Ôtô điện và bài toán môi trường

Những khúc mắc liên quan đến công nghệ sản xuất pin ôtô đã làm dấy lên nhiều nghi ngờ về ảnh hưởng thực sự của chúng đối với môi trường.

Khi ôtô điện dần trở nên phổ biến, các vấn đề liên quan xuất hiện với tần suất dày đặc hơn nhưng vẫn chưa được giải đáp một cách thỏa đáng.

Trước hết, hướng xử lý cho các bộ pin một khi chúng kết thúc vòng đời của mình là một vấn đề cần phải làm rõ.

Bên cạnh đó, mối lo ngại về những tác động đến môi trường của quy trình khai thác lithium, cũng như các nguyên liệu thiết yếu khác bao gồm coban và niken cũng làm giới quan sát trở nên thận trọng.

Pin ôtô có thể được tái chế

Hơn 95% thành phần của pin lithium-ion có thể được tái sử dụng thông qua quy trình luyện kim thủy lực.

Cụ thể, pin hết hạn sử dụng sẽ được nghiền nhỏ, sau đó cho chạy qua dung dịch có tính axit. Tại đây, hỗn hợp các dung môi cùng nhiều vòng mạ điện sẽ tách các phần tử riêng lẻ trong pin ra khỏi dung dịch.

Pin lithium-ion có thể được tái chế. Ảnh: Li-Cycle.

Pin lithium-ion có thể được tái chế. Ảnh: Li-Cycle.

Trên thực tế, quá trình nấu chảy pin khá phổ biến nhưng tốn nhiều năng lượng và cũng kém hiệu quả hơn. Quy trình luyện kim thủy lực vì thế được cho là biện pháp tái chế tối ưu vì giảm thiểu ô nhiễm trong suốt quá trình thực hiện.

Tuy nhiên, thế giới hiện không có đủ cơ sở tái chế hoạt động ở quy mô cần thiết để đáp ứng kịp lượng pin ôtô điện sắp hết tuổi thọ.

Hiện tại, ngành công nghiệp ôtô điện chỉ mới đủ khả năng tái chế khoảng 5% lượng pin lithium-ion của mình.

Tuy nhiên, khi giá trị của lithium, coban và niken ngày càng tăng cao, triển vọng về tiến trình thu hồi và tái chế pin cũng trở nên khả quan hơn rất nhiều.

Khai thác lithium – ván cược với môi trường

Mặc dù đóng vai trò cực kỳ quan trọng, lithium trên thực tế chỉ chiếm khoảng 11% tổng khối lượng của một bộ pin.

Trung Quốc, Chile và Australia đang nắm thị phần lớn trong nguồn cung lithium của cả thế giới. Các công ty sản xuất ôtô hiện chỉ tiêu thụ khoảng 31% nguồn cung đó, nhưng nhu cầu được dự kiến sẽ tăng mạnh trong thời gian sắp tới.

Lithium được khai thác bằng hai cách thông dụng, bao gồm khai thác các muối chứa lithium từ các bể nước muối dưới lòng đất, hoặc khai thác đá và khoáng chất chứa lithium.

Quặng spodumene được sử dụng phổ biến nhất trong quá trình chiết xuất lithium. Sau khi được khai thác, spodumene sẽ được nghiền nhỏ, đưa qua bể axit và cuối cùng lithium sulfate được tách chiết ra khỏi hỗn hợp kể trên.

Lithium có thể được khai thác từ quặng kim loại. Ảnh: DigitalTrends.

Đây là phương pháp khai thác lithium rất truyền thống, đồng nghĩa các rủi ro liên quan đến môi trường cũng song hành.

Tuy nhiên vì có chi phí rẻ, biện pháp khai thác lithium nói trên vẫn được ưa chuộng dù lithium thành phẩm có chất lượng thấp hơn.

Tại Australia, nơi nắm giữ 46% sản lượng lithium của thế giới, quy trình khai thác quặng spodumene chiếm vị trí chủ đạo. Các số liệu cũng cho thấy lượng phát thải từ quy trình này cũng cao hơn gấp ba lần so với phương pháp khai thác muối chứa lithium.

Ở phương pháp này, người ta sẽ khai thác tại những bể muối được tạo ra khi nước được bơm xuống lòng đất rồi thẩm thấu ngược lại bề mặt, mang theo lượng đáng kể các khoáng chất hòa tan.

Hỗn hợp này nằm trên các vùng rộng lớn, dễ bay hơi và do đó để lại rất nhiều khoáng chất. Khu tam giác thuộc ba nước Chile, Argentina và Bolivia là nơi tập trung những bãi muối khoáng mang đặc trưng như vậy.

Quang cảnh các đụn muối tại một mỏ muối lithium. Ảnh: Unsplash.

Dãy núi Andes hùng vĩ gần đó cũng góp phần tạo nên các mỏ muối, nhờ hoạt động địa nhiệt mang về các khoáng chất tồn tại trong đá núi lửa. Độ cao của khu vực này cũng là nhân tố giúp thúc đẩy quá trình bay hơi diễn ra nhanh hơn.

