Lĩnh vực xe điện (EV) đang phát triển nhanh chóng. Tuy nhiên, liệu ngành công nghiệp pin xe điện có phát triển kịp để đáp ứng những mục tiêu đầy tham vọng đó?
Theo số liệu của hãng nghiên cứu BloombergNEF, tỷ trọng xe điện trong tổng doanh số bán xe hơi được dự báo sẽ tăng từ dưới 10% vào năm 2021 lên 40% vào năm 2030. Con số này sẽ vào khoảng 25-40 triệu chiếc. Những chiếc xe điện này và hàng triệu sản phẩm điện tử khác sẽ cần rất nhiều pin.
Công ty quản lý tài sản Bernstein dự đoán rằng nhu cầu pin cho xe điện sẽ tăng gấp 9 lần vào năm 2030 lên 3.200 GWh. Trong khi đó, công ty tư vấn năng lượng Rystad dự báo con số này ở mức 4.000 GWh.
Những dự báo đó giải thích tại sao chuỗi giá trị pin toàn cầu lại vô cùng sôi động, từ việc khai thác lithium ở sa mạc Atacama (Chile) đến Hungary – nơi sản xuất pin lớn nhất thế giới CATL (Trung Quốc) hiện nay. Ngày 12 tháng 8 đã công bố khoản đầu tư 7,5 tỷ đô la để xây dựng “gigafactory” thứ hai ở châu Âu.
Các nhà sản xuất ô tô phương Tây đang nỗ lực giảm bớt sự phụ thuộc vào ngành sản xuất pin của Trung Quốc trong bối cảnh căng thẳng địa chính trị. Giá kim loại pin đã tăng chóng mặt và dự kiến sẽ đẩy chi phí sản xuất pin vào năm 2022 – lần đầu tiên sau hơn 10 năm.
Vào tháng 6 năm 2022, BloombergNEF đã hoài nghi về dự đoán trước đó rằng chi phí mua và vận hành một chiếc xe điện sẽ rẻ như một chiếc xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch vào năm 2024. Các mục tiêu xa hơn, chẳng hạn như lệnh cấm của Liên minh châu Âu (EU) đối với hóa thạch. ô tô chạy bằng nhiên liệu vào năm 2035, có thể không sử dụng được.
Tham vọng “siêu khủng” của ngành pin
Theo công ty tư vấn Benchmark Minerals, nếu 282 gigafactories mà các nhà sản xuất pin dự định xây dựng được đưa vào hoạt động vào năm 2031, dung lượng pin toàn cầu sẽ đạt 5.800 GWh.
Bernstein tính toán rằng tổng nguồn cung pin hiện tại và dự kiến trong tương lai của sáu nhà sản xuất pin hàng đầu thế giới – BYD và CATL của Trung Quốc; LG, Samsung và SK Innovation của Hàn Quốc và Panasonic của Nhật Bản – sẽ tăng lên 1.360 GWh vào cuối thập kỷ này. Điều đó có nghĩa là nhu cầu thiếu hụt sẽ được lấp đầy bởi các công ty mới, nhưng việc thâm nhập vào ngành công nghiệp pin sử dụng nhiều vốn này không phải là điều dễ dàng.
Theo Matteo Fini, nhà phân tích tại S&P Global Mobility, một vấn đề đáng chú ý, một gigafactory phải mất ba năm để xây dựng, nhưng mất nhiều thời gian hơn – có thể là vài năm – để đạt được công suất tối đa. Do đó, sản lượng thực tế vào năm 2030 có thể ít hơn so với ước tính lý thuyết. Hơn nữa, công nghệ và thông số kỹ thuật riêng biệt của các nhà sản xuất có nghĩa là pin của một nhà máy không thể thay thế cho pin của nhà máy khác – điều này có thể tạo ra tắc nghẽn. ”Trong chuỗi cung ứng pin.
