Theo Bloomberg

Bởi Trí 25.09.2021 2:00 am

Tại sao pin xe điện lại đắt đỏ?

(News.oto-hui.com) – Để giá xe điện giảm xuống và trở thành phương tiện giao thông phổ biến, điều quan trọng là chi phí pin xe điện phải rẻ. Vì sao pin xe điện lại đắt như vậy và công nghệ pin xe điện đang phát triển hứa hẹn ra sao?

Tại sự kiện Battery Day của Tesla hồi năm ngoái, CEO Elon Musk đã đặt ra mục tiêu đầy tham vọng: sản xuất chiếc xe điện giá 25.000 USD vào năm 2023. Mức giá đó – rẻ hơn khoảng 15.000 USD so với mẫu xe rẻ nhất hiện nay của công ty – được coi là yếu tố quan trọng để đại chúng hóa thị trường xe điện. Mức giá đó cũng đồng nghĩa với việc có những công nghệ giúp tiết kiệm chi phí sản xuất ô tô – và quan trọng nhất là pin, bởi vì pin có thể chiếm tới ⅓ chi phí của xe điện.

Cùng với Elon Musk, các đại gia sản xuất ô tô truyền thống bao gồm Toyota và Volkswagen AG cũng đang đổ hàng chục tỷ USD vào cuộc đua pin xe điện.

*Tại sao pin xe điện lại đắt đỏ đến thế?*

1. Tại sao pin xe điện lại đắt như vậy?

Xe ô tô điện sử dụng cùng một loại pin lithium-ion có thể sạc lại như pin trong máy tính xách tay hoặc điện thoại di động, chỉ có điều chúng lớn hơn nhiều để cung cấp nhiều năng lượng hơn. 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 catốt để chứa nhiều năng lượng hơn thường đắt tiền: đó là các kim loại như coban, niken, liti và mangan. Chúng cần được khai thác, xử lý và chuyển đổi thành các hợp chất hóa học có độ tinh khiết cao.

2. Giá pin ô tô điện đang ở mức bao nhiêu?

Với kích thước pin ô tô điện hiện tại, chi phí trung bình của pin cho một chiếc EV điển hình vào khoảng 6.300 USD. Giá pin đã giảm rất nhiều – giảm 89% trong thập kỷ qua. Nhưng mức giá trung bình của ngành là 137 USD/kilowatt giờ (từ khoảng 1.191 USD vào năm 2010) vẫn cao hơn ngưỡng 100 USD để mức chi phí đó tương đương với chi phí của một chiếc xe có động cơ đốt trong.

Dự kiến, chi phí pin ô tô điện sẽ không tiếp tục giảm nhanh như vậy, hơn nữa giá nguyên liệu đầu vào lại đang tăng. Tuy nhiên, các gói pin lithium-ion đang trên đà giảm xuống còn 92 USD / kWh vào năm 2024 và 58 USD / kwh vào năm 2030.

3. Làm thế nào để pin rẻ hơn?

Để giảm chi phí pin, các nhà sản xuất tập trung vào các nguyên liệu đắt nhất, đặc biệt là coban. Họ đang xem xét lựa chọn thay thế coban bằng niken, rẻ hơn và chứa nhiều năng lượng hơn. Tuy nhiên, làm như vậy cần xét đến tính an toàn, vì ưu điểm của coban là không quá nóng, không dễ bắt lửa.

Một động thái khác là sử dụng các giải pháp thay thế hoàn toàn không chứa coban, chẳng hạn như pin lithium sắt phosphate giá rẻ, từng bị chê là có hiệu suất kém hơn nhưng lại ghi điểm khi được thay đổi thiết kế, thúc đẩy cải tiến.

Đơn giản hóa thiết kế bộ pin và sử dụng sản phẩm tiêu chuẩn cho nhiều loại xe – thay vì phải thiết kế riêng mỗi bộ pin cho từng kiểu xe – sẽ giúp tiết kiệm hơn nữa.

4. Xử lý rủi ro hỏa hoạn ra sao?

Pin Lithium-ion, cho dù được sử dụng trong các định dạng lưu trữ khác nhau, dành cho ô tô hay các thiết bị như điện thoại thông minh, đều có thể bốc cháy nếu sản xuất kém, bị hỏng do tai nạn hoặc phần mềm xung đột. Sự cố ít khi xảy ra nhưng lại khiến mọi người rất quan tâm vì đây là một lĩnh vực đang phát triển.

