Mỹ - Trung và cuộc chiến chuỗi cung ứng pin cho xe điện

Đầu tư vào pin đang dần trở thành cuộc chiến giữa các quốc gia, những nhà sản xuất ô tô truyền thống và startup xe điện. Mỹ, Trung Quốc hay Liên minh châu Âu đang đua nhau phát triển chuỗi cung ứng pin cho xe điện.

Mỹ công bố chiến lược quốc gia

Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) mới công bố kế hoạch chi tiết để tăng cường khả năng sản xuất pin lithium, linh kiện rất quan trọng đối với xe điện và năng lượng tái tạo. Nhu cầu về loại pin này tăng vọt cho các thiết bị điện tử và xe điện. Mạng lưới điện cũng cần pin lớn để tích trữ nhiều năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Mục tiêu của chương trình là Mỹ có thể đảm nhận tất cả công đoạn, từ khai thác mỏ đến sản xuất và tái chế pin vào cuối thập kỷ này. Nếu kế hoạch thất bại, Mỹ có thể gặp khó trong ngành công nghiệp xe điện đang phát triển.

“Những dự báo này cho thấy một mối đe dọa thực sự rằng các công ty Mỹ không thể hưởng lợi từ sự tăng trưởng trong nước và toàn cầu” bản kế hoạch chi tiết cho biết. “Các chuỗi cung ứng của chúng tôi cho các lĩnh vực vận tải, tiện ích và hàng không dễ bị tổn thương và bị các công nghệ lớn khác cản trở”.

Theo DOE, một trong những vấn đề lớn nhất cần giải quyết là có đủ các khoáng chất quan trọng cho việc sản xuất. Đang có sự thiếu hụt về lithium, coban và niken được sử dụng trong pin. Trong khi đó, những khoáng sản này chỉ được khai thác ở một vài nơi trên thế giới. Điều đó làm cho việc tìm kiếm nguồn thay thế mới và thiết kế loại pin sử dụng ít nguyên liệu này trở nên cấp thiết.

Các mỏ lithium ở Mỹ được tìm kiếm và khai thác mạnh hơn. DOE cũng kêu gọi bắt buộc tái chế để các nhà sản xuất pin có thể thu nhiều nguyên liệu hơn từ các sản phẩm cũ. Về lâu dài, cần có công nghệ sản xuất pin lithium không có coban và niken, dự kiến muộn nhất vào năm 2030. Năm ngoái, Tesla thông báo công ty sẽ sản xuất cực âm của pin xe điện không có coban. Nhờ thiết kế tốt hơn, hãng muốn cắt giảm một nửa chi phí của bộ pin xe điện vào cuối thập kỷ này.

DOE có kế hoạch phân bổ khoản vay 17 tỷ USD cho lĩnh vực sản xuất xe điện ở Mỹ, đặc biệt đầu tư cho công nghệ pin mới. Những trung tâm lưu trữ năng lượng quy mô lớn được nghiên cứu xây dựng.

Đây là một phần trong nỗ lực của chính quyền ông Biden nhằm phát triển thêm các chuỗi cung ứng trong nước. Ngoài pin lithium, Mỹ cũng tập trung vào các khoáng chất quan trọng, chip bán dẫn và dược phẩm. Chính quyền công bố một đánh giá về tất cả chuỗi cung ứng này và thành lập một lực lượng đặc nhiệm để ngăn chặn sự gián đoạn chuỗi cung ứng.

Về dài hạn, Mỹ cần tìm cách tự sản xuất nhiều hơn. Chính quyền Biden sẽ dành 100 triệu USD tài trợ cho các chương trình học nghề cấp nhà nước nhằm giúp tạo ra lực lượng lao động cho các chuỗi cung ứng mới trong nước. Phó Giám đốc Hội đồng kinh tế quốc gia Sameera Fazili cho biết: “Nhiều thập kỷ qua, lao động được coi là một loại chi phí, không phải là tài sản để đầu tư. Điều này làm suy yếu chuỗi cung ứng trong nước của quốc gia”.

Trung Quốc, châu Âu đua nhau chiếm lĩnh ngành sản xuất pin toàn cầu

Đầu tư vào pin đang dần trở thành cuộc chiến giữa các quốc gia, những nhà sản xuất ô tô truyền thống và startup xe điện. Nhu cầu về pin cho xe điện vượt xa nguồn cung, thúc đẩy cơn sốt toàn cầu khi các nhà đầu tư, các công ty cũ và mới lao vào. Công ty tư vấn và nghiên cứu năng lượng Wood Mackenzie ước tính xe điện sẽ chiếm khoảng 18% doanh số bán xe mới vào năm 2030. Điều đó làm tăng nhu cầu về pin lên khoảng 8 lần so với năng lực sản xuất của các nhà máy hiện nay.

Hiện tại, Mỹ chỉ là một mắt xích nhỏ trong ngành sản xuất pin toàn cầu. Mỹ chỉ có thể cung cấp ít hơn một nửa nhu cầu về pin lithium cho các phương tiện chạy điện ở nước này vào năm 2028. Trong khi đó, Trung Quốc đang thống trị cả lĩnh vực sản xuất pin và chuỗi cung ứng khoáng sản. Các công ty Tesla, Panasonic, LG Chem, BYD China và SK Innovation thống trị sản xuất pin, đều có đều có trụ sở tại Trung Quốc, Nhật Bản hoặc Hàn Quốc. Trung Quốc có thể tinh chế hầu hết kim loại được sử dụng trong pin và sản xuất hơn 70% tổng số pin.