Khó khăn lớn nhất mà các nhà sản xuất ô tô phương Tây phải đối mặt là sự thống trị của Trung Quốc trong lĩnh vực sản xuất pin. Các nhà máy ở quốc gia này chiếm gần 80% công suất sản xuất pin của thế giới. Benchmark Minerals dự báo thị phần của Trung Quốc sẽ giảm trong thập kỷ tới nhưng vẫn ở mức gần 70%. Mỹ có lẽ nắm giữ 12% công suất toàn cầu, và châu Âu chiếm phần lớn phần còn lại.
Nhu cầu xe điện ở Mỹ tăng trưởng không quá nhanh có thể giảm bớt áp lực lên các nhà sản xuất ô tô tại thị trường Mỹ. Công ty tư vấn Deloitte dự kiến doanh số bán xe điện tại thị trường Mỹ sẽ chỉ dưới 5 triệu chiếc, trong tổng số 31 triệu chiếc xe điện dự kiến sẽ được bán vào năm 2030, 15 triệu chiếc ở Trung Quốc và 15 triệu chiếc ở Trung Quốc. Châu Âu là 8 triệu xe. Các nhà sản xuất ô tô lớn của Mỹ đã liên doanh với các nhà sản xuất pin lớn của Hàn Quốc để đảm bảo nguồn cung cấp pin trong nước. Vào tháng 7, Ford và SK Innovation đã đạt được thỏa thuận xây dựng một nhà máy pin ở Tennessee và hai nhà máy ở Kentucky. Cùng tháng, Detroit đạt được thỏa thuận nhập khẩu pin CATL. GM và LG Energy cùng đầu tư hơn 7 tỷ USD vào ba nhà máy pin ở Michigan, Ohio và Tennessee.
Trong khi đó, chuỗi cung ứng pin đang mở rộng nhanh chóng ở châu Âu. Volkswagen có kế hoạch xây dựng 6 gigafactories vào năm 2030. BMW đang làm việc với công ty pin Hàn Quốc và Mercedes-Benz đang đầu tư vào sản xuất pin ở châu Âu thông qua một liên doanh. Một số công ty khởi nghiệp như Northvolt (Thụy Điển) – được Volkswagen và Volvo hậu thuẫn – cũng đang bận rộn tăng công suất. Tuy nhiên, ngành công nghiệp ô tô của châu Âu dường như vẫn khá phụ thuộc vào các nhà sản xuất pin Trung Quốc. Nhà máy đầu tiên ở châu Âu của CATL, đặt tại Đức, sẽ bắt đầu hoạt động vào cuối năm nay, trong khi một số linh kiện vẫn phải nhập khẩu từ Trung Quốc.
Đây vẫn là một bài toán “đau đầu” đối với các hãng xe châu Âu. Để làm phức tạp thêm tình hình, Giám đốc điều hành Northvolt Peter Carlsson chỉ ra rằng mức thuế đề xuất đối với hàng nhập khẩu sử dụng nhiều carbon có thể làm tăng giá pin nhập khẩu từ Trung Quốc từ 5-8%, nếu chúng được sản xuất bằng nhiệt điện than. Những quy định như vậy sẽ thúc đẩy triển vọng của Northvolt khi công ty hoạt động bằng năng lượng thủy điện sạch. Quy định này cũng hạn chế khá nhiều khả năng nhập khẩu pin từ nước ngoài của các nhà sản xuất ô tô châu Âu.
“Điểm nghẽn” trong cung ứng nguyên liệu
Ngoài khó khăn trong quá trình sản xuất, vấn đề thiếu nguồn cung càng phức tạp và trầm trọng hơn trong quá trình khai thác kim loại cho chuỗi cung ứng pin. Lấy ví dụ niken. Nhờ sự gia tăng sản lượng lớn ở Indonesia – quốc gia chiếm 37% thị trường niken toàn cầu – nguồn cung trên thị trường có vẻ được đảm bảo.
