Xe điện sắp bùng nổ sẽ đưa pin đi đâu sau khi qua sử dụng: Sẽ được xử lý như rác thải hay được mang đến cho “một cuộc đời mới”?

Để giải quyết vấn đề của hàng triệu bộ pin xe điện đã qua sử dụng, các nhà sản xuất ô tô đang tận dụng giá trị của chúng trước khi đưa vào quá trình tái chế.

“Cuộc đời mới” cho pin xe điện qua sử dụng

Hàng triệu xe điện sẽ trở thành phế thải trong những năm tới. Nhưng đối với pin cung cấp năng lượng cho xe, đó sẽ không phải là giai đoạn kết thúc.

Cuối cùng, các nhà sản xuất ô tô và các công ty tái chế muốn thu được kim loại quý từ pin xe điện cũ để tạo ra pin mới. Nhưng trước khi được tái chế, pin đã qua sử dụng có thể tìm thấy một cơ hội mới.

Các nhà máy năng lượng mặt trời và năng lượng gió đang hợp tác với pin lithium-ion để tích trữ năng lượng dư thừa cho những thời điểm mặt trời không chiếu sáng và gió không thổi.

Do đó, với loại pin này, các nhà sản xuất ô tô cho biết việc tái sử dụng chúng có thể hỗ trợ cho việc mở rộng năng lượng tái tạo và giải quyết vấn đề rác thải điện tử.

Các nhà sản xuất như Nissan Motor Corp. và Renault SA đang tăng cường nỗ lực tái sử dụng pin cũ và khai thác nhu cầu dự trữ năng lượng đang tăng.

Theo ước tính từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đầu tư toàn cầu vào mạng lưới pin trong năm 2021 đạt 6,8 tỷ USD, tăng 4 tỷ USD so với năm trước.

IEA dự đoán hiện có khoảng 10 triệu xe điện trên toàn thế giới, số này dự kiến sẽ tăng lên 300 triệu vào năm 2030. Điều này tạo ra thị trường tiềm năng cho pin đã qua sử dụng. Theo thông tin từ các nguồn nghiên cứu và tư vấn, khoảng 1,7 triệu pin xe điện sẽ được tái sử dụng vào năm 2030, với tổng giá trị là 5,1 tỷ USD.

Pin xe điện sẽ mất chất lượng theo thời gian khi chúng được sạc và xả liên tục. Các chuyên gia cho biết, người lái có thể sử dụng pin khoảng 170.000 km trước khi dung lượng giảm xuống 20% hoặc hơn. Tuy nhiên, chúng vẫn có thể sử dụng để lưu trữ năng lượng đến khi dung lượng giảm xuống khoảng 60%. Do đó, pin có thể hoạt động thêm từ 10-15 năm, theo Hans Eric Melin, nhà sáng lập công ty nghiên cứu và tư vấn Circular Energy Storage.

Pin xe điện cũ có thể được bán lại để sử dụng trong các ứng dụng như lưu trữ năng lượng từ tấm pin mặt trời trên mái nhà. Các nhà sản xuất ô tô và các công ty thiết bị điện tử đã thử nghiệm các ứng dụng lớn hơn trong nhiều năm. Ví dụ, một sân vận động ở Amsterdam sử dụng gần 150 pin xe điện Nissan mới và cũ để cung cấp năng lượng cho hệ thống lưu trữ năng lượng.

Với sự gia tăng của pin cũ, các dự án cũng đang phát triển. Hãng xe Skoda thuộc tập đoàn Volkswagen AG đã bắt đầu cung cấp hệ thống lưu trữ năng lượng cho các trạm sạc điện tại châu Âu năm ngoái. Mỗi hệ thống sử dụng 20 pin plug-in hybrid hoặc 5 pin xe điện. Skoda cho biết họ có thể sản xuất 4.000 hệ thống như vậy.

Vào đầu tháng 3 năm nay, Enel SpA, một công ty tiện ích châu Âu, đã bắt đầu triển khai một dự án hệ thống lưu trữ năng lượng tại Melilla với sự hợp tác của Nissan, sử dụng 48 pin xe điện cũ và 30 pin mới. Hệ thống này cung cấp nguồn điện dự phòng trong 15 phút cho khu vực này, một vùng đất của Tây Ban Nha trên bờ biển Morocco, với dân số khoảng 86.000 người.

Nicola Rossi, người đứng đầu bộ phận đổi mới tại Enel, cho biết mọi cải tiến và tiết kiệm chi phí đạt được trên xe điện cũ cũng có thể áp dụng cho pin tĩnh. Enel đang tái sử dụng pin để xây dựng cơ sở lưu trữ năng lượng cho công viên năng lượng mặt trời 30 MW tại sân bay Rome Fiumicino.

