TiaSang
Thứ 3, Ngày 25 tháng 1 năm 2022
Đổi mới sáng tạo

Cuộc đấu giữa các nhà chế tạo ô tô Đức với giới sản xuất pin điện châu Á

04/10/2018 13:12 -

Pin là trái tim của ô tô điện và ngành công nghiệp ô tô của Đức lại bị lệ thuộc một cách hết sức nguy hiểm. Giờ đây ngành công nghiệp ô tô của Đức đặt cược vào một công nghệ mới, có điều không ai biết chắc chắn “cái được” của công nghệ này và bao giờ nó xuất hiện.

Vào một ngày tháng 9 tràn trề ánh sáng mặt trời, ông Akira Yoshino trông có vẻ mệt mỏi. Ông vừa vượt chặng đường 9310 km, ông là nhà sáng chế loại ắc quy Lithium-Ion tới từ Tokyo. Ông dự định sẽ có một cuộc nói chuyện với các đại diện ngành công nghiệp ô tô châu Âu tại Düsseldorf. Akira Yoshino có một cảnh báo hết sức rõ ràng: “Nếu trong những thập niên tới châu Âu còn có ý định xuất khẩu ô tô, thì phải ngay lập tức xây dựng các nhà máy sản xuất pin của mình”.

Ắc quy là cốt lõi về công nghệ và kinh tế đối với tất cả các loại ô tô điện, chiếm gần một nửa giá trị gia tăng. Nó quyết định giá bán và lợi nhuận của nhà chế tạo. Để làm ra ắc quy phải có nguyên liệu và bí quyết, những yếu tố này ngày càng khan hiếm trên thị trường thế giới. Cho đến nay sản xuất ắc quy nằm trong tay một số tập đoàn ở châu Á và sự độc quyền này thể hiện sức mạnh trên thương trường: các nhà tiêu thụ cỡ nhỏ – dù hợp đồng vẫn có giá trị – thường không thể mua được các ắc quy này.

Mối quan hệ về sức mạnh này có thể tác động mạnh vào ngành công nghiệp ô tô châu Âu. Nhu cầu của châu Âu đối với ắc quy ô tô điện ngày càng tăng, nhưng thay vì đẩy mạnh tự sản xuất thì ngành công nghiệp ô tô Đức lại xây một “lâu đài trên không trung”: dù là ông chủ VW - Herbert Diess, ông chủ Conti - Elmar Degenhart hay ông trùm BMW - Harald Krüge, mỗi khi đề cập đến nguy cơ với ngành công nghiệp thì các nhà quản lý ngành công nghiệp ôtô Đức đều nói về ắc quy thể rắn.



Ngành công nghiệp ô tô Đức bị lệ thuộc vào pin

Vấn đề ắc quy cần phải giải quyết cấp bách, điều này đi liền với tăng cường khả năng vươn xa của ô tô điện: rút ngắn thời gian nạp điện, giảm giá thành và tăng độ an toàn. Đặc biệt là, giải quyết được vấn đề này có nghĩa là đuổi kịp được về mặt công nghệ khi mà người châu Á đã có sự bứt phá và tiến xa.

Công nghệ ắc quy thể rắn có nhiều hứa hẹn: Bảo vệ một ắc quy thể rắn không bị cháy đơn giản hơn so với việc chống cháy trong bình ắc quy ô tô hiện nay và đảm bảo chất lỏng đó không thẩm lậu ra ngoài. Dùng chất điện phân rắn thay cho chất lỏng còn giúp sử dụng các nguyên liệu mới làm điện cực và nguyên liệu này có khả năng tích điện nhiều hơn. Đó là lý thuyết, bởi lẽ hiệu xuất của chúng chỉ hơn hẳn trong điều kiện thí nghiệm. Không ai biết khi nào loại ắc quy thể rắn này có thể đưa ra thị trường. Vậy thì tại sao những người chế tạo ô tô lại buộc mình lệ thuộc vào loại pin này – và muốn vượt những người châu Á đang đi đầu trong lĩnh vực này?

Các nhà chế tạo châu Á đang đi đầu với khoảng cách khá xa. Loại pin Lithium-Ion-Battery (LIB), mà ông Akira Yoshino, hiện ở tuổi 70 đã phát triển từ năm 1985, và bắt đầu ca khúc khải hoàn từ đầu những năm 90, khi đó lần đầu tiên Sony đã đưa vào sử dụng đối với sản phẩm Walkman. Tuy LIB ngày nay có hiệu xuất cao hơn nhiều, nhưng về nguyên tắc chức năng hoạt động vẫn hoàn toàn như trước: các hạt tích điện của kim loại nhẹ Lithium đi từ cực dương qua dung dịch điện phân vào cực âm và ngược lại. Ưu điểm: trong quá trình đó chúng không liên kết với nhau để tạo ra một cấu trúc tinh thể, mà vẫn duy trì sự di động. Đây là lý do vì sao có thể liên tục nạp điện với LIB. 