Tuy nhiên, niken của Indonesia không phải là loại cao cấp có thể được sử dụng trong pin điện. Chúng có thể được tinh chế thành các thành phần tương thích với pin, nhưng quá trình nấu chảy niken này cũng thải ra lượng carbon nhiều hơn gấp ba lần so với quá trình tinh luyện niken của Canada, New Caledonia hay Nga.
Socrates Economou, chuyên gia về thị trường hàng hóa tại công ty phân tích Trafigura Insights, cho rằng lượng khí thải đó đi ngược lại các mục tiêu môi trường của việc sản xuất xe điện. Các nhà sản xuất ô tô (đặc biệt là ở Châu Âu) có thể tránh sử dụng các thành phần sử dụng nguồn niken này.
Giá coban tăng đột biến trong năm 2018 đã thúc đẩy các nhà sản xuất pin phát triển các loại pin sử dụng ít coban hơn. Bên cạnh đó, kế hoạch mở rộng các mỏ ở Cộng hòa Dân chủ Congo (DRC), quốc gia có trữ lượng coban lớn nhất thế giới, và Indonesia cũng sẽ đảm bảo nguồn cung cho các nhà sản xuất pin ít nhất cho đến năm 2027, nhiều công ty phương Tây thông báo rằng họ sẽ không mua coban từ Cộng hòa Dân chủ Congo vì các vấn đề lao động và các quy định khai thác ở nước này.
Yếu tố gây bất ổn lớn nhất đối với ngành sản xuất pin là sự thiếu hụt lithium. Sự khan hiếm nguyên liệu thô này đã khiến một số nhà sản xuất điện tử tiêu dùng phải thu hẹp sản lượng.
Dự kiến đến năm 2026, thị trường lithium có thể thặng dư trở lại nhờ các dự án mới đi vào hoạt động. Tuy nhiên, hầu hết chúng được đặt tại Trung Quốc và dựa vào các mỏ lithium chất lượng thấp. Điều này có nghĩa là sẽ tốn nhiều chi phí hơn để khai thác và xử lý lithium ở Trung Quốc so với các mỏ ở Australia hoặc Mỹ Latinh. Economou ước tính rằng để các mỏ này hoạt động hiệu quả về mặt kinh tế, giá lithium cacbonat phải ở mức 35.000 USD / tấn – mức này thấp hơn mức giá cao hiện tại nhưng vẫn gấp ba lần so với năm ngoái.
Các nguồn lithium cao cấp cũng phải đối mặt với một tương lai không chắc chắn. Chile đề xuất đưa vấn đề quốc hữu hóa tất cả các nguồn tài nguyên thiên nhiên ra trưng cầu dân ý vào tháng 9 năm 2022. Australia cũng đang lên kế hoạch điều chỉnh thuế, quốc gia có một số loại thuế khai thác cao nhất trên thế giới, có thể không khuyến khích các khoản đầu tư mới vào lĩnh vực khai thác lithium.
Vào cuối tháng 7, Giám đốc điều hành của Albemarle Corp, nhà sản xuất lithium hàng đầu thế giới, cảnh báo rằng, bất chấp nỗ lực mở rộng nguồn cung, các nhà sản xuất ô tô sẽ phải đối mặt với một cuộc chiến khốc liệt để có được lithium từ nay đến năm 2030.
Quá trình xây dựng các mỏ này mất từ 5 đến 25 năm, do đó, chỉ còn rất ít thời gian để các mỏ mới đi vào hoạt động trong thập kỷ này. Giám đốc phát triển của một công ty khai thác mỏ lớn cho biết thị trường kim loại “xanh” vẫn còn quá nhỏ để các đại gia khai thác mỏ tham gia. Hầu hết họ không muốn đặt cược vào các quốc gia như Cộng hòa Dân chủ Congo, nơi rất khó thực thi hợp đồng. Các công ty khai thác nhỏ hơn thường thực hiện các dự án rủi ro không có khả năng huy động vốn trên các thị trường niêm yết. Các nhà đầu tư cũng không quan tâm đến các ngành khai thác được coi là rủi ro và không thân thiện với môi trường.
