽ đạt 116 GWh, tức khoảng 780.000 tấn, vào năm 2025. Đây chỉ mới là con số ở Trung Quốc, thị trường xe điện lớn nhất thế giới. Đáng ngại hơn là hầu hết pin không được thu hồi để tái chế (ngay cả tại Mỹ, tỉ lệ tái chế pin chưa tới 5%) mà được đưa tới bãi chôn rác, gây rò rỉ ra đất, đe dọa hệ sinh thái và sức khỏe con người. 

Điều này càng nâng cao tầm quan trọng của việc tái chế, nhất là khi việc tái chế hiệu quả cũng giúp giảm phụ thuộc vào nhập khẩu vật liệu sản xuất pin, đảm bảo nguồn cung. “Tái chế không phải là ưu tiên hàng đầu của ngành này. Công nghệ tái chế pin lithium-ion hiện hữu chưa hoạt động ở quy mô lớn”, Sarah Montgomery, đồng sáng lập và CEO Infyos, nhận xét. Nhưng bà cho biết nay gió đã đổi chiều. Bà dẫn chứng về những thay đổi trong quy định do Liên minh châu Âu khởi xướng để tăng tỉ lệ tái chế pin và thúc đẩy quy trình tái chế bền vững hơn. Tháng 7/2023 Hội đồng Châu Âu đã áp dụng “hộ chiếu pin”, theo đó yêu cầu một tỉ lệ bắt buộc về các vật liệu được tái chế trong ô tô điện và trong các loại pin công nghiệp đến năm 2031.

Mỹ cũng ban hành Đạo luật Giảm lạm phát (IRA) trong đó bao gồm một điều khoản khuyến khích các hãng xe sử dụng pin làm từ vật liệu được tái chế ở Mỹ dù nguồn gốc ban đầu có thể từ các nước khác như Trung Quốc. Đạo luật này đã thúc đẩy làn sóng các dự án tái chế pin xe điện tại Bắc Mỹ. Đầu năm nay Redwood Materials đã nhận khoản cho vay 2 tỉ USD từ Chính phủ Mỹ để xây dựng một tổ hợp tái sản xuất và tái chế vật liệu pin ở Nevada hay Li-Cycle được Chính phủ Mỹ cho vay 375 triệu USD để xây một nhà máy tái chế pin dự kiến khai trương vào cuối năm nay. “Ai nấy đều muốn kiểm soát nguồn cung ứng của mình và không ai muốn dựa vào Trung Quốc”, Christian Marston, Giám đốc Công nghệ tại Altilium Metals, nhận xét.

Hơn 3/4 pin lithium-ion của thế giới đến từ Trung Quốc, chủ yếu được sản xuất bởi CATL và BYD. Theo Hải quan Trung Quốc, quý I năm nay, Top 5 nhà nhập khẩu pin lithium Trung Quốc là Mỹ, Đức, Hàn Quốc, Hà Lan và Việt Nam, chiếm tới 62,6% tổng giá trị. “Châu Âu đặc biệt phụ thuộc rất nhiều vào Trung Quốc. Do đó, họ càng muốn tự lực cánh sinh bằng cách xây dựng một chuỗi cung ứng tuần hoàn, từ khâu khai thác nguyên vật liệu từ trong đất cho đến tái chế pin đã qua sử dụng”, Montgomery của Infyos nói. “Các quy định pháp lý về tái chế pin xe điện sẽ thúc đẩy ngành tái chế phát triển”, bà nói thêm.

Các chuyên gia phân tích của McKinsey dự báo giá trị toàn bộ chuỗi cung ứng pin lithium-ion sẽ tăng 30%/năm từ năm 2022 và đạt hơn 400 tỉ USD vào cuối thập kỷ này. Và các startup như GRST của Hồng Kông có thể hưởng lợi từ chủ trương của các nước phương Tây nhằm phá vỡ sự thống trị của Trung Quốc trong chuỗi cung ứng xe điện.

Sóng đầu tư vào tái chế pin xe điện đã tăng mạnh trong thời gian gần đây nhằm đón đầu một lượng pin lớn được thải ra khi số xe điện tung ra đời đầu đã gần hết vòng đời 10 năm của mình và để đáp ứng các quy định về tỉ lệ tái chế tối thiểu trong pin xe điện mới.

Theo dữ liệu của Crunchbase, đầu tư toàn cầu vào các startup pin xe điện tính đến tháng 9/2023 đã đạt 9,2 tỉ USD. Con số cho cả năm nay dự kiến sẽ vượt cả 2 năm trước, bất chấp xu hướng suy thoái trên thị trường đầu tư công nghệ nói chung. Năm ngoái các startup pin xe điện huy động tổng cộng 7,8 tỉ USD, giảm từ mức 12 tỉ USD của năm 2021.

Đáng chú ý là những tiến bộ trong công nghệ tái chế pin xe điện. Hàng loạt startup như GRST, OnTo Technology (Mỹ) hay các tập đoàn lớn như BASF (Đức) đang nghiên cứu công nghệ gốc nước như một giải pháp khả thi về thương mại và thân thiện với môi trường. “Pin lithium-ion không được phát triển cho mục đích tái chế. Cho nên tổ hợp pin trong ô tô điện chính là cơn ác mộng. Chúng không thống nhất, lại có bọt và keo dính nên cần lượng nhân công lớn để tách ra”, ông Wojciech Mrozik, Chuyên gia tái chế pin tại Đại học Newcastle, nói. Ông tin rằng chất kết dính gốc nước là tương lai của ngành pin vì chúng ít tác động đến môi trường hơn so với chất kết dính hóa học trong khi đòi hỏi phương pháp thu hồi kim loại trong pin không quá khó khăn.

GRST đặt mục tiêu huy động 50 triệu USD trong 2 năm tới để gia tăng sản xuất tại nhà máy pin mà Hãng đồng sở hữu ở tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc. Trong dài hạn hãng này kỳ vọng có thể cho thuê chất kết dính gốc nước và công nghệ tái chế của mình cho các nhà sản xuất pin khác. OnTo Technology thì đã bắt đầu thử nghiệm thương mại hóa một chất kết dính gốc nước được phát triển bởi các nhà khoa học của phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley National Laboratory. BASF đầu tư vào sản xuất chất kết dính gốc nước tại 2 trong số các nhà máy của Tập đoàn ở Trung Quốc trong năm nay. 

Một số chuyên gia ước tính nhờ tốc độ tăng trưởng nhanh của thị trường tái chế pin (dự báo đạt 54,3 tỉ USD trên toàn cầu vào năm 2030, theo MarketsandMarkets), 40% vật liệu pin được sử dụng trong các xe điện mới có thể sẽ đến từ nguồn tái chế vào năm 2040.