Các nhà sản xuất châu Âu ngày càng phải cân nhắc để lựa chọn công nghệ bình điện cho ô tô, một lựa chọn công nghệ quan trọng cả về tự chủ công nghiệp và sự lệ thuộc kinh tế vào các nhà sản xuất kim loại, nhưng cũng có thể giúp các nhà sản xuất châu Âu bán được nhiều xe ô tô chạy bằng điện hơn.
Đăng ngày: 22/11/2024
Trên đây là nhận định của Lucas Miailhes, nghiên cứu sinh về Khoa học Chính trị/Quan hệ Quốc tế, Học viện Công giáo Lille, Pháp trong bài viết « Công nghệ bình điện nào cho ô tô : Vấn đề nan giải về tự chủ công nghiệp đối với Liên Âu », đăng trên trang mạng nghiên cứu The Conversation ngày 18/11/2024.
Trước nhu cầu ngày càng tăng về xe ô tô điện với giá cả phải chăng hơn, các nhà sản xuất châu Âu đang ngày càng đa dạng hóa các loại ắc quy. Họ đang bắt đầu tính đến phát triển công nghệ bình điện LFP (lithium, sắt, phosphate), (gọi tắt là pin lithium) hiện đang thống trị trên thị trường Trung Quốc do giá thành thấp hơn ắc quy NMC (nickel, mangan, cobalt) (gọi tắt là pin nickel) vốn phổ biến hơn ở châu Âu.
Thế nhưng, điều này đặt câu hỏi về tính bền vững trong đầu tư của châu Âu vào sản xuất bình điện, đến nay chủ yếu liên quan đến bình điện nickel. Ngoài ra là câu hỏi về sự lệ thuộc tiềm tàng vào các nhà sản xuất châu Á, với những tác động khác nhau về các kim loại quan trọng.
Thực trạng của ngành công nghiệp bình điện ở châu Âu
Pin lithium-ion là tâm điểm cuộc cách mạng xe ô tô chạy bằng điện, là yếu tố chiến lược thiết yếu, chiếm tới 40% trọng lượng xe. Việc sản xuất ắc quy điện đòi hỏi chuyên môn cao, và những khoản đầu tư quan trọng vào nguồn vốn cố định và sử dụng các nguyên liệu thô quý hiếm. Ngành công nghiệp ô tô đã định hướng phần lớn quỹ đạo phát triển công nghệ pin điện, đặc biệt là cải thiện mật độ năng lượng, khả năng nạp điện nhanh và độ an toàn sử dụng, đồng thời giảm chi phí.
Hiện tại, thống lĩnh thị trường là 2 công nghệ : ắc quy nickel và lithium. Sự so sánh giữa pin lithium và pin nickel cho thấy một bài toán khó về giá cả, khả năng tiếp cận, mức độ an toàn, hiệu suất và khả năng tự chủ.
Hồi năm 2023, bình điện nickel chiếm gần 2/3 thị trường toàn cầu, trong khi ắc quy lithium chiếm 27% thị phần. Tại châu Âu, 55% xe ô tô chạy bằng điện dùng ắc quy nickel, 40% chạy bằng ắc quy NCA (nickel, cobalt, nhôm) và chỉ có 5% được trang bị ắc quy lithium.
Trên thực tế, các nhà sản xuất châu Âu cho đến nay vẫn ưa chuộng bình điện nickel và NCA vì khả năng tự chủ lâu, trong khi ắc quy lithium chủ yếu được các nhà sản xuất xe ô tô Trung Quốc sử dụng. Cho đến nay, Liên Âu đầu tư theo hướng phát triển ắc quy điện nickel có hàm lượng nickel cao, chủ yếu để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về khả năng tự chủ, hiệu suất và khả năng nạp điện nhanh.
Sự đa dạng hóa hữu ích cho thị trường châu Âu
So với ắc quy nickel, ắc quy lithium có mật độ năng lượng thấp hơn, khiến khả năng tự chủ bị hạn chế hơn so với ắc quy nickel có trọng lượng tương đương. Tuy nhiên, bình điện lithium lại nổi bật vì giá thành rẻ hơn, một yếu tố thiết yếu trong bối cảnh hiện nay giá xe ô tô điện cao là trở ngại chính cho việc mua xe. Bình điện lithium cũng an toàn hơn, có tuổi thọ lâu hơn và chấp nhận nạp đầy tốt hơn, nên thiết thực hơn cho sử dụng hàng ngày. Các nhà sản xuất ô tô châu Âu đã hiểu rõ điều này và mới đây đã công bố những thay đổi đáng kể trong chiến lược.