Kể từ đầu năm 2021, các nhà sản xuất ô tô đã góp vốn vào khoảng 20 dự án khai thác niken và năm khoản đầu tư khác vào lithium và coban. Hầu hết các dự án này đều có sự tham gia của các công ty phương Tây. Ví dụ, vào tháng 3, Volkswagen đã công bố liên doanh với hai công ty khai thác mỏ của Trung Quốc để đảm bảo nguồn cung niken và coban cho các nhà máy sản xuất xe điện của mình ở Trung Quốc. Tháng trước, GM cho biết họ sẽ trả trước cho Livent, một nhà sản xuất lithium, 200 triệu USD để đảm bảo nguồn cung. Tuy nhiên, Mick Davis, chuyên gia của công ty đầu tư Vision Blue Resources, cho rằng những dự án này khó có thể lấp đầy khoảng trống.
Trong khi đó, vai trò của vật liệu tái chế – thường chiếm 1/4 nguồn cung trên thị trường kim loại – dự kiến sẽ giảm từ nay đến năm 2030. Những thay đổi trong thiết kế pin có thể làm giảm nhu cầu về pin. với các kim loại khan hiếm nhất, nhưng hiệu suất của pin cũng có thể bị ảnh hưởng. Lithium đặc biệt khó thay thế. Các công nghệ để loại bỏ hoàn toàn lithium vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu.
Hoạt động khai thác tại mỏ niken ở Sorowako, Indonesia. Ảnh: Reuters
Nâng cao năng lực để “tự cung tự cấp”
Ngay cả khi ngành công nghiệp xe điện của phương Tây có thể đảm bảo đủ nguyên liệu thô và năng lực sản xuất pin, nó vẫn sẽ phải đối mặt với thách thức lớn là lọc dầu, một lĩnh vực mà Trung Quốc gần như độc quyền.
Các công ty Trung Quốc tinh chế gần 70% lithium, 84% niken và 85% coban trên thế giới. Trafigura dự báo thị phần niken và coban sẽ duy trì trên 80% trong ít nhất 5 năm tới. Theo Trafigura, các công ty châu Âu và Bắc Mỹ dự kiến sẽ buộc phải dựa vào các nhà cung cấp nước ngoài – thường là Trung Quốc – ít nhất một nửa công suất để chuyển quặng tinh thành nguyên liệu pin.
Các chính phủ phương Tây nhận thức rõ nhu cầu cấp thiết về đa dạng hóa nguồn cung cấp pin. Năm ngoái, Tổng thống Mỹ Joe Biden đã công bố một kế hoạch chi tiết nhằm thúc đẩy chuỗi cung ứng pin trong nước. Đạo luật Cơ sở hạ tầng, được thông qua vào năm 2021, dành 3 tỷ USD cho sản xuất pin ở Mỹ. Đạo luật Giảm lạm phát (IRA) vừa được Quốc hội Mỹ thông qua ngày 12/8, cũng bao gồm các gói hỗ trợ ngành sản xuất pin trong nước, từ khai thác, sản xuất tại Mỹ hay các nước đồng minh.
EU đã thành lập một liên minh pin toàn khối vào năm 2017 để điều phối các nỗ lực công và tư, cho biết 127 tỷ euro (129 tỷ USD) đã được đầu tư vào năm ngoái cho toàn bộ chuỗi cung ứng. EU dự kiến sẽ rót thêm 382 tỷ euro vào năm 2030. Phần lớn hỗ trợ sẽ tập trung vào việc giúp châu Âu và Mỹ trở nên “tự cung tự cấp” về pin thành phẩm vào năm 2027.
