trien-lam-quoc-te

Pin tái chế: Những thách thức và giải pháp bền vững

Công nghiệp năng lượng
28/02/2025 05:15
Pin là nhân tố then chốt trong sự phát triển của năng lượng tái tạo và quá trình điện khí hóa giao thông vận tải - hai lĩnh vực trọng yếu được nhấn mạnh tại COP 28. Khi nhu cầu về pin tăng cao trong ngành năng lượng và giao thông, các ngành này đang được hưởng lợi rõ rệt. Tuy nhiên, thiếu hụt nguyên liệu thô và đặc biệt là sự phát triển của các công nghệ tái chế pin chuyên dụng đang đặt ra những thách thức cần phải giải quyết.
aa
Lần đầu tiên truyền thành công điện mặt trời từ vũ trụ về Trái đất Pin cho xe điện luôn là áp lực cho các nhóm thiết kế

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), hiện nay ngành năng lượng chiếm hơn 90% tổng nhu cầu pin toàn cầu. Năm 2023, việc lắp đặt pin trong ngành này đã tăng hơn 130% so với năm trước, đạt tổng công suất lên tới 42 gigawatt (GW) cho các hệ thống điện trên toàn thế giới. Đối với ngành giao thông, pin đã mở đường cho sự phát triển của các loại xe điện. Tính đến tháng 12/2023, theo Eurostat, số lượng xe điện trên toàn cầu đã đạt 28 triệu chiếc, trong đó 57% ở Trung Quốc, 24% ở châu Âu và 12,5% ở Hoa Kỳ.

Mặc dù sự gia tăng sản xuất pin góp phần thúc đẩy năng lượng tái tạo, nhưng nó cũng mang lại một thách thức lớn, đặc biệt là do sự phụ thuộc của một số ngành công nghiệp vào các nguyên liệu thô chính như lithium, cobalt, đồng, nickel, mangan và than chì, vốn đang ngày càng trở nên khan hiếm. Hiện tại, Trung Quốc đang thống trị cả sản xuất pin lẫn nguồn cung nguyên liệu thô khi kiểm soát các mỏ lớn ở châu Phi, Úc và Nam Mỹ. Mặc dù châu Âu có trữ lượng nguyên liệu riêng, song phần lớn vẫn chưa được khai thác do quá trình phát triển cần nhiều năm để hoàn thiện, gây hạn chế khả năng đáp ứng nhanh nhu cầu sản xuất mới.

Pin tái chế: Những thách thức và giải pháp bền vững
Ảnh minh họa

Thách thức kỹ thuật trong tái chế pin

Về mặt kỹ thuật, việc thiếu chuẩn hóa trong hóa học và quy trình sản xuất pin đã gây ra nhiều khó khăn. Để có cái nhìn rõ ràng về thành phần của các loại pin đang lưu hành, các nhà máy tái chế đã xây dựng các cơ sở dữ liệu mở rộng. Tuy nhiên, những thay đổi không thể đảo ngược về hóa học và cấu trúc cùng với sự thay đổi của các nhà cung cấp nguyên liệu thô trong suốt vòng đời của pin lại tạo ra sự khác biệt về thành phần, khiến việc xác định chính xác một số mẫu pin trở nên phức tạp.

Hơn nữa, quá trình thu hồi, phục hồi và tái chế pin hoàn toàn phụ thuộc vào chất lượng. Ví dụ, lithium phải đạt độ tinh khiết 100% mới có thể tái sử dụng được. Một thách thức khác là nếu pin được trả lại với tình trạng kém hoặc từ một xe bị hư hỏng, các thành phần then chốt có thể đã xuống cấp và khiến pin không thể tái chế. Việc xác định những hư hỏng này đôi khi không dễ nhận biết, đòi hỏi các quy trình kiểm tra và ra quyết định tốn thời gian.

Hiện tại, việc trộn lẫn các loại pin khác nhau chưa khả thi, do đó các nhà máy tái chế phải đảm bảo có đủ số lượng pin cùng loại trước khi bắt đầu quy trình. Một khi đã mở pin ra, quá trình tháo rời trở nên vô cùng phức tạp và chủ yếu dựa vào lao động thủ công. Trong quá trình kỹ thuật đảo ngược - tháo rời và phân tích sản phẩm hoàn thiện, các linh kiện điện tử và hóa chất phải được tách riêng, một công việc không chỉ tốn công sức mà còn nguy hiểm, có thể gây ra các cú sốc điện nghiêm trọng.

