Trung Quốc phổ cập xe điện và bãi rác pin

tháng 3 năm 2021 hơn 5.5 triệu xe điện được bán ra tại Trung Quốc. Doanh số khủng làm dấy nên lo ngại ô nhiễm môi trường do khai thác quá tay lithi và coban, kèm theo lo ngại về pin xe điện bị vứt bỏ. Năm 2020 Trung Quốc chứng kiến 200 000 tấn pin bị vứt bỏ, dự báo số lượng pin bỏ đi năm 2025 sẽ lên 780 000 tấn. Pin ion lithi lắp trong hầu khắp tất cả xe điện ở Trung Quốc, nhờ lợi thế nhẹ, mật độ năng lượng tích trữ lớn và tuổi thọ cao. Pin bao gồm ba cấu phần chủ đạo: một cực dương, một cực âm và một chất điện li, với cực âm là đắt tiền và thường được dùng để phân loại pin. Hầu hết xe điện ở Trung Quốc được lắp pin oxit Coban-niken Mangan (cực âm làm từ oxit của lithi, nicken, coban và mangan công thức chung LiNixMnyCozO2) hoặc pin muối photphat lithi sắt. Hai loại pin số 3 và 4 link dưới. 5 loại pin lithium ion phổ biến hiện nay đang sử dụng - Trang tổng hợp tin tức cuộc sống (freedumjunkshun.com) Pin bị vứt bỏ khi bị chai xuống còn 80%, thường sau từ 8-10 năm hoạt động, phụ thuộc thói quen xạc, lái xe và điều kiện đường xá xấu / tốt. Tesla cho phép chạy pin chai xuống còn 50%. Xe điện Kết thúc thế vận hội mùa hè năm 2008, chính phủ Tàu bắt đầu quảng bá sản xuất và sử dụng xe điện ra công chúng, quy định luật chỉ áp dụng lên tiêu chuẩn an toàn công nghiệp, do sản xuất pin chứa chất độc hại. Làn sóng xe điện đầu tiên bán ra hồi năm 2010-2011, cơ sở hạ tầng thu nhặt pin bỏ đi được chú ý. Năm 2012 chính phủ ra hướng dẫn chính sách cho ngành xe điện, lần đầu tiên nhấn mạnh hệ thống tái chế pin. Năm 2016 nhiều bộ hợp tác xuất bản hướng dẫn chung về vấn đề pin thải xe điện. Nhà sản xuất xe phải chịu trách nhiệm thu nhặt pin vứt ra, có mạng lưới dịch vụ sau bán hàng riêng hoặc ủy quyền bên thứ ba thu nhặt pin. Quan liêu Chính phủ Tàu có sở thích ra lệnh định hướng chung chung trước, sau đó mới dần dần đưa điều luật cụ thể. Hướng dẫn chung năm 2016 được công bố đã đánh động các công ty xe điện chờ đợi chính phủ sẽ can thiệp thêm trong những năm tới. Năm 2018 chính sách theo sau ra đời, tên Interim Measures for the Management of Recycling and Utilization of Power Batteries of New Energy Vehicles, sẽ được thực thi bởi MIIT bộ công nghiệp và công nghệ thông tin. Quy định nhắm vào những công ty tư nhân sản xuất xe điện và pin, bắt phải xử lý vấn đề này, chính phủ sẽ giám sát kỹ thuật, nhưng không mó tay vào. Quy định trên được đưa ra dựa vào một chính sách cai trị chung mà chính quyền Tàu đã áp dụng tên Extended Producer Responsibility (trách nhiệm mở rộng của người sản xuất), ý tưởng chung là đá quả bóng trách nhiệm từ chính quyền địa phương và tỉnh sang các công ty sản xuất. Chính quyền Tàu áp dụng EPR (trách nhiệm người sản xuất, từ ý tưởng nghiên cứu phương Tây) từ đầu thập niên 2000 theo chỉ thị từ Liên minh châu Âu về vấn đề chất thải điện tử gia tăng. Ý tưởng là nếu chính phủ dọn dẹp hộ, công ty sản xuất sẽ không có động lực để chế tạo pin dễ tái chế hơn. Vậy là trên tinh thần EPR, công ty sản xuất pin xe điện phải thiết kế pin dễ tháo và cung cấp dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật cho khách hàng là công ty sản xuất xe điện. Và công ty xe điện phải có mạng