Cuộc đua phát triển pin xe điện

Các quốc gia cạnh tranh thị phần

Theo Gazeta.ru, trong xu hướng chuyển đổi “năng lượng xanh” theo các cam kết tại Hội nghị các bên tham gia Công ước khung của LHQ về biến đổi khí hậu lần thứ 26 (COP26) đưa mức phát thải ròng về “0” vào giữa thế kỷ 21, pin xe điện có vai trò quan trọng, được nhiều quốc gia ưu tiên phát triển, đầu tư vào công nghệ s??n xu???t để cung ứng cho thị trường. Công ty nghiên cứu dữ liệu thị trường SNE Research có trụ sở tại Hàn Quốc dự báo, quy mô thị trường pin xe điện thế giới sẽ tăng trưởng mạnh và có thể đạt giá trị 616 tỷ USD vào năm 2035.

Những năm gần đây, một số quốc gia, các công ty lớn đã bắt đầu chú trọng hơn vào nguồn nguyên liệu, s??n xu???t, đầu tư phát triển pin xe điện. Trước năm 2014, Hàn Quốc là thị trường cung cấp pin xe điện lớn nhất, chiếm gần 70% thị phần toàn cầu, nhưng hiện nay Trung Quốc đã bứt phá và trở thành thị trường cung cấp pin xe điện lớn nhất với hơn 56% thị phần thế giới. Hãng s??n xu???t pin AL của Trung Quốc vượt qua LG Chem trở thành nhà s??n xu???t pin lớn nhất thế giới, chiếm 34% thị phần, cung cấp pin lithium-ion cho các tập đoàn, công ty s??n xu???t xe điện Tesla, Peugeot, Hyundai, Honda, BMW, Toyota, Volkswagen, Volvo...

Tại châu Âu, các nước thành viên Liên minh châu Âu (EU) quyết định thành lập một liên minh chế tạo pin nhằm đặt ra các mục tiêu sâu rộng về s??n xu???t, cơ sở hạ tầng sạc và tiêu thụ xe điện từ năm 2017. Trước năm 2017, châu Âu là khu vực có nhu cầu xe ô-tô điện lớn, nhưng thị trường pin của châu Âu còn “bỏ ngỏ”, phụ thuộc vào các quốc gia châu Á. Tuy nhiên, nhận thấy việc tiếp tục phụ thuộc vào bên thứ ba sẽ không mang lại nhiều lợi ích cho phát triển thị trường cũng như làm “chậm chân” trong cuộc đua thị trường xe điện, châu Âu đã bắt đầu tăng cường năng lực s??n xu???t pin bằng những chính sách thiết thực. Theo đó, Ủy ban châu Âu (EC) công bố quỹ trợ cấp trị giá 3,5 tỷ USD để hỗ trợ công ty Tesla (Mỹ), BMW (Đức) và các công ty khác mở rộng nghiên cứu, s??n xu???t pin tại khu vực này.

Theo tổ chức phi chính phủ Transport & Environment (T&E), châu Âu hiện có các dự án xây dựng 38 siêu nhà máy có tổng sản lượng hằng năm là 1.000 GWh với chi phí ước tính 40 tỷ euro (48 tỷ USD), tương ứng năng lực s??n xu???t đạt 16,7 triệu pin xe điện vào năm 2029-2030. Sự gia tăng đáng kể các nhà máy s??n xu???t pin đã cho thấy tiềm năng tăng trưởng của thị trường pin xe điện tại khu vực trong thời gian tới. Không chỉ chính phủ, các hãng s??n xu???t ô-tô cũng đang đầu tư mạnh vào s??n xu???t pin tại châu Âu như hãng Tesla. Với sự hậu thuẫn của Chính phủ Mỹ, Tesla có kế hoạch xây dựng một trong những siêu nhà máy lớn nhất thế giới tại thành phố Berlin (Đức) với công suất 250 GWh. Ngoài ra, châu Âu cũng đang cạnh tranh với Trung Quốc và Mỹ trong việc ký kết thỏa thuận với các đối tác sở hữu các mỏ nguyên liệu lớn tại châu Phi, châu Mỹ nhằm bảo đảm nguồn cung s??n xu???t pin.

Nhiều nhà s??n xu???t pin có kế hoạch xây dựng ở Mỹ để đáp ứng nhu cầu của thị trường tiềm năng này. Cụ thể, Tesla và đối tác Nhật Bản Panasonic đang sở hữu nhà máy lớn s??n xu???t pin lithium-ion ở bang Nevada, có kế hoạch xây dựng một nhà máy s??n xu???t pin mới tại Austin, bang Texas. Hãng s??n xu???t ô-tô của Mỹ General Motors, có trụ sở chính tại thành phố Detroit, bang Michigan và đối tác Hàn Quốc LG Chem đã xây dựng nhà máy pin ở Lordstown, bang Ohio từ năm 2020. Tuy nhiên, sự quan tâm của Chính phủ Mỹ đối với việc phát triển thị trường pin xe điện là “chưa rõ ràng”, khi không đầu tư nhiều vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng, đơn vị s??n xu???t pin. Các chính sách trợ cấp và chính sách thúc đẩy phát triển pin xe điện chỉ áp dụng ở một số bang. Các công ty của Mỹ quan tâm đến LFP (pin lithium có cấu tạo tích trữ kiểu mới) đều phải hợp tác với các công ty Trung Quốc có kinh nghiệm để s??n xu???t.

