Single

Tương lai của pin xe điện cũ

Posted by Trần Phương Trang on 01-06-2026

On Trend

Mỗi viên pin lithium-ion trong xe điện đều có thời gian sử dụng được đếm ngược. Sau 5 đến 15 năm sử dụng và sạc pin, thành phần hóa học của pin sẽ bị suy giảm đủ để không còn tích trữ đủ điện năng cho xe hoạt động.

Nó được coi là đã hết hạn sử dụng — nhưng không nhất thiết là vô dụng. Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo với nó là một trong những câu hỏi quan trọng nhất trong lĩnh vực năng lượng sạch, và câu trả lời vẫn đang được nghiên cứu ở quy mô công nghiệp.

Quy mô của những gì sắp xảy ra

Các con số cho thấy rõ sự cấp bách. Chỉ riêng trong quý đầu tiên năm 2024, hơn 6 triệu xe điện đã được bán trên toàn cầu - tăng 25% so với cùng kỳ năm trước. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) ước tính rằng 100 đến 120 gigawatt-giờ pin xe điện sẽ bị loại bỏ vào năm 2030, một khối lượng tương đương với toàn bộ công suất sản xuất pin hàng năm tại thời điểm các ước tính đó được đưa ra.

McKinsey dự báo nguồn cung pin tái sử dụng toàn cầu sẽ đạt từ 112 đến 227 GWh vào năm 2030. Tính đến năm 2020, khoảng 550.000 bộ pin xe điện đã được loại bỏ hàng năm. Đến năm 2040, con số này dự kiến sẽ đạt 1,9 triệu bộ pin mỗi năm.

Có hai con đường chính cho những gì xảy ra khi một bộ pin rời khỏi xe: tái sử dụng, nghĩa là tái chế pin cho một ứng dụng khác; và tái chế, nghĩa là phân hủy pin để thu hồi các nguyên liệu thô bên trong.

Vòng đời thứ hai: Từ ô tô đến lưới điện

Một viên pin không còn cung cấp đủ năng lượng cho xe ở mức 80% công suất ban đầu vẫn có thể sử dụng được nhiều năm trong một vai trò ít đòi hỏi hơn.

Lưu trữ năng lượng tĩnh — tích trữ năng lượng từ các tấm pin mặt trời và tua bin gió để sử dụng khi trời không nắng hoặc gió không thổi — yêu cầu chu kỳ sạc-xả ít mạnh hơn nhiều so với khi lái xe. Điều này làm cho nó trở thành một ứng dụng lý tưởng cho những viên pin đã hết hạn sử dụng trong ô tô nhưng vẫn còn hoạt động tốt.

Hiệu quả kinh tế rất thuyết phục. Pin tái sử dụng có giá khoảng 50 đến 72 đô la mỗi kilowatt-giờ, so với 200 đến 300 đô la cho một pin mới theo giá hiện tại. Khoảng chênh lệch này mang lại cho pin tái sử dụng vị thế chi phí khả thi trên thị trường lưu trữ năng lượng, ít nhất là cho đến khi giá pin mới giảm hơn nữa — các dự báo cho thấy pin mới có thể đạt mức 90 đô la/kWh vào năm 2025 đến 2030, tại thời điểm đó lợi thế về giá sẽ thu hẹp lại.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Environmental Science & Technology cho thấy rằng nhu cầu lưu trữ năng lượng cố định chỉ riêng ở California có thể được đáp ứng hơn 100% bằng pin xe điện tái sử dụng vào năm 2050. Các ứng dụng mở rộng ra ngoài việc hỗ trợ lưới điện đến lưu trữ năng lượng sau đồng hồ đo điện dân dụng và thương mại, hệ thống điện dự phòng và tích hợp với các hệ thống năng lượng tái tạo.

Tái chế: Thu hồi các vật liệu quan trọng

Khi pin hết hạn sử dụng, ngay cả với vòng đời thứ hai — hoặc khi nó bị hư hỏng hoặc xuống cấp quá mức không thể tái sử dụng — thì tái chế trở thành giải pháp. Các vật liệu bên trong rất có giá trị: lithium, coban, niken, mangan và than chì đều có thể thu hồi và tái sử dụng trong sản xuất pin mới.