lưới tái chế hoặc thuê ngoài. Chính phủ giúp xuất bản tiêu chuẩn quốc gia để chính thức hóa tiến trình trên. Pin thải Xe có thể thay pin, hoặc xe bỏ đi phải tháo pin ra xử lý riêng. Quá trình tháo này rất thủ công, đặc biệt ở Trung Quốc. Pin sau đó phải được lôi ra khỏi gói bọc và mổ ra, khó làm vì không có tiêu chuẩn thiết kế gói pin cho nên phải được thực hiện thủ công dùng những công cụ chuyên dụng. Một khi pin được tháo, tùy vào loại pin ion lithi mà xử lý. Pin NMC oxit lithi nicken mangan coban phổ biến nhất. Đầu tiên tháo lấy phần vật liệu cực âm, theo phân tích năm 2019 ước tính dù phần này chỉ chiếm 4% khối lượng pin, lại làm nên hơn 60% giá phế liệu pin. Kỹ thuật tái chế NMC đã khá thuần thục: Sony tiên phong năm 1999 với hai phương pháp trích xuất kim loại nung lửa pyrometallurgical và trích xuất kim loại bằng hydro hydrometallurgical. Nung lửa: pin nung nóng chảy thành hợp kim sắt, đồng, coban và nicken. Nung lửa đốt cháy chất điện ly, nhựa và muối lithi, thải ra khí độc, tốn nhiên liệu đốt, dù vậy được áp dụng phổ biến trong ngành. Hydro: dùng chất điện dung nước để chia tách ra những vật liệu mong muốn như coban khỏi phức hợp. Dung môi phổ biến nhất là axit lưu huỳnh 6 (sunfuric) và oxi già Tái chế pin muối lithi sắt photphat Pin này chiếm 30% thị trường xe điện Tàu năm 2019, không có mật độ lưu năng lượng cao bằng NMC nhưng không chứa nicken và coban, an toàn hơn. Tàu dẫn đầu thế giới trong nghiên cứu và thương mại hóa pin lithi sắt photphat. Công ty Contemporary Amperex Technology là một trong những nhà sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực này. Tuy nhiên tái chế loại pin này khó hơn, phần vì có nhiều loại hỗn hợp vật liệu hơn, cần nhiều công xử lý hơn. Về mặt kinh tế, pin lithi sắt photphat không có kim loại giá trị cao bằng pin NMC, không có nicken, đồng hay coban, do đó không hấp dẫn các nhà đầu tư. Đã có vài thử nghiệm trích xuất hydro cho phép lấy được 85% lithi dưới dạng lithi cacbonat, ước tính sẽ tốn 650 usd xử lý mỗi tấn pin lithi sắt photphat, chỉ tính tiền năng lượng và vật liệu, chưa tính xây nhà máy. Tiềm năng khôi phục và bán lại lithi có thể làm tái chế có lợi nhuận hơn. Nhưng đây mới là lý thuyết, chưa áp dụng vào quy mô thương mại. Trung Quốc quy định tái chế pin xe điện | VTV.VN Quy định năm 2018 của Trung Quốc chỉ là mõm, mục tiêu tái chế và khôi phục vật liệu thô: 98% nicken coban và mangan 85% lithi 97% vật liệu đất hiếm Tuy nhiên, có nhiều cách cell pin được chế tạo đóng gói và bán ra, không có đủ tiêu chuẩn như pin thông thường. Chính sách cũng không thèm nói gì đến tài trợ hay hỗ trợ quốc gia để thực tế hóa. Đắt đỏ trong khâu tái chế Chính sách Tàu không cấp tiền để hỗ trợ thu nhặt pin cũ. Có số ít chương trình mua lại pin của một số quận tỉnh, nhưng không đến quy mô quốc gia. Tương lai có lẽ có thuế phí để có tiền tài trợ, hiện tại công ty sản xuất chi hết. Các nhà sản xuất xe điện không có động cơ kinh tế để thu nhặt tái chế pin. Từ năm 2008 đến 2015 giá sản xuất một pin xe điện giảm từ 1000 usd mỗi kilowatt.giờ xuống 268 usd, kỳ vọng sẽ tiếp tục giảm, xả ngập thị trường pin mới và do đó không có lý do kinh tế để thu nhặt tái chế pin cũ. Pin không chuẩn