“Chìa khoá” mang lại sự bền vững của pin ô tô điện

Khôi Nguyên

01/03/2023

Pin xe điện (EV) sẽ không tồn tại mãi mãi. Nhưng chúng có thể tồn tại lâu hơn một chút nếu chúng ta có thể tìm ra cách cung cấp cho chúng một giải pháp để có được “cuộc sống lần 2”. Điều đó sẽ mang đến cơ hội kinh doanh hấp dẫn cũng như cơ hội tăng tính bền vững của xe điện, nhưng vẫn còn một số thách thức cần giải quyết.

Pin đời thứ hai là gì?

Pin đời thứ hai là pin đã hết tuổi thọ ứng dụng chính nhưng vẫn có đủ dung lượng để sử dụng trong các ứng dụng ít đòi hỏi năng lượng cao hơn.

Các nhà sản xuất thường đề nghị thay thế pin Li-ion khi chúng đạt 70 đến 80% dung lượng định mức ban đầu. Dung lượng giảm này không thể đảm bảo hiệu suất và độ an toàn cần thiết cho các ứng dụng chính như xe điện nhưng pin vẫn có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác, chẳng hạn như lưu trữ năng lượng tái tạo, trạm sạc xe điện, xe nâng và các ứng dụng lưới điện để điều chỉnh tần số v.v...

Pin đời thứ hai có thể là nhân tố chính giúp tăng cường sử dụng xe điện. Chúng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến cơ sở hạ tầng sạc giá cả phải chăng, giảm chi phí pin và tác động đến môi trường, đồng thời đóng góp vào sự bền vững của thị trường pin. Chúng cũng có thể bù đắp giá của xe điện, trong đó pin là thành phần đắt nhất, thường chiếm khoảng 2/3 tổng chi phí xe điện.

Chìa khóa bền vững

Bước đầu tiên là kiểm tra xem pin vẫn có thể được sử dụng cho một số mục đích khác, chẳng hạn như bộ lưu trữ tại nhà hoặc bộ sạc EV.

Trong lĩnh vực kinh doanh pin, nền kinh tế tuần hoàn là chìa khóa để mang lại khả năng cạnh tranh về giá, khả năng chi trả, khả năng tiếp cận môi trường và tính bền vững. Việc thải bỏ pin cũ gây hại cho môi trường, đòi hỏi khắt khe và phức tạp vì chúng thường chứa các kim loại độc hại và hóa chất độc hại. Tuy nhiên, nhiều loại pin vẫn bị vứt bỏ không đúng cách trong môi trường hàng ngày, gây ra thiệt hại to lớn.

Pin mới hiệu quả hơn và được phát triển để tồn tại lâu hơn, vì vậy việc loại bỏ chúng sớm là một sự lãng phí tài nguyên. Thay vì loại bỏ các loại pin này, sẽ hiệu quả hơn nếu cung cấp cho chúng một cuộc sống thứ hai dưới hình thức tái sử dụng, tân trang hoặc tái chế. Tái chế pin (thu hồi các vật liệu chính) được tiêu chuẩn hóa và giá cả phải chăng cho pin axit-chì, nhưng tái chế Li-ion pin vẫn còn nhiều rào cản phải vượt qua. Chúng bao gồm thiếu tiêu chuẩn, giá cao và nhu cầu năng lượng cao, cũng như những thách thức với mật độ pin cao. Vì chỉ có một vài nơi cung cấp công nghệ tái chế phù hợp nên nhiều pin phải được vận chuyển, gây ra các vấn đề về hậu cần và an toàn cũng như tăng chi phí. Hiện tại, chi phí thu hồi vật liệu tương đương với chi phí nguyên liệu thô.

Phương pháp tiếp cận

Thay vì tái chế pin đã hết, việc tái sử dụng chúng cho các ứng dụng ít đòi hỏi hơn có thể tăng tuổi thọ pin và doanh thu cho nhà sản xuất. Nó cũng giúp bảo vệ môi trường bằng cách kéo dài thời gian cho các nhà sản xuất phát triển các cơ sở tái chế hiệu quả.

Khi xem xét những nhược điểm của công nghệ tái chế pin ngày nay, việc tái sử dụng pin có vẻ như là lựa chọn thân thiện với môi trường hơn vào lúc này. Ngoài lợi ích về môi trường, việc tái sử dụng pin cũng mang lại lợi ích kinh doanh. Nó giúp các công ty đạt được các yêu cầu về tín dụng carbon.

Việc tích hợp pin đời thứ hai vào hệ thống điện có thể trì hoãn việc xây dựng các nhà máy phát điện mới và giúp hệ thống năng lượng tái tạo dễ tiếp cận hơn. Hoạt động kinh doanh pin đời thứ hai bao gồm việc tháo pin khỏi xe điện và tích hợp chúng vào các ứng dụng khác. Bước đầu tiên của chiến lược kinh doanh là xác định các khách hàng chính và giá trị có thể mang lại cho họ.

Người dân, công ty và nhà sản xuất năng lượng muốn lắp đặt năng lượng tái tạo sẽ xem xét các hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS). Pin đời thứ hai có thể cung cấp ESS chi phí thấp hơn. Các tiện ích có thể được hưởng lợi từ ESS giá cả phải chăng thông qua kiểm soát tần số hiệu quả, dự trữ năng lượng nhanh, quản lý năng lượng và trì hoãn đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới. Các công ty sản xuất hoặc sử dụng pin có tiềm năng tăng cường kinh doanh với dịch vụ pin đời thứ hai.

