Khủng hoảng kim loại hiếm có thể làm chậm quá trình phát triển của xe điện toàn cầu

Sự thiếu hụt kim loại hiếm có thể làm trì hoãn quá trình chuyển đổi xe điện, một phần quan trọng trong kế hoạch của Liên minh Châu Âu nhằm giảm lượng khí thải nhà kính ít nhất 55% vào năm 2030 so với mức năm 1990.

Công ty tư vấn McKinsey vừa đưa ra tư vấn vào tháng 7 vừa qua khi cảnh báo về khả năng thiếu hụt các kim loại hiếm chủ chốt cần thiết cho quá trình chuyển đổi năng lượng sạch, điều này có thể cản trở việc áp dụng rộng rãi xe điện và tua-bin gió, cũng như các tấm pin mặt trời.

Báo cáo dự đoán rằng vào năm 2030, có thể thiếu 10 đến 20% niken sẵn có, cần thiết cho việc sử dụng pin lithium-ion để cung cấp năng lượng cho EV. Mức thâm hụt thậm chí còn cao hơn 70% được dự báo đối với dysprosium, một nguyên tố đất hiếm thường được sử dụng trong động cơ điện.

Những thâm hụt này có thể sẽ làm tăng chi phí chuỗi cung ứng và giá của các sản phẩm có hàm lượng carbon thấp hơn, làm chậm các nỗ lực khử carbon toàn cầu. Điều này có khả năng có thể trở nên trầm trọng hơn bởi lượng thời gian cần thiết để tăng quy mô sản xuất nguyên liệu thô.

McKinsey đề xuất đầu tư từ 3 - 4 nghìn tỷ USD vào khai thác, tinh chế và luyện kim vào năm 2030 để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về pin.

Vào tháng 5/2023, một cuộc khảo sát do Đại học Công nghệ Chalmers ở Thụy Điển đứng đầu và được thực hiện thay mặt cho Ủy ban Châu Âu, đã cảnh báo rằng nếu mức sản xuất nguyên liệu thô hiện tại vẫn duy trì như hiện nay, thì sẽ không có đủ các kim loại này trong tương lai.

Maria Ljunggren, phó giáo sư tại Chalmers chuyên phân tích hệ thống môi trường và là tác giả của báo cáo cho biết: "Nó có liên quan đến điện khí hóa. Tất nhiên, điều này bao gồm pin, nhưng cũng có cả động cơ điện”.

Một thực tế khác là EU phụ thuộc nặng nề vào việc nhập khẩu các kim loại chủ chốt từ Trung Quốc, Nam Phi và Brazil.

Bà Maria Ljunggren nói: “Việc thiếu nguồn cung vừa là vấn đề kinh tế vừa là vấn đề môi trường đối với EU, đồng thời có nguy cơ làm chậm quá trình chuyển đổi sang ô tô điện”.

Mức độ nghiêm trọng của tình hình cũng được nhấn mạnh trong Đạo luật Nguyên liệu thô quan trọng của Ủy ban Châu Âu, trong đó nhấn mạnh tầm quan trọng của các nước châu Âu trong việc khám phá các nguồn tài nguyên địa chất của chính họ.

Anders Karrberg, người đứng đầu bộ phận bền vững toàn cầu của Volvo Cars, cho rằng nhu cầu đối với vật liệu sẽ tăng lên nhưng cho biết còn quá sớm để nói rằng điều này sẽ gây ra vấn đề vì các bước đã được tiến hành để giải quyết những thiếu hụt tiềm ẩn.

“Chúng tôi có thể chế tạo xe điện với mức nguyên liệu thô quan trọng thấp hơn nhiều so với hiện nay. Ví dụ, động cơ điện không cần phải có nam châm vĩnh cửu với các nguyên tố đất hiếm”, Anders Karrberg cho biết.

Karrberg nói những thay đổi bổ sung đối với cấu tạo vật liệu trong xe hơi ngày mai cũng sẽ hữu ích.

“Đối với các nguyên liệu thô quan trọng, chúng ta nên lo lắng hơn về các ngành công nghiệp năng lượng gió khác vì các tua-bin cần một lượng nguyên liệu đất hiếm cao hơn nhiều và xe tải cũng vậy”, Anders Karrberg nhấn mạnh.

Anders Karrberg đồng thời cũng cho hay EU phải tăng cường nỗ lực tái chế các nguyên liệu thô quan trọng. Theo quan điểm của ông, EU phải tăng cường nỗ lực tái chế các nguyên liệu thô quan trọng, lưu ý rằng ngành công nghiệp ô tô có vai trò quan trọng.

Anders Karrberg nói: “Ngày nay chúng ta có hơn 50 loại kim loại khác nhau trong ô tô, nhưng phần lớn trong số chúng chỉ có trọng lượng rất thấp. Chúng khó thu thập và tái chế khi xe hết tuổi thọ”.

Karrberg đặc biệt lưu ý vật liệu mà ông lo lắng nhất là đồng, được sử dụng trong động cơ điện, pin, biến tần và hệ thống dây điện.

Theo số liệu từ Hiệp hội Phát triển Đồng, hơn 80 kg đồng có trong một chiếc ô tô chạy hoàn toàn bằng điện so với mức tối đa khoảng gần 23kg trong một chiếc ô tô thông thường. Trong một số ứng dụng, đồng có thể được thay thế cho nhôm, nhưng không phải tất cả.

Trước tình hình đó, các nhà sản xuất ô tô thực sự nên tìm kiếm các giải pháp thay thế để chuẩn bị cho tình trạng thiếu hụt tiềm năng.

"Nếu chúng ta xem xét các động cơ điện và nam châm vĩnh cửu, có chứa neodymium và dysprosium, liệu có thể sử dụng một loại nam châm khác, chẳng hạn như nam châm sắt, tất nhiên là có thể nhưng với sự hiểu biết rằng điều này sẽ thay đổi hiệu suất của phương tiện”, bà Maria Ljunggren nhận định.

Từ quan điểm của Maria Ljunggren, các nhà sản xuất ô tô phải không tham gia nhiều hơn vào việc tìm nguồn cung ứng nguyên liệu thô nói chung. Điều này sẽ yêu cầu thiết lập quan hệ đối tác mới ở các quốc gia trên thế giới và nhấn mạnh vào việc sử dụng vật liệu tái chế để tạo ra sản phẩm mới.

Maria Ljunggren nhấn mạnh: “Những nguyên liệu thô này đi vào pin và các bộ phận khác của ô tô đã không được sử dụng với số lượng cần thiết để xây dựng đội xe điện toàn cầu. Đây là một vấn đề lớn đối với EU”.