Tại các bãi muối khoáng, nước là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất lithium. Theo ước tính, để sản xuất 1 phần lithium, người ta cần sử dụng từ 250 đến 1 triệu phần nước có thể tích tương tự.

Dữ liệu từ chính phủ Chile cho thấy công tác khai thác tại các mỏ muối ở Atacama đang vượt quá 30% khả năng dung nạp hiện tại của tầng chứa nước.

Trong khi đó, khoảng 65% lượng nước trong khu vực được dùng để khai thác lithium.

Vấn đề an sinh

Hơn thế, những hoạt động khai khoáng liên quan đến lithium diễn ra chủ yếu trên các sa mạc, nơi nguồn cung nước vốn đã rất khan hiếm. Điều này thậm chí còn tạo thêm những áp lực cho ngành nông nghiệp địa phương.

Ngoài ra, nhóm thổ dân sinh sống ở khu vực lân cận đang phải đối diện với các mỏ khai thác bị bỏ hoang đi cùng hệ sinh thái đã bị phá vỡ nghiêm trọng.

Nhiều người đã chịu đựng sự tàn phá như thế này trong quá khứ, do đó dễ hiểu khi họ đã kiên quyết phản đối khi các dự án mới được lên kế hoạch triển khai.

Không chỉ có lithium, trong pin ôtô còn có sự hiện diện của các nguyên liệu khác bao gồm niken, coban và than chì.

Coban chủ yếu được khai thác từ Congo, nơi cung cấp một nửa sản lượng kim loại này cho thế giới. Nguồn tiền đầu tư từ Trung Quốc đã dẫn đến sự ra đời của hàng loạt cơ sở khai thác công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu khai thác và tinh chế coban.

Tuy nhiên, nhân lực địa phương lại không thể tiếp cận các doanh nghiệp kiểu này. Thay vào đó, họ phải tự đào mỏ thủ công, không có biện pháp an toàn và hoàn toàn bị động trong trường hợp có sự cố xảy ra.

Một mỏ coban tự phát tại Congo do người địa phương thực hiện. Ảnh: Washington Post.

Một mỏ coban tự phát tại Congo do người địa phương thực hiện. Ảnh: Washington Post.

Sau cùng, những người thợ mỏ địa phương sẽ bán coban đào được cho những thương nhân, trước khi toàn bộ coban được vận chuyển trở về các nhà máy tinh luyện đặt tại Trung Quốc.

Trong khi đó, sản xuất niken lại không khó khăn như với những nguyên liệu còn lại. Niken thực tế được khai thác rộng rãi trên toàn thế giới, trong đó Indonesia đang nắm giữ khoảng 30% tổng nguồn cung.

Hầu hết niken được dùng trong ngành công nghiệp chế tạo thép không gỉ. Chỉ 6% lượng niken được dùng để chế tạo pin.

Liệu ôtô điện có thật sự thân thiện với môi trường

Nhìn chung, cái giá phải trả cho một chiếc ôtô điện được lăn bánh dường như đang quá cao.

Khi xem xét cả vòng đời giữa xe điện và ôtô động cơ truyền thống, các mẫu xe sử dụng năng lượng tương lai được đánh giá cao hơn nhờ giảm lượng phát thải chung trong suốt quá trình sử dụng.

Theo một nghiên cứu được thực hiện bởi Hội đồng Quốc tế về Giao thông Xanh (ICCT), ôtô sử dụng động cơ đốt trong tại Mỹ phát thải nhiều hơn từ 60% đến 68% so với xe điện.

Ôtô điện phát thải carbon thấp hơn so với ôtô sử dụng động cơ đốt trong. Ảnh: Sergio Flores/WSJ.

Nghiên cứu này bao gồm các yếu tố như cường độ carbon trung bình, mức tiêu thụ nhiên liệu và năng lượng trong suốt vòng đời của hai dòng xe. Ngoài ra, ICCT còn sử dụng các dữ liệu gần đây về quy mô ngành sản xuất pin ôtô và xem xét những ảnh hưởng từ chuỗi cung ứng nguyên liệu pin lên môi trường.

Tại châu Âu, mức chiết giảm phát thải trung bình cũng dao động từ 28% đến 72% tùy thuộc vào cách sạc của các phương tiện sử dụng động cơ điện, theo nghiên cứu nói trên.

Xét cho cùng, ôtô điện vẫn là một bước chuyển đổi cần thiết để giảm lượng phát thải toàn cầu.

Tuy nhiên, những cư dân sống gần những khu mỏ khai khoáng vẫn phải đối diện với vô vàn những thách thức khác nhau. Họ rõ ràng phải đối mặt với các tác động xấu đến từ hoạt động khai khoáng, trước khi cảm nhận được các ảnh hưởng tiêu cực gây ra do biến đổi khí hậu.

Chính phủ các nước cần làm tốt hơn nữa việc quản lý ngành công nghiệp khai khoáng bằng cách xem xét các địa điểm phù hợp trước khi loài người trở nên quá tự mãn về một tương lai xanh đầy ôtô điện.