ACC (Automotive Cells Company), một liên doanh giữa Stellantis, Mercedes-Benz và TotalEnergies, mới đây đã đình chỉ việc xây dựng các nhà máy quy mô lớn sản xuất bình điện nickel tại Đức và Ý, sau khi thay đổi chiến lược tìm nguồn cung ứng bình điện lithium. Tập đoàn xe điện Tesla của tỷ phú Mỹ Elon Musk cũng đã quyết định trang bị ắc quy lithium cho các mẫu xe Model 3 và Model Y từ năm 2021. Volkswagen có kế hoạch áp dụng công nghệ chế tạo bình điện lithium để 2 năm nữa ô tô điện của hãng có giá cả phải chăng hơn.
Những thông báo này đã làm dấy lên một số lo ngại về tính bền vững về đầu tư vào ắc quy nickel, nhưng có thể được coi là sự đa dạng hóa của các nhà sản xuất châu Âu, nhằm đáp ứng các nhu cầu và ràng buộc, đồng thời hạn chế các rủi ro kinh tế. Điều này cũng sẽ cho phép các nhà sản xuất xe ô tô của châu Âu thích ứng tốt hơn với phân khúc thị trường ắc quy : Bình điện lithium có thể thống trị thị trường xe điện tầm trung (xe dành cho hành trình ngắn ở đô thị hoặc dành cho các ứng dụng yêu cầu khả năng tự chủ tương đối thấp) ; ắc quy nickel dành cho phân khúc thị trường cao cấp (hoặc các ứng dụng yêu cầu khả năng tự chủ về điện cao hơn, chẳng hạn như xe chạy đường dài).
Vấn đề nan giải về công nghiệp và thách thức về quyền tự chủ
Sự đa dạng hóa này, mặc dù giúp ô tô điện có giá cả phải chăng hơn nhờ giảm chi phí chế tạo ắc quy, nhưng không phải là không có rủi ro : nó buộc các nhà sản xuất châu Âu phải chuyển hướng sang các nhà sản xuất châu Á. Ampere, công ty con về điện của hãng xe Renault, đã hợp tác với LG Energy Solutions (Hàn Quốc) và CATL (Trung Quốc) để đưa công nghệ lithium vào chiến lược phát triển ắc quy điện của mình, tương tự như Stellantis, hãng xe đã ký thỏa thuận chiến lược với CATL của Trung Quốc hồi tháng 11/2023.
Hiện tại, khoảng một nửa năng lực sản xuất bình điện tại châu Âu thuộc về các công ty Trung Quốc và Hàn Quốc và còn nhiều hơn thế đối với pin lithium. Trên thực tế, 95% pin lithium được sản xuất tại Trung Quốc : các nhà sản xuất như BYD và CATL làm chủ một cách hoàn hảo quy trình sản xuất.
Không phải bản thân những quan hệ đối tác này gây vấn đề, thậm chí chúng còn có thể là cơ hội để các hãng xe châu Âu hưởng lợi từ năng lực công nghệ của các đối tác sản xuất pin chất lượng cao và có tính cạnh tranh về kinh tế. Vấn đề thực sự ở đây là về sự lệ thuộc của châu Âu vào các nguyên liệu thô để chế tạo ắc quy nickel.
Trên thực tế, bình điện lithium được chế tạo từ lithium carbonat, còn ắc quy nickel được làm từ lithium hydroxit. Chuỗi cung ứng lithium carbonat và lithium hydroxit là khác nhau. Châu Âu nhập khẩu 78% lithium carbonat từ Chilê (chứ không phải từ Trung Quốc) và cũng đã ký một thỏa thuận với Chilê. Các dự án khai thác mới ở Pháp và châu Âu cũng sẽ cho phép tăng nguồn cung lithium carbonat của châu Âu.
Nguy cơ lệ thuộc liên quan chủ yếu đến lithium hydroxit được sử dụng để chế tạo pin nickel. Để biến lithium carbonat thành lithium hydroxit, cần phải qua quá trình tinh chế, trong khi các công ty Trung Quốc tinh chế đến 62% lượng lithium toàn cầu. Mặc dù các dự án tinh chế lithium ở châu Âu là có tiềm năng, nhưng các đầu tư vẫn chậm được triển khai.