Khác với ở châu Âu các tập đoàn điện tử châu Á luôn coi pin là một ngành chiến lược trong công nghiệp và luôn đẩy mạnh sự phát triển: Họ dùng các loại pin ngày càng nhỏ hơn trong các thiết bị điện tử mang theo người. Chính vì thế chỉ có ở châu Á mới có bí quyết dùng Lithium-Ion với chất lượng đáng hài lòng đối với các loại xe ô tô hiện đại với giá cả cạnh tranh – không kể nhà máy khổng lồ của Tesla ở Nevada, tuy nhiên ngay cả ở đây Tesla dùng tế bào với cách sản xuất của Panasonic Nhật bản.

Daniel Küpper, chuyên gia Đức về công nghệ pin tại doanh nghiệp tư vấn Boston Consulting Group (BCG) cho rằng: “Trong nhiều năm nữa ắc quy Lithium-Ion sẽ vẫn là công nghệ pin duy nhất có thể tích đủ điện trong không gian hẹp và có thể tái nạp nhiều lần để chạy ô tô, xe buýt”. Trong lĩnh vực này ngành công nghiệp Đức đã chọn một con đường đặc biệt nguy hiểm. “Ai chờ sự đột phá của ắc quy thể rắn, sẽ bỏ lỡ cơ hội sản xuất hàng loạt ô tô điện”, Martin Winter cảnh báo. Chuyên gia này làm việc tại Helmholtz-Institut ở Münster, tại Trung tâm nghiên cứu Jülich và tại Uni Münster về đề tài này và là người đã quan sát thị trường này hàng chục năm nay.

Ngay từ lúc này, trong bối cảnh dự báo về sự bùng nổ sản xuất các loại phương tiện giao thông chạy điện, LIB đã trở nên khan hiếm. Có thể nói hầu như tất cả các nhà chế tạo ô tô đều cho biết năm tới và năm tiếp theo sẽ đưa ra các mẫu ô tô điện mới. Sau một thời gian dài đắn đo, nay các tập đoàn như VW, Daimler, GM, Renault-Nissan, Hyundai/Kia, Ford và BMW tuyên bố từ 2020 sẽ tung ra thị trường hàng trăm nghìn xe chạy pin. “Riêng VW cho hay sẽ có ô tô điện và ô tô hybrid sử dụng cả hai loại nguyên liệu, từ 2025 mỗi năm cần có số lượng pin với tổng công suất là 200 Gigawatt/giờ (GWh)”, theo Winter.

Để so sánh: Tính đến cuối 2017 tổng công suất tế bào pin dành cho ô tô điện là 80 GWh. Riêng năm 2017 là 30 GWh, tức bằng 5 năm trước đó cộng lại. Dự báo trong mười năm tới nhu cầu đối với tế bào pin sẽ lên tới 1000 GWh mỗi năm.

Hiện nay năng lực sản xuất tế bào được mở rộng mạnh mẽ, nhưng điều này hầu như chỉ diễn ra ở châu Á.

Chín nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới chiếm 82% sản lượng pin toàn cầu. Đứng đầu thị trường nhiều năm là Panasonic và LG Chem, nay có thêm sự hiện diện của các nhà sản xuất có sức tăng trưởng nhanh của Trung quốc như Lishen, BYD và đặc biệt là CATL. Theo các nhà tiêu thụ pin thì sự độc quyền buôn bán ngày càng thể hiện sức mạnh thị trường, đến mức ngay cả những hợp đồng bán hàng đang còn hiệu lực cũng bị phá vỡ để có thể thực hiện bán đấu giá ở Trung Quốc nhằm đạt được giá bán cao hơn.

Thông thường người bán hàng phải chiều khách mua hàng, nhưng đối với khách hàng mua pin của các tập đoàn thì tình hình ngược lại, người mua thậm chí không đòi kiểm tra chất lượng sản phẩm và cũng không dám có nhiều đối tác cung cấp sản phẩm.

Tuy nhiên thay vì tìm cách để thoát khỏi gọng kìm của nhà cung cấp tế bào pin, giới công nghiệp ô tô Đức tỏ ra chần trừ không quyết đoán. Volkmar Denner, nhà lãnh đạo tập đoàn Bosch cho rằng: “Thật vô ích khi chạy theo cánh châu Á, họ đã vượt quá xa chúng ta về công nghệ pin”. Các quản lý cấp cao của các tập đoàn ô tô khác của Đức và các hãng cung cấp cỡ lớn như Continental cũng có suy nghĩ rất giống nhau. Họ muốn “nhập cuộc ngay tắp lự”, khi ắc quy thể rắn “chín muồi với thị trường”. Theo Degenhart điều này sẽ diễn ra vào năm 2025.

Tuy nhiên các nhà nghiên cứu tỏ ra nghi ngờ điều này. Hơn nữa cái công nghệ đang áp dụng hiện nay cũng sẽ được tiếp tục nâng cấp và cải thiện. Ắc quy thể rắn sẽ phải cạnh tranh với tế bào pin cả về phương diện kỹ thuật cũng như kinh tế. Winter, một nhà nghiên cứu về pin cảnh báo rằng đừng nghĩ đến việc xoá sổ công nghệ hiện nay: “Từ 27 năm nay công nghệ này luôn làm chúng ta ngạc nhiên và luôn thể hiện thế mạnh của nó mà chúng ta không ngờ tới”.