Vào tháng 8, General Motors Co., đã quyết định thu hồi hơn 100.000 mẫu Chevrolet Bolt do lỗi pin, sự việc nhấn mạnh đến mức độ nghiêm trọng của pin lỗi. Các vụ cháy xe điện cũng dễ dập tắt. Các nhân viên cứu hỏa đã phải mất 4 giờ và tốn hơn 30.000 gallon (113.560 lít) nước để xử lý một chiếc Tesla Model S sau một vụ tai nạn chết người ở Texas.

Tesla khẳng định rằng những sự cố liên quan đến các mẫu xe điện thu hút sự chú ý quá mức.

5. Những nhà sản xuất lớn nhất là ai?

Châu Á đang thống trị lĩnh vực sản xuất pin lithium-ion, chiếm hơn 80% công suất hiện có. Công ty Trung Quốc Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL) đã xuất xưởng sản lượng cao nhất vào năm 2020, chiếm gần 1/4 thị trường. Đến tháng 9 năm nay, CATL đã mở rộng vị trí dẫn đầu lên 30%, tiếp theo là LG Energy Solution có trụ sở tại Hàn Quốc và Tập đoàn Panasonic của Nhật Bản.

Liên doanh Tesla và Panasonic là nhà sản xuất pin lớn nhất ở Mỹ Các nhà sản xuất mới nổi bao gồm Northvolt AB ở Thụy Điển, do cựu giám đốc điều hành Tesla thành lập và Công ty công nghệ cao Gotion ở Trung Quốc.

6. Các loại pin xe điện có giống nhau không?

Pin xe điện có các thành phần cơ bản giống nhau: hai điện cực – một cực âm và một cực dương – và một chất điện phân giúp chuyển tải điện tích giữa chúng. Nhưng có sự khác biệt trong các vật liệu được sử dụng và đó là chìa khóa cho mức năng lượng chứa trong pin. Các phương tiện di chuyển quãng đường ngắn có thể sử dụng hóa chất catốt rẻ hơn và ít mạnh hơn, kết hợp lithium, sắt và phốt phát.

Đối với các loại xe hiệu suất cao hơn, các nhà sản xuất ô tô ưu tiên các vật liệu giàu năng lượng hơn, chẳng hạn như oxit lithium-niken-mangan-coban hoặc oxit lithium-niken-coban-nhôm. Pin cải tiến hơn nữa đang tìm cách cải thiện phạm vi lái – khoảng cách mà xe có thể di chuyển trước khi sạc lại – cũng như tốc độ sạc.

7. Vị trí của Trung Quốc

Trung Quốc đang chịu trách nhiệm cho khoảng 80% hoạt động tinh chế hóa chất chuyển hóa lithium, coban và các nguyên liệu thô khác thành nguyên liệu pin, mặc dù bản thân các kim loại này phần lớn được khai thác ở Australia, Cộng hòa Dân chủ Congo và Chile. Dữ liệu cho thấy, Trung Quốc cũng chiếm ưu thế về công suất xử lý bốn thành phần pin quan trọng (cực âm, cực dương, dung dịch điện phân và bộ phân tách).

Tuy nhiên, Trung Quốc lại đối mặt với thách thức khi nói đến thiết kế bán dẫn tiên tiến và phần mềm, các thành phần ngày càng quan trọng khi ô tô ngày càng thông minh hơn. Theo Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc, chưa đến 5% chip ô tô được sản xuất tại Trung Quốc.

8. Chi phí có phải là rào cản duy nhất?

Mặc dù xe điện đắt tiền nhất có thể đi được hơn 600km hoặc hơn trước khi cần sạc điện, nhưng người tiêu dùng quan tâm hơn đến các mẫu xe phổ thông. Các nhà sản xuất ô tô và chính phủ đã tham gia trực tiếp vào việc triển khai cơ sở hạ tầng sạc công cộng cho xe điện.

Tuy nhiên, hầu hết việc sạc xe điện dự kiến sẽ diễn ra tại nhà, và điều đó có nghĩa là người tiêu dùng sẽ phải trả một khoản chi phí khác. Trong khi giá trung bình của một bộ sạc tại nhà đã giảm 18% kể từ năm 2017 xuống còn khoảng 650 USD, một số bộ sạc hai chiều hàng đầu (cho phép bạn truyền năng lượng từ xe đến nhà hoặc lưới điện), có giá cao hơn hơn 6.000 USD. Chi phí lắp đặt ở Mỹ có thể dao động từ 400 USD đến hơn 3.300 USD.

Bài viết liên quan: