Sử dụng "pin muối" để giảm phụ thuộc vào khoáng sản chiến lược

Trong khi các nước đang nỗ lực thu hẹp khoảng cách với Trung Quốc trong cuộc đua phát triển pin lithium-ion giá rẻ, an toàn và hiệu quả, thì các doanh nghiệp Trung Quốc đã nhanh chóng đi trước một bước trong việc sản xuất hàng loạt pin natri-ion, còn gọi là pin muối, đem lại một giải pháp thay thế đầy tiềm năng nhằm giảm sự phụ thuộc vào các khoáng sản chiến lược.

Các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc là những đơn vị đầu tiên ra mắt xe chạy bằng pin natri-ion. Tuy nhiên, các mẫu xe này hiện vẫn chủ yếu là dòng nhỏ gọn, với quãng đường di chuyển ngắn nên chưa tạo ra tác động lớn. Bước ngoặt xuất hiện vào tháng 4/2025, khi hãng sản xuất pin lớn nhất thế giới CATL công bố kế hoạch sản xuất đại trà pin natri-ion cho ô tô và xe tải hạng nặng trong năm nay, dưới thương hiệu Naxtra.

Ngoài ra, các nhà vận hành lưới điện Trung Quốc cũng đã bắt đầu xây dựng các trạm lưu trữ năng lượng sử dụng pin natri-ion để hấp thụ năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, chính lĩnh vực xe máy – vốn được xem là nơi thử nghiệm lý tưởng cho công nghệ mới – mới là phân khúc mà các doanh nghiệp Trung Quốc đặt nhiều kỳ vọng để mở rộng quy mô pin natri-ion.

* Xe máy điện và tham vọng của Yadea

Tại Trung Quốc, xe máy điện – thường được gọi với cái tên thân thuộc "chú lừa điện bé nhỏ" – là phương tiện đi lại phổ biến. Xe máy vốn có đặc điểm di chuyển quãng ngắn và tốc độ vừa phải, phù hợp với ưu điểm và hạn chế hiện tại của pin natri-ion.

Nhận thấy tiềm năng này, nhà sản xuất xe cơ giới Yadea đã đưa ra thị trường 3 mẫu xe máy chạy bằng pin natri và dự kiến tung thêm nhiều mẫu khác. Doanh nghiệp này cũng thành lập Viện nghiên cứu năng lượng mới Hoa Dư tại Hàng Châu để phát triển công nghệ pin, đặc biệt là pin natri-ion.

Để thăm dò thị trường, vào năm 2024, Yadea đã bắt đầu một chương trình thí điểm với 150.000 nhân viên giao đồ ăn làm việc tại Thâm Quyến, một siêu đô thị sở hữu 17,8 triệu dân ở miền Nam Trung Quốc. Người dùng có thể đổi pin đã hết tại các trạm đổi pin của đối tác trong vòng 30 giây. Cùng với các công ty như Dudu Huandian, Yadea góp phần giúp Thâm Quyến hướng tới mục tiêu trở thành "thành phố đổi pin" với 20.000 điểm đổi vào năm 2025 và 50.000 điểm vào 2027. Thành phố này đang xây dựng mạng lưới đổi pin sao cho người dân có thể tiếp cận trạm trong vòng năm phút.

* Cơ hội và thách thức với pin natri-ion

Pin natri-ion có cấu trúc tương tự pin lithium-ion, nhưng sử dụng nguyên tố natri – rẻ và phổ biến hơn gấp 400 lần so với lithium. Do đó, pin natri có tiềm năng sản xuất hàng loạt với chi phí thấp hơn và giảm phụ thuộc vào chuỗi cung ứng khoáng sản chiến lược. Ngoài ra, pin natri-ion cũng được kỳ vọng sẽ giảm tác động đến môi trường trong quá trình sản xuất các kim loại được sử dụng trong pin lithium-ion, đặc biệt là coban và niken - những kim loại nặng có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến con người và thiên nhiên.

Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của pin natri là mật độ năng lượng thấp. Một nghiên cứu năm 2020 cho thấy pin natri-ion có năng lượng thấp hơn ít nhất 30% so với pin lithium-ion, khiến quãng đường xe điện sử dụng pin natri bị hạn chế. Điều này có nghĩa là ô tô sử dụng pin natri-ion thường không thể đi được xa trong một lần sạc, trong khi yếu tố về dung lượng pin thường là một yếu tố chính ảnh hưởng tới quyết định mua xe điện.