Trung Quốc và Liên minh châu Âu đang bơm ngân sách vào công nghệ pin. Trung Quốc coi pin là yếu tố quan trọng đối với tham vọng thống trị ngành công nghiệp xe điện. Chính phủ nước này giúp Contemporary Amperex Technology, một phần thuộc sở hữu nhà nước, trở thành một trong những nhà cung cấp pin lớn nhất thế giới nhanh chóng. Liên minh châu Âu đang trợ cấp sản xuất pin để tránh phụ thuộc vào các nhà cung cấp châu Á và nhằm duy trì việc làm trong ngành công nghiệp ô tô. Ủy ban châu Âu công bố quỹ 2,9 tỷ euro hỗ trợ sản xuất và nghiên cứu pin. Một phần trong số đó sẽ được chuyển cho Tesla, vì quyết định xây một nhà máy gần Berlin.

Tom Einar Jensen, CEO Freyr, công ty đang xây dựng một nhà máy sản xuất pin ở miền Bắc Na Uy cho biết "có sự phân chia địa chính trị sâu sắc". Ông nói rằng, ngành công nghiệp ô tô châu Âu không muốn phụ thuộc quá nhiều vào nhập khẩu từ châu Á nói chung và Trung Quốc nói riêng. Freyr có kế hoạch huy động 850 triệu USD, một phần của đề xuất sáp nhập với Alussa Energy Acquisition Corporation. Thỏa thuận sẽ đưa Freyr niêm yết trên sàn New York. Công ty có kế hoạch sản xuất pin bằng công nghệ do 24M Technologies ở Cambridge, Massachusetts phát triển.

Công nghệ pin phát triển chóng mặt

Mỹ cũng được cho sẽ thúc đẩy ngành công nghiệp phù hợp với trọng tâm của Tổng thống Biden về biến đổi khí hậu. Trong một quảng cáo vận động tranh cử năm ngoái, ông Biden, người sở hữu chiếc Chevrolet Corvette 1967, cho biết rất mong được lái phiên bản chạy điện chiếc xe thể thao của GM. Một số nhà máy sản xuất pin đang lập kế hoạch hoặc xây dựng ở Mỹ, bao gồm nhà máy GM đang xây dựng ở Ohio với LG. Nhưng giới phân tích cho rằng các ưu đãi liên bang đối với sản xuất ôtô điện và pin sẽ rất quan trọng để tạo ra một ngành công nghiệp phát triển mạnh ở Mỹ. QuantumScape, công ty khởi nghiệp ở Thung lũng Silicon có các nhà đầu tư gồm Volkswagen và Bill Gates, đang nghiên cứu một công nghệ có thể giúp pin rẻ hơn, đáng tin cậy hơn và sạc nhanh hơn.

Ưu tiên hàng đầu của ngành pin là giảm giá thành. Bộ pin cho một loại xe điện hạng trung có giá khoảng 15.000 USD, gần gấp đôi mức giá để một chiếc ô tô điện đạt được sự chấp nhận rộng rãi. Có thể tiết kiệm chi phí hơn bằng cách thực hiện hàng chục cải tiến nhỏ - như sản xuất pin gần nhà máy ô tô để tránh chi phí vận chuyển và giảm lãng phí.

Khoảng 10% nguyên liệu sản xuất pin bị lãng phí vì phương pháp sản xuất không hiệu quả. Tuy vậy, nhu cầu ngày càng tăng có thể đẩy giá nguyên liệu thô như lithium, coban và niken lên cao. Ngoài ra, ngành công nghiệp ô tô cũng đang cạnh tranh về pin với các công ty điện, cần có pin để lưu trữ năng lượng gió, mặt trời. Điều này càng làm tăng nhu cầu pin.

Nhiều công ty mọc lên để tìm cách thay thế các khoáng chất đắt tiền được sử dụng trong pin bằng các vật liệu rẻ và phổ biến hơn. OneD Material, có trụ sở tại San Jose, California, tạo ra một chất trông giống như bã cà phê qua sử dụng để sử dụng trong các cực dương. Vật liệu này được làm từ silicon, dồi dào và rẻ tiền, để giảm nhu cầu về graphite, vốn khan hiếm và đắt tiền hơn. Về lâu dài, điểm mấu chốt trong công nghệ pin là thay thế dung dịch lithium lỏng ở lõi của hầu hết loại pin bằng các lớp hợp chất lithium rắn. Pin trạng thái rắn sẽ ổn định hơn và ít bị quá nhiệt, cho phép thời gian sạc nhanh hơn. Chúng cũng sẽ nhẹ hơn. Toyota Motor và các công ty khác đã đầu tư rất nhiều vào công nghệ này và thành công trong việc chế tạo một số loại pin trạng thái rắn. Nhưng phần khó là sản xuất chúng hàng loạt với chi phí hợp lý.