Việc sản xuất pin nickel cũng cần có nickel và cobalt, những nguyên liệu mà Ủy Ban Châu Âu xem là quan trọng, phần nào do rủi ro địa chính trị về nguồn cung. Cobalt chủ yếu được khai thác ở Congo và 67% được tinh chế tại Trung Quốc. Thế nên, đối với các nhà sản xuất xe của châu Âu, việc hướng nhiều hơn đến pin lithium cũng sẽ hạn chế rủi ro lệ thuộc vào nguồn cung cấp các kim loại quan trọng.
Thế nhưng, sự đa dạng hóa đầu tư vào các loại ắc quy điện của châu Âu đã tác động đến toàn bộ chuỗi sản xuất trong lĩnh vực pin điện tại châu lục này, từ khâu sản xuất đến tái chế.
Các nhà sản xuất vật liệu chế tạo pin nickel như hãng Axens có thể gặp khó khăn trong việc chuyển đổi nếu thị trường ngả nhiều sang pin lithium. Umicore, một công ty lớn trong lĩnh vực sản xuất vật liệu chế tạo pin, đã cố ý chọn không đầu tư vào lĩnh vực pin lithium để tập trung vào các công nghệ pin nickel mà họ nắm vững. Nhưng chính điều này sẽ có thể ảnh hưởng đến khả năng thích ứng nhanh chóng với nhu cầu mới về pin nickel.
Tái chế bình điện lithium ít lợi nhuận hơn
Các vấn đề công nghiệp cũng nảy sinh đối với việc tái chế bình điện. Tái chế pin điện đã qua sử dụng là cần thiết để giảm lệ thuộc vào nguồn nhập khẩu, tăng cường khả năng phục hồi của châu Âu nếu chuỗi cung ứng bị gián đoạn do căng thẳng địa chính trị.
Tuy nhiên, vật liệu được sử dụng quyết định mức hấp dẫn về kinh tế của việc tái chế pin. Vì pin lithium không chứa cobalt hoặc nickel, những kim loại có giá trị nhất, nên hiệu quả kinh tế của hoạt động tái chế pin lithium kém hấp dẫn hơn nhiều so với tái chế pin nickel. Với khả năng hiện tại của châu Âu, pin nickel có thể được tái chế dễ dàng hơn pin lithium, bởi hiệu quả trong việc thu hồi nickel và cobalt cao hơn là lithium.
Nghịch lý là sự phát triển năng lực tái chế pin điện ở châu Âu lệ thuộc vào sự lựa chọn ổn định trong tương lai của các nhà sản xuất ô tô điện. Và sự lựa chọn công nghệ này lại đặt ra câu hỏi về khả năng tự chủ công nghiệp.
Tóm lại, bình điện nickel cho phép tăng khả năng tự chủ của phương tiện, nhưng đắt đỏ hơn và thúc đẩy châu Âu lệ thuộc ngày càng nhiều vào các nước thứ ba về các kim loại quan trọng. Nhưng việc tái chế pin nickel mang lại lợi nhuận và châu Âu đã có ngành công nghiệp tái chế pin nickel.
Trong khi đó, với ắc quy lithium, xe ít tự chủ hơn nhưng tuổi thọ pin lại tốt hơn và ít xảy ra lỗi kỹ thuật hơn, cho phép hạn chế sự lệ thuộc của châu Âu vào các kim loại quan trọng. Tuy nhiên, quyền kiểm soát chuỗi sản xuất lại nằm trong tay các công ty Trung Quốc. Việc tái chế mang lại ít lợi nhuận hơn cho các công ty châu Âu vì hiện giờ họ chưa làm chủ được các quy trình cần thiết.
Trong những điều kiện này, liệu các nhà sản xuất châu Âu có lý khi thận trọng mở cửa phát triển ắc quy lithium ? Đây là một vấn đề nan giải về mặt công nghiệp, chính trị và kinh tế trong suốt chuỗi sản xuất pin điện, từ khâu khai thác đến tái chế. Nhưng có một điều chắc chắn : Đây là thời điểm thích hợp để đặt ra câu hỏi, khi châu Âu ngày càng lo ngại về nguồn cung nguyên liệu thô quan trọng.