Quy định mới và hướng đi trong tương lai

Để đối phó với những thách thức này, châu Âu đã có những bước đi quyết liệt. Quy định về chất thải pin của Liên minh Châu Âu (EU) được thông qua vào ngày 12/7/2023 đã đánh dấu một bước tiến quan trọng trong nền kinh tế tuần hoàn. Ngoài việc đặt ra các mục tiêu hiệu quả tái chế, quy định này còn đưa ra một số yêu cầu thiết thực:

  • Các sản phẩm điện tử trong xe phải được thiết kế để có thể tháo rời, giúp kéo dài tuổi thọ pin và tạo điều kiện cho việc tái chế dễ dàng hơn.
  • Mỗi pin công nghiệp có công suất trên 2 kWh được bán tại EU phải đi kèm với “hộ chiếu pin” dưới dạng mã QR, giúp minh bạch thành phần cấu tạo của pin và loại bỏ những bất định.

Tuy nhiên, những sáng kiến này sẽ mất thời gian để được triển khai đầy đủ. Hộ chiếu pin số đầu tiên dự kiến sẽ xuất hiện vào năm 2035. Do tuổi thọ trung bình của pin khoảng 15 năm, các loại pin không có hộ chiếu vẫn có thể được sử dụng đến năm 2040. Trong thời gian này, cần phải có những tiến bộ nhanh chóng trong các kỹ thuật kiểm tra và đo lường.

Tự động hóa - Giải pháp cho quy trình tái chế pin

Ảnh minh họa
Ảnh minh họa

Ngày nay, tự động hóa công nghiệp là một trong những giải pháp hiệu quả nhất để phân loại và tháo rời pin một cách an toàn và tự động. Các công nghệ nhận diện và phát hiện dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) có thể xác định các loại pin, robot có thể thực hiện các công việc nguy hiểm trong quy trình tái chế và các quy trình số hóa hỗ trợ hoạt động quy mô lớn. Tuy nhiên, việc tích hợp các giải pháp này đòi hỏi sự đầu tư từ các nhà sản xuất và đặc biệt cần phải thiết kế lại toàn bộ quy trình sản xuất.

Châu Âu vẫn phụ thuộc vào nguồn cung từ thị trường quốc tế, không thể tự túc đáp ứng đủ nhu cầu pin chỉ dựa trên nguồn lực nội địa. Tình trạng này ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển của ngành năng lượng và xe điện, cũng như nguồn cung nguyên liệu thô quan trọng. Mặc dù các chính sách quy định đang đi đúng hướng nhưng tác động của chúng sẽ cần thời gian để thể hiện. Cho đến khi đó, phương pháp tái chế pin cần được cải tiến không ngừng. Để đạt được điều này, tự động hóa trong phân loại và tháo rời pin sẽ là yếu tố cốt lõi, không chỉ để xây dựng nền kinh tế tuần hoàn bền vững mà còn để đảm bảo sự phát triển lâu dài của công nghệ dựa trên pin.

(Theo DirectIndustry)

tudonghoangaynay.vn
Bài liên quan
Tin bài khác
Rõ người, rõ việc, rõ thời gian, rõ kết quả, rõ trách nhiệm để đánh giá, đo lường, kiểm tra, giám sát

Rõ người, rõ việc, rõ thời gian, rõ kết quả, rõ trách nhiệm để đánh giá, đo lường, kiểm tra, giám sát

Ngày 26/3/2025, Chính phủ ban hành Nghị quyết số 66/NQ-CP về Chương trình cắt giảm, đơn giản hóa thủ tục hành chính liên quan đến hoạt động sản xuất, kinh doanh năm 2025 và 2026, Chương trình có bốn nội dung, đó là: Quan điểm, mục tiêu, nội dung nhiệm vụ và giải pháp cụ thể và kinh phí thực hiện.
Nhiều đại học đồng loạt mở rộng quy mô