hóa, rất nhiều loại đa dạng, khó có thể tái chế quy mô lớn để giảm giá thành thu nhặt xử lý và tái chế. Cho nên toàn bộ công đoạn bòn rút ngân quỹ của các công ty sản xuất, không in được ra tiền. Cổ đông Các công ty xe điện bị luật pháp bắt xử lý và tái chế pin cũ, đã phải hợp tác với những công ty lớn để lập các kênh tái chế chính thức. Những công ty tái chế lớn trỗi dậy là Taisen Recycling, Huayou Coban Chiết Giang, Lithi Ganfeng Giang Tây, Brunp Hồ Nam và đứng đầu thị phần là hãng sản xuất kim loại pin Gem LG Chem liên doanh với công ty Trung Quốc để sản xuất pin EV (genk.vn) Doanh nghiệp Brazil đàm phán cung cấp pin lithium cho Tesla (viettimes.vn) Blast at Chinese Recycler Shows Battery Supply Chain Risks - Bloomberg Hành trình tạo ra một siêu cường lithium mới ở Trung Quốc (finnews24.com) Nhưng phần lớn lĩnh vực tái chế pin Tàu vẫn nằm ở những công xưởng nhỏ không được cấp phép. Nhưng cửa hiệu nhỏ này không có công cụ hay đào tạo, cơ bản dỡ những pin này lấy vật liệu cực âm, bán lại cho người trả giá cao và vứt phần còn lại đi. Có thể thấy tiềm tàng ô nhiễm và nguy hiểm. Tỷ lệ tái chế ion lithi ở Trung Quốc năm 2015 chỉ đạt 2%, đến năm 2019 tăng thành 10% Trung Quốc sắp có cả núi pin rác vì đợt bùng nổ xe điện (thanhnien.vn) Năm 2018 quy định không đặt ra mục tiêu thu nhặt pin cũ (chắc là không dám) Ăc quy axit chì – kỹ thuật 150 năm tuổi www.phanphoiacquy.com.vn/tin-tuc/254-cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-ac-quy-axit--lead-acid-battery.htm Ở Trung Quốc, ăc quy này phổ biến trong cấp điện khởi động cho xe. Gần đây quy định khuyến khích thay thế bằng ion lithi. Tái chế pin này thấp hơn kỳ vọng, năm 2017 dưới 30% tổng số 3.3 triệu tấn vứt được tái chế. Lỗi đổ tại những cửa hiệu thu nhặt pin chì thải không giấy phép. Trung Quốc đã gặp nhiều sự cố rò rỉ chì lớn trong những năm gần đây là hậu quả của lượng pin axit chì chưa được xử lý này. Chính quyền Tàu gần đây tuyên bố dập những hiệu thu nhặt pin chì không phép này, ước tính hơn 200 xưởng, mục tiêu đạt 40% tái chế vào 2020 và 70% năm 2025 China plans crackdown on illegal chemical dumping | South China Morning Post (scmp.com) Tại sao công nghệ pin axit chì có thể vượt qua lithium-Ion (xenanghangcha.com.vn) Trong khi tỷ lệ tái chế pin axit chì ở Mỹ là 99% kể từ năm 2014, có lẽ mục tiêu hạn chế trên của Tàu không quá khó thực hiện. Tái sử dụng Lựa chọn khác cho pin xe điện là tái sử dụng vào dự án lưới điện. Những pin này vẫn còn 80% trữ lượng, vẫn có thể xài được nhiều năm nữa. Mỹ tiên phong năm 2002 dùng pin xe cũ cho những dự án trữ năng lượng Sáng kiến tái sử dụng pin cũ từ xe điện - Báo Nhân Dân (nhandan.vn) Trung Quốc thử nghiệm pin xe cũ vào điện gió Trương Bắc và điện mặt trời ở tỉnh Hà Bắc. Dự án 1.3 tỷ usd hợp tác giữa doanh nghiệp nhà nước Tàu State Grid và công ty chế tạo pin xe điện BYD cho thấy tính khả thi của tái sử dụng pin xe điện cho trạm lưới năng lượng. China’s State Grid and BYD Launch World’s Largest Battery Energy Storage Station | Business Wire Thêm những dự án tái chế pin xe điện trong những năm gần đây ở Bắc Kinh, Giang Tô, Chiết Giang, Thẩm Quyến, tất cả loay hoay trì hoãn kết cục cuối cùng của pin, tái chế hoặc bãi rác