Chi phí giảm 89% trong 10 năm qua nhưng vẫn ở mức trung bình 6.300 USD/khối, vì sao giá pin xe điện "cắt cổ" như vậy?

Tại sự kiện Battery Day năm ngoái, CEO Elon Musk của Tesla đặt mục tiêu sản xuất ra chiếc xe điện giá 25.000 USD vào năm 2023. Với việc mẫu xe mới rẻ hơn khoảng 15.000 USD so với mẫu Model 3 rẻ nhất của Tesla hiện nay, nó có thể là bước ngoặt để việc phổ cập xe điện thực sự diễn ra.

Để đạt được mục tiêu đó, Tesla sẽ phải cắt giảm các chi phí liên quan đến công nghệ, chi phí sản xuất, đặc biệt là pin – thứ chiếm đến 1/3 giá linh kiện của một chiếc xe điện hiện nay. Ngoài Tesla, các hãng xe truyền thống như Toyota, Volkswagen cũng đã đổ hàng chục tỷ USD vào cuộc đua nay.

Vì sao pin xe điện đắt?

Chủ yếu là bởi các thành phần bên trong chúng. Một chiếc xe điện sử dụng cùng loại pin lithium-ion như trong laptop hay điện thoại của bạn – chỉ là kích thước lớn hơn nhiều. Các cell pin được nhóm thành từng khối để cung cấp nhiều năng lượng hơn. Linh kiện đắt nhất bên trong cell pin là cực âm (cathode), một trong 2 cực lưu trữ và giải phóng điện năng. Vật liệu cần thiết để chế tạo cực âm đều là các kim loại đắt đỏ như coban, nickel, lithium hay mangan. Chúng được khai thác, xử lý và chuyển đổi thành các hợp chất hoá học có độ tinh khiết cao.

Chi phí pin hiện ra sao?

Ở trình độ công nghệ hiện tại, một khối pin xe điện trung bình có giá khoảng 6.300 USD. Giá pin đã giảm mạnh trong một thập kỷ qua - khoảng 89% nhưng giá trung bình cho một kWh vẫn ở mức cao là 137 USD (so với 1.191 USD năm 2010) – cao hơn mốc 100 USD của động cơ đốt trong. Chi phí này sẽ không thể giảm mạnh trong thời gian ngắn khi mà giá nhiên liệu đầu vào tăng cao. Mặc dù vậy, người ta vẫn kỳ vọng giá pin lithium-ion có thể giảm xuống 92 USD mỗi kWh vào năm 2024 và 58 USD mỗi kWh vào năm 2030.

Giảm giá pin bằng cách nào?

Trọng tâm của các nhà sản xuất là sẽ tập trung vào loại nguyên liệu đắt nhất: coban. Một trong những lựa chọn của họ là thay thế coban bằng nikel, vốn rẻ hơn và chứa nhiều năng lượng hơn. Tuy nhiên, để thay thế họ cần những điều chỉnh về mặt an toàn vì ưu điểm của coban là không bị quá nhiệt và khó bắt lửa.

Một lựa chọn khác là dùng pin lithium sát phốt phát giá rẻ - vốn từng bị chê có hiệu suất kém nhưng đã được cải tiến nhiều thời gian gần đây. Ngoài ra, việc đơn giản hoá thiết kế các gói pin, sử dụng chung một tiêu chuẩn pin cho nhiều loại xe cũng sẽ giúp tiết kiệm chi phí sản xuất.

Rủi ro cháy nổ có đáng sợ?

Pin lithium-ion, dù được sử dụng trong các mạng lưới lưu trữ, ô tô hay thiết bị như điện thoại thông minh đều có thể bốc cháy nếu chất lượng sản xuất không đảm bảo, bị hỏng hoặc do phần mềm chạy chúng không được thiết kế đúng cách.

Các sự cố liên quan đến pin xe điện vẫn hiếm nhưng lại thu hút sự quan tâm lớn của công chúng do là lĩnh vực mới. Hồi tháng 8, General Motor đưa ra quyết định thu hồi 100.000 chiếc Chevrolet Bolt do lỗi pin. Ước tính vụ thu hồi này tiêu tốn của hãng khoảng 1,8 tỷ USD.

