Cuối thập kỷ này, xe điện 'hết hạn sử dụng' sẽ tràn lan - Số pin có trong xe sẽ đi về đâu?

“Tốc độ phát triển của ngành công nghiệp này thực sự đáng sợ”, Paul Anderson, giáo sư đang công tác tại Đại học Birmingham và là đồng chủ tịch Trung tâm Vật liệu và Nguyên tố Chiến lược Trọng yếu Birmingham, nói về thị trường xe điện tại Châu Âu. Liên minh Châu Âu (EU) mong muốn tới năm 2030, họ sẽ có ít nhất 30 triệu xe điện lưu thông trên đường.

“Đây là điều chưa từng có tiền lệ, một sản phẩm hoàn toàn mới mà lại có tốc độ tăng trưởng cao đến vậy”, ông tiếp lời.

Xe điện không xả thải trong quá trình hoạt động, nên mối lo của ông Anderson lại đặt vào thời điểm xe nghỉ hưu. Cụ thể, là chuyện gì sẽ xảy ra với pin của xe điện? “Trong 10 tới 15 năm nữa, sẽ có một số lượng lớn xe điện tới tuổi rệu rã, chúng ta cần phải có một ngành công nghiệp tái chế”, giáo sư nói với BBC.

Đa số các thành phần xe điện giống với xe thường, tuy nhiên điểm khác biệt lớn nhất là nguồn cung cấp năng lượng cho xe lăn bánh. Pin chì-axit vẫn được chúng ta tái chế thường xuyên, nhưng phiên bản lithium-ion được sử dụng rộng rãi trong xe điện (và nhiều những đồ điện tử khác) thì không may mắn vậy. Pin xe điện lớn hơn, nặng hơn ắc quy có trong các xe thông thường; chúng được tạo thành từ hàng trăm những “cell” pin li-ion nhỏ, việc tái chế sẽ phải bắt đầu từ những thành tố nhỏ nhất này.

Pin li-ion chứa nhiều chất độc hại, thậm chí có thể phát nổ nếu không được xử lý đúng cách.

“Hiện tại, tính trên toàn cầu, rất khó để đưa ra con số chi tiết về số phần trăm pin li-ion được tái chế, nhưng con số mà ai cũng trích dẫn là khoảng 5%”, giáo sư Anderson nhận định. “Ở một số nơi, con số này còn thấp hơn nữa”.

Cách đây không lâu, EU đề xuất các doanh nghiệp chế tạo và lắp ráp xe điện phải đảm bảo sản phẩm của họ không bị đưa thẳng ra bãi rác mỗi khi “hết hạn sử dụng”. Các nhà sản xuất cũng chấp thuận yêu cầu của EU, cân nhắc nhiều hơn tới việc tái chế xe điện.

Ví dụ, hãng Nissan đã đang tái sử dụng pin cũ từ những chiếc xe Leaf, lắp pin vào hệ thống phương tiện tự động vận chuyển hàng trong khuôn viên nhà máy, Volkswagen cũng thực hiện dự án tương tự, và họ đã mở xưởng tái chế đầu tiên tại Đức, dự kiến sẽ xử lý tới 3.600 hệ thống pin trong giai đoạn chạy thử.

“Sau quá trình tái chế, chúng tôi thu hồi được nhiều vật liệu khác nhau. Trong bước đầu, công ty tập trung vào những kim loại nằm trong cathode như côban, kền, liti và mangan”, Thomas Tiedje, trưởng ban kế hoạch tái chế của Volkswagen nói. “Những thành phần gỡ ra từ một hệ thống pin, như nhôm và đồng, sẽ được đưa vào các dây chuyền tái chế đã có sẵn”.

Trong khi đó, Renault đã đang tái chế toàn bộ pin có trong xe điện của hãng. Dù rằng số xe điện do Renault sản xuất chỉ khoảng vài trăm chiếc mỗi năm, Renault vẫn bắt tay hợp tác với công ty xử lý rác thải Veolia của Pháp và công ty hóa chất Solvay của Bỉ để hỗ trợ xử lý xe điện luống tuổi.

“Chúng tôi nhắm tới việc xử lý 25% nhu cầu tái chế của thị trường. Công ty muốn duy trì độ phủ như vậy, và từng đó là đủ để thỏa mãn nhu cầu của chính Renault”, Jean-Philippe Hermine, phó chủ tịch ban kế hoạch và chiến lược môi trường của Renault cho hay. “Đây là một dự án mở, không chỉ để tái chế pin của Renault mà còn tái chế toàn bộ pin, bao gồm cả chất thải từ các nhà máy sản xuất pin”.

Những vấn đề nan giải xoay quanh việc tái chế pin còn thu hút ánh mắt của các cơ quan khoa học, trong đó có Viện Faraday với dự án ReLiB, nhắm tới tối ưu hóa quá trình tái chế pin xe điện và đơn giản hóa tới hết mức có thể.

“Chúng tôi mường tượng ra một ngành công nghiệp tái chế hiệu quả hơn, cả về hiệu năng và về giá, trong tương lai”, giáo sư Anderson, một trong những điều tra viên cộng tác với dự án ReLiB nhận định.

Hiện tại, đa phần thành tố của pin được nghiền nát thành một tổ hợp của liti, mangan, coban và kền. Sau đó, tổ hợp sẽ được xử lý bằng một quá trình tốn năng lượng để đưa vật chất về dạng sử dụng được. Ngay cả việc tháo dỡ những viên cell nhiên liệu cũng tạo ra nhiều vấn đề, dù rằng cách thức thực hiện đem lại nhiều vật liệu tái chế được hơn.

“Ở một số thị trường, đơn cử như Trung Quốc, những quy định về an toàn sức khỏe và môi trường đôi phần lỏng lẻo, điều kiện làm việc như vậy sẽ không được một cơ quan phương Tây nào chấp nhận”, Gavin Harper, một nhà nghiên cứu công tác tại Viện Faraday nhận định.

Theo Harper, câu trả lời nằm ở tự động hóa. “Nếu bạn có thể sử dụng robot để làm việc, ta có thể loại trừ yếu tố nguy hiểm và khiến quá trình tái chế hiệu quả hơn”.