PIN – Vũ khí mới của những kẻ khổng lồ
Theo nghiên cứu của Bloomberg NEF, giá pin chiếm hơn một nửa (57%) chi phí sản xuất một chiếc xe ô tô điện. Đây cũng là lý do tại sao cuộc chiến ô tô điện cốt lõi là cuộc chiến về pin.
Trong bối cảnh nhu cầu pin ô tô điện không ngừng tăng cao, khả năng sản xuất của các nhà máy hiện tại đã không còn đủ để đáp ứng. 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 này có thể làm tăng nhu cầu về pin lên khoảng 8 lần so với năng lực sản xuất của các nhà máy hiện tại. Không chỉ vậy, các nhà sản xuất pin còn cạnh tranh với các nhà sản xuất điện về công cụ tích trữ điện dư thừa từ năng lượng mặt trời hay năng lượng gió.
Để tăng khả năng cạnh tranh, các nhà sản xuất hiện nay đang chú trọng ưu tiên giảm giá thành sản xuất, liên tục cải tiến về công nghệ, cũng như mang các nhà máy sản xuất về gần các khu lắp ráp ô tô để giảm chi phí vận chuyển. Về lâu dài, điểm mấu chốt của công nghệ pin là thay thế dung dịch lithium lỏng ở lõi thành các hợp chất lithium rắn. Vì pin loại này sẽ ổn định và ít bị quá nhiệt hơn, cho phép pin sạc nhanh hơn. Hiện, có nhiều công ty đã nắm giữ được quy trình công nghệ này như Toyota Motor, nhưng vấn đề ở chỗ sản xuất hàng loạt với chi phí hợp lý không phải là bài toán dễ. Do đó quãng đường để trở thành bá chủ thế giới về “pin ô tô điện” từ đó cũng gập ghềnh và mất thời gian hơn.
Vậy hãy cùng tìm hiểu tiếp về chuỗi cung ứng hiện tại của vũ khí mãnh lực này – pin lithium-ion – loại pin đang được sử dụng nhiều nhất trong hầu hết các loại xe điện.
Ai đang có lợi thế trong chuỗi cung ứng của pin ô tô điện?
Nguồn cung Nguyên vật liệu thô
Thành phần chủ yếu của pin lithium-ion bao gồm lithium, nhôm, coban, than chì, mangan và niken. Theo Ủy ban Mậu dịch Hoa Kỳ, những loại nguyên liệu này cấu thành hơn một nửa chi phí của pin thành phẩm. Trong đó, lithium, than chì và coban là ba loại nguyên liệu đang gặp phải những vấn đề nghiêm trọng liên quan đến việc thiếu hụt nguồn cung.
Đối với lithium, nhu cầu sản xuất pin chiếm đến 14% sản lượng lithium trong năm 2015, và con số này dự báo sẽ tăng lên đến 38%, tương đương mức thiếu hụt khoảng 100.000 tấn vào năm 2025. Điều này sẽ làm cho giá lithium ngày càng leo thang. Hiện, Chile và Argentina là hai nhà xuất khẩu lithium hàng đầu thế giới.
Tiếp đến là than chì, được sử dụng trong cực dương của nhiều EVs. Sản lượng than chì sử dụng trong pin đã tăng từ 80.000 tấn trong năm 2015 lên đến 250.000 tấn trong năm 2020. Được biết, Trung Quốc cũng là bá chủ thế giới về than chì, theo sau là Ấn Độ và Brazil.
Cuối cùng là coban, coban trung bình chiếm khoảng 30% cực âm của pin lithium-ion (2017), nhưng trong tương lai, các nhà sản xuất sẽ giảm hàm lượng coban khi pin trở nên dày hơn. Hiện nguồn cung coban thô chỉ tập trung tại một số quốc gia như Cộng hòa Công Gô chiếm hơn một nửa sản lượng của thế giới (2016), theo sau là Trung Quốc và Canada. Bên cạnh đó, Trung Quốc là nơi nguồn cung cấp chính đối với coban tinh chế (coban được tinh chế trước khi đưa vào sản xuất). Với sự khan hiếm ngày càng nghiêm trọng, nhiều chuyên gia dự báo rằng khoảng chênh lệch giữa cung và cầu coban vào năm 2025 có thể lên đến 20%. Được biết, giá coban đã tăng mạnh 120% trong năm 2017, sau đó bình ổn hơn trong giai đoạn từ năm 2018 đến nay, do các nhà sản xuất sử dụng hợp đồng kỳ hạn tương lai.
Sản xuất pin
Quy trình sản xuất pin có thể được phân chia thành 3 giai đoạn: sản xuất cell pin (cell battery), module pin (battery module) và lắp ráp pack pin (battery pack). Ba quy trình này có thể diễn ra ở một địa điểm do một đơn vị thực hiện, hoặc có thể diễn ra ở nhiều địa điểm khác nhau với nhiều nhà máy cùng tham gia.
