Quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế carbon thấp của thế giới phụ thuộc vào pin. Từ xe điện (EV) đến hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo, pin là trụ cột của các chiến lược giảm thiểu carbon. Tuy nhiên, có nhiều cuộc tranh luận cho rằng chúng cũng chính là gót chân Achilles của cuộc cách mạng năng lượng sạch. Dấu chân môi trường, tuổi thọ hạn chế và những thách thức trong việc tái chế pin làm chậm lại tính bền vững mà chúng được kỳ vọng sẽ hỗ trợ cho cuộc cách mạng giảm thiểu phát thải carbon.

 

Khi các chính phủ và ngành công nghiệp thúc đẩy nhiên liệu thay thế và các chiến lược hướng tới mức phát thải ròng bằng 0, và chúng ta buộc phải đối mặt với lượng rác thải điện tử ngày càng tăng, thì câu hỏi về tính bền vững của pin cần phải được đặt ra.

Tác động môi trường của việc sản xuất pin

Pin, đặc biệt là các biến thể lithium-ion, rất cần thiết cho quá trình điện khí hóa. Tuy nhiên, quá trình sản xuất chúng vẫn còn lâu mới “xanh” được. Việc khai thác lithium, coban và niken - những vật liệu chính trong các cell pin lithium-ion - đi kèm với những chi phí đáng kể về môi trường và xã hội. Khai thác lithium cần một lượng nước rất lớn. Chẳng hạn, các hoạt động ở sa mạc Atacama của Chile tiêu thụ 500.000 gallon nước cho mỗi tấn lithium được khai thác. Ở một nơi khác trên thế giới, cụ thể là Cộng hòa Dân chủ Congo, việc khai thác coban lại có liên quan đến lao động trẻ em và điều kiện làm việc nguy hiểm. Chưa dừng lại ở đó, việc khai thác niken cũng tạo ra nạn phá rừng trên quy mô lớn và chất thải độc hại.

 

Ngoài việc khai thác nguyên liệu thô, sản xuất pin còn tiêu tốn nhiều năng lượng. Trong khi các siêu nhà máy “gigafactory” chạy bằng năng lượng tái tạo đang nổi lên, ngành công nghiệp này vẫn phụ thuộc rất nhiều vào chuỗi cung ứng chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, ngay cả đối với sản xuất pin.

Vấn đề vòng đời: tuổi thọ ngắn, lượng rác thải cao

Mặc dù đóng vai trò quan trọng trong quá trình khử carbon, pin thường có tuổi thọ ngắn và giới hạn. Phần lớn các loại pin lithium-ion sẽ bị suy giảm hiệu suất theo thời gian, đồng nghĩa với việc pin của xe điện cần được thay thế sau một thời gian sử dụng. Tuổi thọ ngắn này đang dẫn đến một vấn đề rác thải ngày càng nghiêm trọng, với hàng triệu tấn pin đã qua sử dụng được dự báo sẽ tràn ngập thị trường vào năm 2030.

 

Các công nghệ pin hiện tại cũng gặp khó khăn với hiện tượng suy giảm dung lượng, khiến hiệu quả sử dụng giảm dần theo thời gian. Hạn chế này buộc các thiết bị sử dụng pin phải thường xuyên thay thế các thiết bị lưu trữ năng lượng, từ đó làm tăng chi phí và tác động tiêu cực đến môi trường.