Các vụ cháy nổ liên quan đến pin xe điện (nếu xảy ra) sẽ khó dập tắt. Chẳng hạn, các nhân viên cứu hoả đã phải mất 4h và hơn 113.560 lít nước để xử lý một chiếc Tesla Model S sau một vụ tai nạn chết người ở Taxas. Tesla khẳng định sự cố liên quan đến xe điện đang bị thổi phổng.

Theo báo cáo năm 2020, ô tô sử dụng động cơ đốt trong (ICE) có tỷ lệ cháy nổ cao hơn nhiều. Từ năm 2012 đến 2020, cứ mỗi 330 triệu km lại có một vụ cháy xe Tesla trong khi với xe ICE là 30,5 triệu dặm, Tesla cho biết.

Ai là nhà sản xuất pin lớn nhất?

Châu Á thống trị thị trường pin lithium-ion với hơn 80% dung lượng cung cấp ra thị trường hiện nay. CALT có thị phần lớn nhất trong năm 2020 với gần 1/4 thị phần. Tính đến tháng 9 năm nay, thị phần của hãng đã vươn lên 30%, tiếp sau đó là LG Energy Solution của Hàn Quốc và Panasonic của Nhật Bản. Liên doanh giữa Panasonic và Tesla chính là đơn vị sản xuất pin lớn nhất ở Mỹ. Một số nhà sản xuất mới nổi bao gồm AB tại Thuỵ Điển và Gotion High-tech của Trung Quốc.

Vai trò của Trung Quốc

Trung Quốc chịu trách nhiệm cho khoảng 80% hoạt động tinh chế hoá học để chuyển hoá lithium, coban và các nguyên liệu thô khác thành nguyên liệu pin, mặc dù các kim loại này phần lớn được khai thác tại Australia, Cộng hoà Dân chủ Congo và Chile.

Dữ liệu của BNEF cho thấy Trung QUốc cũng chiếm ưu thế về công suất xử lý trên 4 thành phần chính của pin lithium-ion gồm cực âm, cực dương, dung dịch điện phân và bộ phân tách. Tuy nhiên, quốc gia này lại gặp thách thức trong việc chế tạo các chất bán dẫn tiên tiến và phần mềm – các thành phần ngày càng quan trọng khi ô tô trở nên 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.

Chi phí có phải vấn đề duy nhất với ô tô điện?

Còn 1 vấn đề quan trọng nữa là phạm vi hoạt động. Những mẫu ô tô điện đắt tiền có thể đi một quãng đường lên đến 600 km cho mỗi lần sạc nhưng các mẫu xe phổ thông thì khác.

Nhiều nhà sản xuất ô tô, chính phủ đã bắt tay triển khai hệ thống hạ tầng sạc điện công cộng. Tuy nhiên, hầu hết việc sạc điện cho xe của người dùng sẽ diễn ra tại nhà, đồng nghĩa người dùng phải trả thêm chi phí. Giá trung bình của một bộ sạc tại nhà cho xe điện đã giảm 18% kể từ năm 2017 xuống còn 650 USD nhưng một bộ sạc 2 chiều loại xịn (cho phép xe truyền điện năng trở lại lưới điện) có giá hơn 6.000 USD. Chi phí lắp đặt cũng có thể dao động từ 400 đến 3.300 USD.

Người dùng có thể kỳ vọng vào công nghệ nào khác?

Được mong đợi nhiều nhất chính là sự xuất hiện của pin thể rắn, hứa hẹn nâng cấp hiệu suất của pin rất lớn bằng cách thay thế chất lỏng dễ cháy, cho phép sạc và xả bằng gốm, thuỷ tinh hoặc polymer. QuantumScape cho biết pin thể rắn có thể tăng phạm vi hoạt động của xe lên 50% và công nghệ này có thể được triển khai sớm nhất vào năm 2026.

Tham khảo: Bloomberg