Những lý do khiến pin xe điện trở thành mặt hàng đắt đỏ

Tại sự kiện Battery Day của Tesla năm ngoái, CEO Elon Musk đã đặt cho mình một mục tiêu đầy tham vọng đó là sản xuất một chiếc xe điện (EV) chỉ có giá 25.000 USD vào năm 2023.

Việc đạt được mức giá đó - rẻ hơn khoảng 15.000 USD so với mẫu rẻ nhất của công ty hiện nay - được coi là rất quan trọng để cung cấp một sản phẩm thực sự cho thị trường đại chúng.

Tuy nhiên, để đạt được điều đó có nghĩa là cần phải tìm kiếm những khoản tiết kiệm mới về công nghệ - quan trọng nhất là pin có thể chiếm một phần ba chi phí của EV - mà không ảnh hưởng đến sự an toàn.

Bên cạnh Musk, những gã khổng lồ sản xuất ô tô truyền thống bao gồm Toyota Motor và Volkswagen đang rót hàng chục tỷ USD vào cuộc đua sản xuất pin xe điện.

Xe điện chỉ sử dụng loại pin lithium-ion

Xe điện sử dụng cùng một loại pin lithium-ion có thể sạc lại như trong máy tính xách tay hoặc điện thoại di động, nhưng chúng có kích thước lớn hơn gấp nhiều lần đồng thời các tế bào của pin được nhóm lại trong các gói giống như một chiếc vali lớn để cho phép pin cung cấp nhiều năng lượng hơn cho ô tô điện.

Thành phần đắt nhất trong mỗi tế bào pin là cực âm, một trong hai điện cực lưu trữ và giải phóng điện. Các vật liệu cần thiết trong ca-tốt để có nhiệm vụ chứa nhiều năng lượng thường rất đắt tiền.

Ngoài ra, các kim loại như coban, niken, liti và mangan, được khai thác, xử lý và chuyển đổi thành các hợp chất hóa học có độ tinh khiết cao tiêu tốn một khoản chi phí lớn.

Giá pin xe điện

Theo Bloomberg GNEF, chi phí cho một bộ pin xe điện vào khoảng 6.300 USD (khoảng 143 triệu đồng). Hiện tại, mức giá trung bình của pin là 139 USD/kWh và mức giá này vào năm 2010 là 1.191 USD.

Tuy nhiên, nhờ sự phát triển của công nghệ trong việc chế tạo pin ô tô điện, theo dự báo của BNEF các gói lithium-ion đang trên đà giảm xuống 92 USD/kWh vào năm 2024 và chỉ còn 58 USD/kWh vào năm 2030.

Nguy cơ thiếu pin khi cả thế giới đi xe điện

Cơn sốt xe điện làm bùng nổ hoạt động khai thác kim loại cho pin, bao gồm cả lithium - kim loại trắng bạc thường xuất hiện trong các mỏ lộ thiên tại Úc hoặc Nam Mỹ.

Khủng hoảng năng lượng châu Âu mang đến bài học sâu sắc về những nguy cơ khi chỉ tập trung vào một nguồn nhiên liệu. Cụ thể là ngành công nghiệp xe điện đó chính là pin xe điện.

Trong khi đó, theo giới phân tích, nhu cầu và quy mô của thị trường pin cho xe điện sẽ tăng mạnh tới 90% vào năm 2030 so với hiện nay. Nhu cầu dự kiến sẽ tăng 354.000 tấn lithium carbonate của năm 2020 lên 2.57 triệu tấn vào năm 2030.

Vì vậy, các nguồn thay thế cho pin cần được cân nhắc, gồm cả pin nhiên liệu - thứ sử dụng hydro và oxy để cung cấp năng lượng cho các động cơ điện. Cơ sở hạ tầng đã được phát triển cho dòng xe tải và đầu kéo chạy pin nhiên liệu sẽ phù hợp như bộ xương sống để hỗ trợ cho dòng xe con.

Pin là một trong số những khoản chi phí lớn nhất khi sử dụng xe điện, và sự nâng cấp công nghệ đến lúc này về cơ bản chỉ tăng hiệu quả khi sử dụng dài hạn, với mức phí hàng năm bớt được phần nào.

Nhưng những chi phí khác, như giá vật liệu tăng, đang đặt các hãng sản xuất ô tô trước thách thức rằng xe điện sẽ sớm đạt đến giới hạn giống như dòng xe động cơ đốt trong.

Làm thế nào để pin xe điện rẻ hơn?

Trọng tâm chính của các nhà sản xuất pin ô tô điện là các vật liệu đắt tiền, đặc biệt là coban do có ưu điểm là không quá nóng. Ngoài ra, một lựa chọn là thay thế kim loại bằng niken, rẻ và chứa nhiều năng lượng hơn. Tuy nhiên, các công ty cần phải nghiên cứu các phương pháp để đảm bảo an toàn cho pin do coban dễ bắt lửa có thể gây cháy nếu xảy ra sự cố.

Một động thái khác là sử dụng các chất thay thế hoàn toàn không chứa coban, chẳng hạn như pin lithium iron phosphate giá rẻ, từng bị chê là có hiệu suất kém hơn nhưng đang giành được sự hồi sinh trong thời gian gần đây.

Loại pin này đã thay thế cho nhiều mẫu pin khác như lithium-ion được sử dụng tiêu chuẩn cho nhiều mẫu xe điện hiện nay thay vì một bộ pin phù hợp với từng kiểu xe nhằm tiết kiệm thêm chi phí sản xuất cũng như giảm thiểu giá thành cho ô tô điện.