Soufiane El Khomri, giám đốc Nissan Energy Services, cho biết Nissan đã tiên phong trong việc bán pin cũ cho lưới điện. Với việc tung ra mẫu xe điện chạy pin nhỏ gọn Nissan LEAF vào năm 2010 và đã sản xuất hơn 500.000 chiếc, hãng kỳ vọng sẽ có nhiều cơ hội hơn trong tương lai khi thị trường xe điện tiếp tục phát triển.

Bộ pin của Nissan LEAF thế hệ đầu tiên được bán với giá trung bình 130 USD mỗi kilowatt giờ (kWh) vào năm 2021, tức khoảng 3.500 USD cho mẫu 24 kWh.

Các nhà sản xuất ô tô thường thu hồi pin cũ thông qua hợp đồng cho thuê với khách hàng hoặc bằng cách giữ lại pin đã được nâng cấp. Renault đã thuê hơn 250.000 pin xe điện sẽ được thu hồi để tái chế trong những năm tới, và hiện đang có những địa điểm lưu trữ năng lượng ở Pháp sử dụng pin cũ và mới.

Theo ước tính của công ty Circular Energy Storage, dung lượng tổng hợp của các loại pin đã qua sử dụng sẽ tăng từ 10,4 GWh năm 2021 lên 107,5 GWh vào năm 2030, tương đương với một giờ tiêu thụ điện cho khoảng 80 triệu hộ gia đình ở Mỹ. Tuy nhiên, không phải mọi pin cũ đều được sử dụng để lưu trữ năng lượng, mà một số còn được sử dụng trong các xe khác.

Hans-Günter Schwarz, người đứng đầu bộ phận phát triển pin của RWE AG, một nhà cung cấp năng lượng Đức, cho biết việc sử dụng pin xe điện thay thế có thể rẻ hơn pin mới, nhưng cần phải xem xét kỹ lưỡng về điện áp và các yếu tố khác. Dung lượng pin hiện nay thấp, do đó chưa thể biết liệu chúng có thể là một giải pháp quy mô lớn cho lưới điện hay không.

RWE đã triển khai một hệ thống lưu trữ năng lượng tại Herdecke, Đức, có công suất khoảng 4,5 MWh, sử dụng 60 pin lithium-ion được thu từ các xe điện của Audi.

Một vòng đời toàn diện cho pin xe điện

Tương lai của pin xe điện cũ cũng phụ thuộc vào hiệu quả tiềm năng từ việc đặt lại chúng xếp chồng lên nhau so với việc tái sử dụng vật liệu để dùng trong pin mới.

Các công ty chuyên tái chế pin như Carson City, Redwood Materials và Li-Cycle đang hợp tác với các nhà sản xuất ô tô lớn để phát triển công nghệ và xây dựng các nhà máy tái chế pin.

Chẳng hạn, Redwood thu thập và tái chế các thành phần pin của Panasonic, đối tác pin chính của Tesla. Năm nay, startup này có kế hoạch cung cấp lá đồng từ vật liệu tái chế cho siêu nhà máy của Tesla ở Nevada. Li-Cycle được General Motors hỗ trợ trong việc tái chế pin. Tại Châu Âu, Renault hợp tác với Veolia Environnement và Solvay để tái chế kim loại từ pin xe điện quá hạn sử dụng.

Một số chuyên gia tin rằng tái chế đã trở thành lựa chọn tốt hơn so với việc tìm kiếm nơi mới cho pin. Emma Nehrenheim, giám đốc môi trường của Northvolt AB, cho biết tái chế là cách hiệu quả về chi phí để thu hồi các kim loại có giá trị, trong khi hiệu quả của việc sử dụng lại pin lần thứ hai chưa được kiểm chứng trên quy mô lớn.

Một số nhà khoa học mường tượng về vòng đời của pin gồm ba giai đoạn, trong đó tái sử dụng là giai đoạn cuối cùng. Dustin Grace, giám đốc công nghệ của công ty xe điện Proterra đóng trụ sở tại Burlingame, California, cho biết họ đang tìm cách tạo ra một vòng đời toàn diện cho pin. Proterra chuyên sản xuất pin cho các phương tiện từ hạng trung bình đến hạng nặng và đã bán hơn 850 xe buýt.

Proterra đang xem xét việc tái sử dụng pin của họ. Pin xe điện tái sử dụng có thể được sử dụng trong các trạm sạc xe điện. Grace nói: 'Chúng tôi nghĩ rằng chúng ta nên tận dụng pin tái sử dụng trước khi nghĩ đến việc tái chế'. Ông cũng cho rằng không thể để pin xe điện trở thành phế thải vì chúng quá quý giá để bị vứt bỏ.

Mục tiêu của Proterra không phải là sản xuất pin xe điện đắt tiền chỉ để sử dụng một lần rồi lại vứt bỏ. Công ty đang có một nhóm kỹ sư đang nghiên cứu về vấn đề này.

Tham khảo WSJ