Ông trùm CATL vừa đạt bước tiến dài với pin xe điện giá siêu rẻ nhưng chuyên gia kết luận luôn: "Thế giới vẫn phụ thuộc vào pin lithium-ion ít nhất 10 năm nữa"

Ningde ở Phúc Kiến chủ yếu được biết đến với các đồn điền chè, nhưng vào một ngày cuối tháng 5, thành phố có dưới 3 triệu dân này là tâm điểm của một bước đột phá công nghệ lớn, có thể làm thay đổi thị trường pin thế giới. Nó có thể mang lại cho Trung Quốc lợi thế cạnh tranh lớn về công nghệ trong việc cung cấp loại pin bền bỉ, giá rẻ cho ô tô điện.

Robin Zeng Yuqun, người sáng lập kiêm chủ tịch của Contemporary Amperex Technology (CATL) tiết lộ rằng nhà sản xuất pin xe điện lớn nhất thế giới đã đạt được bước đột phá với pin natri-ion. 2 tháng sau, CATL hé lộ về thế hệ pin natri-ion đầu tiên và đưa ra giải pháp kết hợp pin lithium-ion với công nghệ mới để tạo ra các gói pin mới nhằm tối ưu hiệu suất.

"Một số người nói rằng khó có thể tạo ra đột phá về mặt hoá học của pin và những cải tiến chỉ có thể được thực hiện trong cấu trúc vật lý của chúng. Bằng cách sử dụng nền tảng tính toán cao cấp và công nghệ mô phòng, chúng tôi liên tục phát triển để đưa pin natri-ion vào công nghiệp hoá". Zeng nói với 170 cổ đông lớn nhất của CATL.

Thông báo của Zeng không chỉ "rót mật vào tai" các nhà đầu tư của CATL với giá cổ phiếu tăng 41% trong năm nay, lên mức vốn hoá 189 tỷ USD mà còn các nhà sản xuất xe điện hoặc xe năng lượng mới (NEV). Hầu hết pin trên xe NEV, loại do CATL hay Panasonic, Samsung sản xuất đều dựa vào lithium và coban làm nguyên liệu chính.

Trữ lượng lithium khai thác trên toàn thế giới năm 2020 là 21 triệu tấn, trong đó 44% ở Chile, 22% ở Úc, 9% ở Argentina và 7% ở Trung Quốc, theo Cơ quan khảo sát địa chất Mỹ. Úc chiếm gần 1 nửa sản lượng trong khi Trung Quốc, thị trường NEV lớn nhất thế giới – nhập khẩu khoảng 80% nhu cầu của ngành.

Công nhân kiểm tra sản phẩm pin bên trong nhà máy của CATL ở Ningde, Phúc Kiến.

Trong bối cảnh nhu cầu pin tăng cao, chủ yếu bởi sự gia tăng của ô tô điện, nguồn cung lithium thế giới có thể thâm hụt nghiêm trọng vào năm 2027.

Trữ lượng cobalt toàn cầu ở mức 7,1 triệu tấn, một nửa trong số đó ở Congo.

Trong khi đó, natri được tìm thấy dễ dàng và hầu như không cạn kiệt.

Doanh số ô tô điện toàn cầu đạt 3,1 triệu chiếc vào năm ngoái, tăng 30% so với năm 2019, theo Fitch Ratings. Cơ quan xếp hạng này dự đoán xe điện sẽ chiếm 45% thị trường xe hơi toàn cầu vào năm 2040 so với mức 4% của năm ngoái.

Khi xe điện trở nên phổ biến cùng với động lực thay thế nhiên liệu hoá thạch bằng năng lượng tái tạo, nhu cầu về kim loại pin sẽ tiếp tục tăng. Giá của lithium hydroxide và lithium carbonate đều tăng gấp 3 lần trong năm qua, lên hơn 24.850 USD/tấn.

Trước tình trạng khan hiếm vật liệu, các nhà sản xuất ô tô và pin toàn cầu đã và đang tìm kiếm giải pháp thay thế cho các loại pin lithium-ion phổ biến.