Nhìn chung, các nhà sản xuất cell pin là một trong những chủ thể quyền lực nhất trong chuỗi cung ứng, vì đây là quy trình quan trọng nhất trong quy trình sản xuất pin lithium-ion. Hiện tại, khoảng 77% công suất sản xuất tế bào pin hiện tại nằm ở Châu Á và sự thống trị được dự báo sẽ còn tiếp tục gia tăng. Và trong số đó, 44% công suất sản xuất hiện tại được kiểm soát bởi các công ty Trung Quốc. Trong khi đó, công suất sản xuất ở châu Âu và châu Mỹ ghi nhận lần lượt lở mức khoảng 13% và 10% ở Mỹ (phần lớn trong số đó hiện là liên doanh của Tesla với Panasonic). Theo ABB dự báo, đến năm 2030 châu Âu sẽ tăng tỷ trọng công suất lên mức khoảng 33% sản lượng toàn cầu, trong khi châu Mỹ vẫn dậm chân tại chỗ.
Theo Báo cáo chuỗi cung ứng Pin EV của ABB, nhà sản xuất cell pin lớn nhất trên thế giới hiện tại là LG Energy (Hàn Quốc), thực hiện các đơn hàng OEM cho nhiều ông lớn như FCA, Ford, Greely, GM, Hyundai, Nissan, Tesla,v.v. Theo sau là BYD (Trung Quốc), Panasonic (Nhật Bản), CATL (Trung Quốc) và SK Innovation (Hàn Quốc). Được biết, hầu hết các doanh nghiệp này đều đang mở rộng các nhà máy sản xuất trên toàn cầu để gia tăng công suất sản xuất. Cũng trong cuộc chiến này, đại diện từ Việt Nam Vinfast, cũng vừa mới thông báo về việc khởi công nhà máy sản xuất cell pin tại KKT Vũng Áng (Kỳ Anh, Hà Tĩnh) với tổng mức đầu tư hơn 8.814 tỷ đồng.
Các cell pin sau khi sản xuất xong sẽ được kết hợp với nhau thành các module pin. Các module khác nhau sẽ được cấu thành từ thành phần và số lượng cell pin khác nhau. Được biết, giai đoạn này sẽ chiếm đến 11% tổng chi phí sản xuất pin.
Cuối cùng, các module sẽ được kết hợp với nhau tạo thành pack pin. Pack pin hoàn chỉnh sẽ gồm có các module pin kết hợp với hệ thống quản lý pin (Battery Management Systems – BMS) và hệ thống làm mát (Thermal Management Systems). Công đoạn này sẽ được thực hiện bằng tay hoặc bằng các cánh tay robot tự động. Giai đoạn này ước tính chiếm đến 14% chi phí sản xuất pin. Thường khâu hoàn chỉnh pack pin được thực hiện gần các khu lắp ráp ô tô do vận chuyển module pin (nhẹ hơn) sẽ tiết kiệm hơn việc vận chuyển cả pack pin (nặng hơn).
Chẳng hạn, pin EV sử dụng cho Nissan Leaf có cell và module được sản xuất ở Nhà máy của Tập đoàn Cung cấp Năng lượng (AESC) ở Sunderland, Anh, sau đó được vận chuyển đến Tây Ban Nha để tiến hành lắp ráp. Tuy nhiên cũng có vài 1 trường hợp ngoại lệ như, xe Module 3 của Tesla có pin được sản xuất tập trung ở nhà máy “Gigafactory” ở Nevada.
Cuộc đua giành lại thế cân bằng
Như đã phân tích ở trên, hiện châu Á chiếm đến 77% công suất sản xuất pin của toàn cầu, nhưng chỉ riêng Trung Quốc đã chiếm đến 44%. Trong bối cảnh dịch bệnh Covid-19, các nền kinh tế thực sự nhận thức được sự nguy hiểm của chuỗi cung ứng nguồn cung một chiều.
Với tiềm lực sẵn có, Trung Quốc coi pin là yếu tố quan trọng đối với tham vọng thống trị ngành công nghiệp xe ô tô điện. Chính phủ nước này đã liên tục trợ cấp cho Contemporary Amperex Technology trở thành một trong những nhà cung cấp pin lớn nhất thế giới. Hiện nước này, cũng là quốc gia sở hữu công nghệ sản xuất pin lithium-ion tiên tiến và tiết kiệm nhất.
Trong khi đó, Chính quyền tổng thống Biden đã nhanh chóng đưa ra Chiến lược Quốc gia, nhằm tăng cường sản xuất pin ô tô điện và cả chất bán dẫn. 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. Được biết, 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.
Châu Âu cũng không nằm ngoài cuộc chiến này, 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 của hãng. Freyr, một hãng sản xuất pin của Luxembourg, có kế hoạch huy động 850 triệu USD, một phần dùng cho việc sáp nhập với Alussa Energy Acquisition Corporation. Công ty có kế hoạch sản xuất pin bằng công nghệ do 24M Technologies ở Cambridge, Massachusetts phát triển. Trong khi đó, Hãng North Volt (Thụy Điển) sẽ tiến hành xây dựng một nhà máy chế tạo pin có công suất lên tới 150GWh. Volkswagen (Đức) và Mercedes-Benz cũng đang lên kế hoạch chi tiết xây dựng các nhà máy sản xuất pin.
Đến lúc nguy hiểm cận kề, thì bản năng sinh tồn mới trỗi dậy, và hành động. Và liệu những biện pháp này của các nền kinh tế và các ông lớn ô tô điện có giúp thay đổi cục diện toàn cầu về pin ô tô điện, trong bối cảnh mọi thứ đều khó khăn?
Huyền Trân
ĐỌC THÊM:
Hỏa hoạn hàng không mới nhất gợi lên những câu hỏi mới về sự an toàn trong vận chuyển pin lithium