Mô hình kinh doanh cho pin đời thứ hai

Kinh doanh pin đời thứ 2 cũng còn nhiều vấn đề.

Trong một nghiên cứu mới đây, các nhà nghiên cứu về pin đã thảo luận về một số mô hình kinh doanh tiềm năng cho pin đời thứ hai. Có 3 mô hình kinh doanh chính: Thị trường đóng, thị trường dựa trên trung gian và thị trường mở.

Mô hình thị trường đóng có nghĩa là nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) cho chủ sở hữu xe điện thuê pin. Khi pin hết tuổi thọ, OEM có trách nhiệm tái chế chúng (thu gom, thử nghiệm, phân loại và tái sử dụng). Pin rất quan trọng đối với các OEM muốn bảo vệ công nghệ của họ và không sẵn sàng chia sẻ thông tin chính về pin ra bên ngoài công ty. Tuy nhiên, họ phải có khả năng thực hiện toàn bộ quy trình tái chế.

Trong mô hình thị trường dựa trên trung gian, các OEM thỏa thuận với các công ty hậu cần chịu trách nhiệm về quy trình tái chế. Họ thu thập pin đã qua sử dụng dù có hoặc không có sự hợp tác của các công ty khác phát triển và phân phối ESS, trạm sạc xe điện, v.v… Công ty hậu cần là cầu nối giữa OEM và người dùng cuối, nghĩa là OEM phải chia sẻ thông tin và dữ liệu liên quan về công nghệ của họ với bên trung gian. Điều này gây rủi ro cho các OEM, những người cũng làm suy yếu cơ hội kinh doanh trong tương lai trong lĩnh vực này và có khả năng làm hỏng thương hiệu của họ nếu pin của họ không mang lại hiệu suất tốt trong các ứng dụng phụ.

Mô hình thị trường mở bao gồm các nhà khai thác thị trường để kết nối khách hàng và người bán pin thông qua nền tảng trực tuyến. Các nền tảng nên quản lý hàng tồn kho có tính đến cung và cầu của pin đời thứ hai. Là trung gian, các nhà điều hành thị trường kiếm được một tỷ lệ % của giá trị giao dịch.

Tuy nhiên, các nền tảng phải có khả năng hỗ trợ và hỗ trợ khách hàng chỉ định pin và thông số kỹ thuật ESS. Thị trường mở có lẽ là mô hình thách thức nhất, vì nó yêu cầu công nghệ chuỗi khối phát triển tốt để bảo vệ người bán và người mua, đồng thời giá pin được cá nhân hóa để giải thích cho các lịch sử và điều kiện hoạt động khác nhau.

Các nhà sản xuất pin là ứng cử viên phù hợp nhất để quản lý vòng đời thứ hai ứng dụng pin. Họ biết nhiều nhất về pin, thiết kế của chúng, cách chúng xuống cấp, hiệu suất của pin đã qua sử dụng và chúng phù hợp nhất với những ứng dụng nào. Họ cũng biết cách điều chỉnh pin và tối ưu hóa hiệu suất cho một ứng dụng nhất định. Các nhà sản xuất pin sẽ đóng vai trò chính trong việc xác định các tiêu chuẩn và quy định cho các ứng dụng pin đời thứ hai.

Thách thức và hạn chế của pin đời thứ hai

Mặc dù có những ưu điểm, nhưng việc tái sử dụng pin có một số điều không chắc chắn.

Liệu lượng pin hiện đang sử dụng có đủ để đáp ứng nhu cầu của thị trường ứng dụng thứ cấp hay không vẫn là một câu hỏi mở. Hơn nữa, không có quy định nào về hiệu suất yêu cầu của pin đời thứ hai hoặc điều kiện bảo hành sản phẩm cho khách hàng.

Cấu trúc kinh doanh vẫn chưa được xác định rõ ràng, chẳng hạn như quy trình kiểm tra pin tái sử dụng và quy trình thay thế và vận chuyển pin. Vì giá pin đang giảm nên khả năng cạnh tranh về giá của pin đã qua sử dụng cũng bị nghi ngờ. Các nhà sản xuất thận trọng với cơ hội kinh doanh này, vì dữ liệu về pin của họ được bảo mật và vì sợ rằng pin đời thứ hai có thể ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh cốt lõi.

Tái chế trực tiếp nghe có vẻ là một lựa chọn hiệu quả hơn cho các nhà sản xuất, nhưng nó đòi hỏi cơ sở hạ tầng phức tạp và tốn kém. Pin đời thứ hai có thể là một giai đoạn chuyển tiếp trong khi các cơ sở tái chế được thành lập. Mặc dù pin đời thứ hai có nhiều hứa hẹn, nhưng cần có thêm các nghiên cứu để xác định các quy định và cung cấp một bức tranh rõ ràng hơn về lợi nhuận cũng như chi phí liên quan đến lắp đặt, vận hành, bảo trì, và thử nghiệm. Mục tiêu vẫn là làm cho pin đời thứ hai hiệu quả hơn về mặt kinh tế so với pin mới.