Bên cạnh natri-ion, một công nghệ mới nổi khác là pin thể rắn, sử dụng chất điện phân rắn không giống pin lithium-ion. Loại pin này, cũng giống pin natri-ion, có độ có độ an toàn cao hơn pin lithium-ion nhưng chi phí vẫn là rào cản trong việc thương mại hoá pin thể rắn. Các chuyên gia cho rằng việc sản xuất hàng loạt chưa thể diễn ra trong vài năm tới.

Pin natri-ion có thêm lợi thế là sạc nhanh và hiệu suất cao hơn ở nhiệt độ thấp.

CATL tuyên bố pin natri-ion thế hệ đầu tiên của họ có thể sạc lại 80% trong 15 phút ở nhiệt độ lý tưởng. Mật độ lưu trữ năng lượng của pin natri-ion thế hệ tiếp theo dự kiến vượt mức 200 Wh mỗi kg, tăng từ mức 160 Wh của thế hệ đầu. Wh được sử dụng làm thước đo sản lượng điện.

Mật độ này có thể so sánh với mật độ của pin lithium sắt phosphate (LFP), một trong 2 loại pin lithium-ion chính. NCM, một loại pin khác sử dụng niken, mangan và coban với tỷ lệ khác nhau, có công suất cao hơn (240 Wh đến 350 Wh mỗi kg).

Ô tô Tesla, sử dụng pin NFP và NCA (niken coban nhôm) có thể chạy được 320 km cho 15 phút sạc tại một số trạm sạc nhanh nhưng nếu sạc bình thường chỉ đạt mức 70 km cho 1 giờ sạc.

Tuy nhiên, cũng giống nhiều công nghệ pin mới hiện nay, việc thương mại hoá pin natri-ion chưa thể thực hiện ngay. "Việc sản xuất thương mại quy mô lớn pin natri-ion rất khó xảy ra trong 2-3 năm tới. Chúng ta có thể coi pin natri-ion như một sự phòng ngừa cho tình trạng thiếu hụt pin lithium-ion hoặc chi phí tăng cao", Dennis Ip, người đứng đầu bộ phận tiện ích và nghiên cứu năng lượng tái tạo tại Daiwa Capital Markets cho biết.

Dự báo của Founder Securities về khả năng khai thác thương mại pin natri-ion trong những năm tới.

Mật độ năng lượng thấp của loại pin này cũng gây nghi ngại cho các nhà sản xuất về tầm hoạt động của xe cũng như mức độ phù hợp với một số thị trường.

Một điểm chắc chắn là pin natri-ion sẽ ít nhạy cảm hơn với giá kim loại tăng – vốn là mối quan tâm lớn của các nhà sản xuất pin. Nếu giá các nguyên liệu pin quan trọng tăng 10%, chi phí nguyên liệu của pin natri-ion chỉ tăng 0,4%, thấp hơn nhiều so với mức 3,2% và 4,6% của pin LPF và NCM. Wood Mackenzie đánh giá pin natri-ion có thể chiếm thị phần của pin LFP và đạt doanh số 20 GWh vào năm 2030.

Founder Securities thì có cái nhìn lạc quan hơn khi dự đoán 33 GWh pin natri-ion sẽ được triển khai trên ô tô cỡ nhỏ và 205 GWh trong hệ thống lưu trữ năng lượng vào năm 2025.

Tuy nhiên, những dự đoán này vẫn khá khiêm tốn so mức thị trường pin lithium-ion, sẽ tăng lên 1.447 GWh vào năm 2025 từ mức 706 GWh trong năm nay, theo S&P Global Market Intelligence.

Merriman của Roskill cho rằng sẽ phải mất vài năm để pin natri-ion được thiết kế, thử nghiệm và phê duyệt thành sản phẩm thương mại. "Cho dù công nghệ natri-ion có phải là lựa chọn thay thế khả thi hay không, pin lithium-ion vẫn sẽ thống trị ngành xe điện cho đến hết thập kỷ này".

Tham khảo: SCMP