Theo ông Chen Shan, nhà phân tích tại công ty tư vấn Rystad Energy Energy của Na Uy có trụ sở tại Thượng Hải, pin natri-ion hiện vẫn chưa đạt quy mô sản xuất hàng loạt và khó có thể cạnh tranh với pin lithium-ion về giá và hiệu suất trong lĩnh vực xe bốn bánh trong vài năm tới.

Tuy vậy, ở phân khúc xe máy, công nghệ này đang ghi nhận những bước tiến rõ rệt. Trong quý I/2025, Yadea đã bán gần 1.000 xe máy điện sử dụng pin natri. Doanh nghiệp này đặt mục tiêu xây dựng 1.000 trạm sạc nhanh cho pin natri tại Hàng Châu trong năm nay, với mật độ trung bình 2km mỗi trạm.

Không chỉ có Yadea, các hãng như Tailg và FinDreams – đơn vị chuyên sản xuất pin của hãng xe điện BYD – cũng đang đầu tư mạnh vào pin natri. Nhiều nhà máy mới đang được xây dựng, trong đó có nhà máy công suất 30 GWh tại Từ Châu do BYD và tập đoàn Huaihai hợp tác triển khai.

Viện Nghiên cứu Starting Point dự báo, đến năm 2030, khoảng 15% xe máy điện tại Trung Quốc sẽ sử dụng pin natri, so với chỉ 0,04% vào năm 2023.

* Mở rộng sang lĩnh vực lưu trữ năng lượng

Một ứng dụng tiềm năng khác của pin natri-ion là lưu trữ điện năng – nơi không bị ràng buộc bởi yếu tố trọng lượng hay kích thước pin. Tháng 5/2024, Trung Quốc đã vận hành nhà máy lưu trữ điện đầu tiên dùng pin natri tại Quảng Tây, công suất 10 MWh – đủ cấp điện cho khoảng 1.500 hộ gia đình mỗi ngày. Một dự án tương tự cũng được triển khai tại tỉnh Hồ Bắc.

Dữ liệu truyền thông cho thấy khoảng 20% công suất của các dự án lưu trữ điện do doanh nghiệp nhà nước Trung Quốc công bố trong năm 2023 sẽ sử dụng công nghệ pin natri.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất vẫn là giá thành. Hiện chi phí sản xuất pin natri-ion cho lưu trữ năng lượng cao hơn khoảng 60% so với pin lithium-ion. Song giới chuyên gia kỳ vọng khoảng cách này sẽ thu hẹp trong thời gian tới nhờ quy mô sản xuất gia tăng.

* Trung Quốc nắm lợi thế dẫn đầu toàn cầu

Một số nhà nghiên cứu kỳ vọng pin natri sẽ giúp các quốc gia giảm phụ thuộc vào Trung Quốc. Nhưng trên thực tế, chính các doanh nghiệp Trung Quốc lại đang thống lĩnh cuộc chơi. Năm 2024, các nhà sản xuất Trung Quốc đã công bố 27 dự án nhà máy pin natri với tổng công suất 180 GWh, bao gồm nhà máy 30 GWh tại Từ Châu của BYD.

Theo công ty nghiên cứu Wood Mackenzie, công suất pin natri-ion toàn cầu có thể vượt 500 GWh vào năm 2033, trong đó Trung Quốc dự kiến chiếm hơn 90%. Ngoài Trung Quốc, các công ty như Natron Energy (Mỹ) và Faradion (Anh) đang phát triển công nghệ này, nhưng khó theo kịp tốc độ xây dựng nhà máy và năng lực sản xuất của Trung Quốc.

Các doanh nghiệp Trung Quốc cũng đang đẩy mạnh xuất khẩu sang Đông Nam Á, Mỹ Latinh và châu Phi – những khu vực có nhu cầu xe máy lớn. “Mục tiêu của chúng tôi là mang lại phương tiện xanh cho hàng trăm triệu người,” ông Chu Chao, đại diện Yadea, chia sẻ.