Tại Trung Quốc, thị trường pin xe điện nước này đạt được thành công là nhờ chính sách “đi tắt đón đầu” của chính phủ. Trung Quốc đang là nơi đặt trụ sở của 6/10 công ty s??n xu???t pin xe điện lớn nhất thế giới, chiếm 77% tổng công suất toàn cầu, tương đương 900 GWh. Trung Quốc có hơn 30.000 doanh nghiệp hoạt động liên quan đến pin lithium, trong đó 60% số doanh nghiệp được thành lập trong 5 năm gần đây; liên tục hỗ trợ hàng chục tỷ USD cho các công ty s??n xu???t pin xe điện, bao gồm chi phí tài trợ nghiên cứu và phát triển, trợ cấp cho các nhà s??n xu???t và tài trợ cho các trạm sạc pin; triển khai chương trình trợ giá xe điện.

Hàn Quốc có thị phần lớn trên thị trường pin xe điện, chiếm khoảng một phần ba nhu cầu pin xe điện toàn cầu, trở thành một trong những quốc gia cung cấp chính pin cho xe điện. Ngành công nghiệp pin xe điện đã định hình nền kinh tế công nghiệp Hàn Quốc, đang tiếp tục phát triển mạnh. Ba nhà s??n xu???t pin xe điện lớn nhất Hàn Quốc là LG Energy Solution (công ty con của LG Chem), Samsung SDI và SK Innovation. LG Chem nhà s??n xu???t pin xe điện lớn nhất của Hàn Quốc đang tăng tốc đầu tư vào châu Âu với việc nghiên cứu đầu tư xây dựng nhà máy s??n xu???t pin xe điện thứ hai ở châu Âu. Hiện LG Chem vận hành 5 nhà máy tại Hàn Quốc, Mỹ, Trung Quốc và Ba Lan (2 nhà máy).

Nhu cầu về pin xe điện mới

Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), nhu cầu sử dụng pin lithium sẽ ngày càng tăng cao và đến năm 2040 sẽ tăng gấp 42 lần so năm 2020. “Cơn sốt” pin trên thế giới khiến các nhà đầu tư, các công ty s??n xu???t pin xe điện tăng cường xây dựng nhà máy, phát triển công nghệ s??n xu???t pin xe điện để cung cấp cho thị trường. Mặc dù lithium không phải nguyên liệu hiếm nhưng một trong những nguyên liệu quan trọng là coban hiện không còn nhiều; chủ yếu các mỏ nguyên liệu tập trung tại Congo, Chile; hai phần ba nguồn coban sử dụng trên toàn thế giới hiện đang được khai thác tại Congo với điều kiện khai thác khó khăn, nguồn lao động chủ yếu là trẻ em, khai thác thủ công ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người.

Trước nguy cơ các mỏ khai thác coban dần cạn kiệt, con người bắt đầu tìm kiếm các mỏ kim loại dưới đáy biển nhưng việc khai thác rất khó khăn và tác động xấu tới môi trường. Việc nguyên liệu thô khai thác từ t?? nhi??n dần khan hiếm có thể kéo theo giá thành của pin lithium tăng cao. Vì vậy, việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ hiện đại, hạn chế phụ thuộc nguyên liệu thô, tìm ra các vật liệu mới dễ khai thác, an toàn và hiệu quả là cần thiết.

Theo giới chuyên gia, pin thể rắn là xu thế tương lai của xe điện nhờ vào các tính năng sạc nhanh, nhiều năng lượng hơn và an toàn hơn so pin lithium-ion thể lỏng. Pin thể rắn thay thế chất lỏng bằng chất điện phân polymer hoặc gốm rắn, mang lại độ ổn định nhiệt vượt trội; cho phép đóng gói các điện cực dày đặc hơn, có khả năng tăng đáng kể lượng năng lượng lưu trữ. Chất điện phân rắn tạo điều kiện cho các ion trong pin chuyển động nhanh, giúp xe điện sạc nhanh hơn. Pin thể rắn cũng có tuổi thọ cao hơn so với lithium-ion.

Pin natri-ion mang đến một lựa chọn hấp dẫn khác cho xe điện, rẻ hơn và dồi dào hơn đáng kể so lithium được sử dụng trong pin lithium-ion. Sự dồi dào natri làm giảm sự phụ thuộc vào khai thác lithium, vốn gây ra những lo ngại về môi trường. Pin natri-ion duy trì hiệu suất rất tốt ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, pin natri-ion cũng có những hạn chế riêng khi cung cấp mật độ năng lượng thấp hơn so lithium-ion, dẫn đến phạm vi lái xe ngắn hơn cho xe điện sử dụng công nghệ natri-ion. Ngoài ra, pin natri-ion thường có tốc độ sạc chậm hơn so với pin lithium-ion.