Điều này vô cùng quan trọng khi nhu cầu lithium toàn cầu dự kiến sẽ đạt 1.300 kiloton mỗi năm vào năm 2050, gấp khoảng 600% so với lượng khai thác toàn cầu năm 2024.

Có ba quy trình tái chế chính đang được sử dụng. Luyện kim nhiệt sử dụng phương pháp nấu chảy ở nhiệt độ cao để thu hồi kim loại nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và làm mất một số vật liệu dưới dạng xỉ. Luyện kim thủy sử dụng dung dịch lọc hóa học để hòa tan và tách các thành phần pin với tỷ lệ thu hồi cao hơn.

Tái chế trực tiếp — phương pháp hứa hẹn nhất về mặt kỹ thuật — cố gắng thu hồi và tái sử dụng trực tiếp các vật liệu điện cực mà không cần phân hủy hoàn toàn chúng đến cấp độ nguyên tố, bảo toàn nhiều giá trị vật liệu hơn và yêu cầu ít năng lượng đầu vào hơn. Tính đến cuối năm 2021, khoảng hai phần ba công suất tái chế pin lithium-ion toàn cầu tập trung ở Đông Á. Gần đây hơn, các cơ sở mới đã xuất hiện ở Mỹ và châu Âu — bao gồm nhà máy của Redwood Materials ở Nevada và cơ sở của Umicore ở Bỉ — khi các quy định ở cả hai khu vực ngày càng yêu cầu năng lực tái chế trong nước.

Những gì vẫn đang cản trở nó

Mặc dù có đà phát triển, nhưng vẫn còn những thách thức đáng kể. Các bộ pin từ các nhà sản xuất khác nhau sử dụng các thành phần hóa học, kiểu dáng và cấu hình cell khác nhau, khiến việc tháo dỡ tự động trở nên khó khăn và tốn kém. Việc kiểm tra và sàng lọc các pin đã qua sử dụng để xác định dung lượng còn lại và khả năng sử dụng lại cũng làm tăng thêm chi phí và thời gian.

Tỷ lệ tân trang pin xe điện trên toàn thế giới chỉ khoảng 5% tính đến năm 2020 — phần còn lại được tích trữ, loại bỏ hoặc xử lý không đúng cách.

Các hệ thống quản lý pin tiên tiến đang ngày càng được phát triển để theo dõi sự suy giảm trong suốt vòng đời đầu tiên của pin, giúp việc đánh giá tình trạng nhanh hơn và đáng tin cậy hơn khi bộ pin được loại bỏ. Các khung pháp lý ở EU hiện yêu cầu hộ chiếu pin — hồ sơ kỹ thuật số về thành phần hóa học, nguồn gốc và lịch sử sử dụng của pin — để tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc xử lý cuối vòng đời.

Công nghệ đang phát triển nhanh chóng; cơ sở hạ tầng và các tiêu chuẩn cần thiết để đáp ứng khối lượng pin được loại bỏ là điều mà ngành công nghiệp đang chạy đua để xây dựng kịp thời.

Quá trình chuyển đổi sang xe điện không kết thúc khi pin rời khỏi xe. Bộ pin đã qua sử dụng vẫn còn giá trị – lưu trữ năng lượng tái tạo, dự phòng điện cho nhà cửa, hoặc cung cấp nguyên liệu thô cho pin mới. Thách thức nằm ở quy mô: hàng triệu bộ pin được đưa vào sử dụng mỗi năm, mỗi bộ có thành phần hóa học và thiết kế khác nhau.

Giải quyết vấn đề này đòi hỏi việc tháo dỡ tốt hơn, theo dõi thông minh hơn và cơ sở hạ tầng tái chế phù hợp với khối lượng. Nếu làm đúng, pin xe điện sẽ trở thành một nguồn tài nguyên khép kín. Nếu làm sai, công nghệ sạch sẽ để lại một di sản phức tạp. Ngành công nghiệp đang chạy đua để đảm bảo điều đầu tiên xảy ra.