Nhiều đại học đồng loạt mở rộng quy mô

Để mở rộng quy mô đào tạo, nâng tầm vị thế trong nước, thúc đẩy nghiên cứu khoa học, đổi mới sáng tạo để hội nhập quốc tế, nhiều đại học công bố xây thêm cơ sở đào tạo mới.
Tối ưu hóa tham số bộ điều khiển trượt cho robot song song phẳng

Tối ưu hóa tham số bộ điều khiển trượt cho robot song song phẳng

Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một phương pháp mới để tối ưu hóa các tham số của bộ điều khiển trượt bằng cách sử dụng thuật toán tối ưu hóa bầy đàn.
Khởi động Cuộc thi Solve for Tomorrow - Kiến tạo tương lai năm 2025

Khởi động Cuộc thi Solve for Tomorrow - Kiến tạo tương lai năm 2025

Samsung Solve for Tomorrow 2025 dự kiến thu hút khoảng 160.000 học sinh tham gia khóa học trực tuyến cùng 2.400 bài thi tham dự được gửi từ các trường THCS và THPT trên cả nước. Chủ đề của cuộc thi năm nay tập trung vào phát triển bền vững.
"Chúng ta đang sống trong thời đại mà một học sinh tiểu học có thể lập trình robot nhưng cũng thuộc lòng câu dân ca bà kể"

"Chúng ta đang sống trong thời đại mà một học sinh tiểu học có thể lập trình robot nhưng cũng thuộc lòng câu dân ca bà kể"

Đó là lời chia sẻ trong bài phát biểu vô cùng tâm huyết của ông Hoàng Văn Lược, Tổng giám đốc điều hành Trường Phổ thông Liên cấp Đa Trí Tuệ (MIS) tại Chương trình Innovation Day 2025 – Ngày hội Sáng tạo Khoa học, Công nghệ & Văn hóa được tổ chức ngày 29/03.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 30/3/2025: Tuổi Mùi hao tài,  tuổi Dậu gặp quý nhân

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 30/3/2025: Tuổi Mùi hao tài, tuổi Dậu gặp quý nhân

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 30/3/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tạp chí Sức khỏe Việt và Công ty CP Truyền thông Nhị Vân ký kết Biên bản Hợp tác toàn diện

Tạp chí Sức khỏe Việt và Công ty CP Truyền thông Nhị Vân ký kết Biên bản Hợp tác toàn diện

Ngày 28/03/2025, tại Hà Nội, Tạp chí Sức khỏe Việt và Công ty CP Truyền thông Nhị Vân (Nhị Vân Media) đã ký kết Biên bản Hợp tác toàn diện về việc phối hợp trong hoạt động Truyền thông và Tổ chức sự kiện.
Việt Nam đẩy mạnh hợp tác khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Việt Nam đẩy mạnh hợp tác khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Tại diễn đàn đa phương của UNESCO, Việt Nam khẳng định cam kết và vai trò tích cực trong thúc đẩy S.T.I.D (Khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số) vì phát triển bền vững.
Sắp diễn ra hội thảo Vai trò của AI và Smart factory trong tự động hóa sản xuất thời đại 4.0

Sắp diễn ra hội thảo Vai trò của AI và Smart factory trong tự động hóa sản xuất thời đại 4.0

Trong khuôn khổ triển lãm MANUFACTURING BINH DUONG 2025, ngày 16/4 tới đây, Hội Tự động hóa TP. Hồ Chí Minh (HauA) sẽ phối hợp cùng Infoma Markets tổ chức hội thảo “Vai trò của AI và Smart factory trong tự động hóa sản xuất thời đại 4.0”.
Đại học Kinh tế Quốc dân sẽ sắp phân hiệu 2 ở Hà Nam

Đại học Kinh tế Quốc dân sẽ sắp phân hiệu 2 ở Hà Nam

GS.TS. Phạm Hồng Chương, Giám đốc Đại học Kinh tế Quốc dân, cho rằng phân hiệu 2 của đại học đi vào hoạt động sẽ là cơ hội để thầy và trò có môi trường tốt để học tập và nghiên cứu.
Quảng cáo
moxa