Một số nguyên nhân cho sự dè dặt, lừng khừng của các nhà sản xuất ô tô Đức: chi phí phát triển quá cao, khả năng thu lời chưa rõ ràng, số tiền đầu tư cho các nhà máy lên đến hàng tỷ Euro. 

Đối với các tập đoàn như Conti, Bosch hay Daimler, khoản đầu tư này không hề nhỏ và không tập đoàn nào trong số này muốn chờ đợi nhiều năm trời để khấu hao khoản tiền đầu tư. Theo giới am hiểu thời gian thu hồi vốn kéo dài ít nhất sáu đến tám năm. Điều này rất khó đối với các tập đoàn niêm yết trên thị trường chứng khoán vì sẽ không nhận được sự chấp thuận của các cổ đông.

Các nhà sản xuất ô tô có nhiều quan tâm tới các startup nghiên cứu về ắc quy thể rắn: VW, có doanh thu lên đến 230 tỷ Euro, nhà chế tạo ô tô lớn nhất thế giới, đầu tư 100 triệu đôla cho startup Quantum Scape aus San José ở California để nghiên cứu về ắc quy thể rắn. Thông qua sử dụng pin thể rắn, loại xe E-Golf có thể nâng tầm chạy xa từ 300 km hiện nay lên 750 km. Renault-Nissan, đứng đầu thị trường về ô tô điện đầu tư cho loại nguyên liệu Ionic được dùng để chế tạo pin rắn. Thậm chí nhà chế tạo máy hút bụi Dyson cũng tuyên bố ồn ào về việc sẽ tung ra thị trường ô tô điện với ắc quy thể rắn và đến năm 2020 loại xe này sẽ đạt được tầm đi xa đáng kể. Dyson đã mua startup Sakti3 ở Michigan. Dyson đã chi cho chương trình mạo hiểm này 2 tỷ Euro.

Hiện tại trên thế giới có 41 nhà máy cỡ lớn sản xuất tế pin Lithium-Ion đang được xây dựng. Các nhà máy này hầu hết ở châu Á và đều theo công nghệ hiện hành là dùng điện phân lỏng. Điều hoàn toàn không rõ ràng là, liệu các nhà máy này có thể được cải tạo không một khi công nghệ vật thể rắn đi vào hoạt động. Borck nêu câu hỏi “nếu được thì giá cả như thế nào?”. Cho đến nay ông ta chưa nhận được một câu trả lời thoả đáng nào từ nhà chế tạo cũng như nhà nghiên cứu.

Ông Yoshino, nhà sáng chế ắc quy Lithium-Ion, nhấn mạnh: “Độ chênh giữa phòng thí nghiệm và thị trường bán hàng đại trà ít nhất là 8 năm, cũng có khi lên đến mười hay mười hai năm”. Vì thế các nhà khoa học nghiêm túc sẽ không khi nào tán thành với nhận định đại loại như: “Bắt đầu từ năm 2025 chúng ta sẽ có ắc quy thể rắn, loại này tốt hơn pin với chất điện phân lỏng”, Yoshino phê phán. 
Khác với các kết quả nghiên cứu của các trường đại học, các nhà chế tạo có xu hướng giữ bí mật về thành quả nghiên cứu của mình: Toyota và Hyundai/Kia, hai nhà chế tạo hàng đầu ở châu Á, hiện không đề cập đến lịch biểu cụ thể, khi nào họ sẽ đưa ắc quy vật thể rắn vào sử dụng. Toyota cho đến nay luôn trì hoãn lịch biểu mà họ đã công bố. Hãng Bosch cũng đặt nhiều hy vọng vào công nghệ này và cách đây hai năm Bosch đã mua startup Seeo, chuyên nghiên cứu về ắc quy thể rắn. Tuy nhiên gần đây Bosch đã chia tay với kế hoạch pin của mình.

“Những điều này chứng tỏ trong các nghiên cứu được giữ kín của mình, các tập đoàn cũng chưa tiến xa hơn những gì diễn ra trong thực tế”, ông Janek phát biểu. Ông này tin chắc rằng bước ngoặt sang phương tiện giao thông điện vẫn dựa vào công nghệ hiện tại – tức ắc quy Lithium-Ion với chất điện phân lỏng do Akira Yoshino từng sáng chế. Ông Winter, một đồng nghiệp của Janek nói: “Lúc này các nhà chế tạo ô tô còn có cơ hội vào cuộc sản xuất pin. Sau năm hoặc sáu năm nữa cánh cửa sổ này cũng sẽ đóng lại, có thể đóng vĩnh viễn”.

Hoài Trang dịch
Nguồnhttps://www.wiwo.de/futureboard/elektroauto-batterien-so-kaempfen-deutsche-autobauer-gegen-asiens-uebermacht/23121500.html