Vòng đời mới cho pin cũ: Năng lượng từ xe điện trở thành hệ thống lưu trữ điện

Các hãng sản xuất ô tô đang tái sử dụng pin xe điện đã qua sử dụng cho các hệ thống lưu trữ tĩnh, đưa ứng dụng “vòng đời thứ hai” từ giai đoạn thử nghiệm sang vận hành thực tế.

Tại Nhật Bản, Toyota và Mazda đang thử nghiệm một hệ thống lưu trữ năng lượng tích hợp các bộ pin EV đã qua sử dụng vào nhà máy điện nội bộ của Mazda. Trong khi đó, tại Đức, startup Voltfang đang mở rộng sản xuất các hệ thống lưu trữ thương mại và quy mô lưới điện được chế tạo từ pin EV đã qua sử dụng hoặc dư thừa.

Phiên bản thương mại của hệ thống lưu trữ pin Voltfang 2. Hình ảnh được cung cấp bởi Voltfang.

Thử nghiệm thực địa: Toyota và Mazda hợp tác trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng

Toyota đang tiến hành các thử nghiệm thực địa về công nghệ lưu trữ năng lượng tại trụ sở chính của Mazda ở tỉnh Hiroshima, Nhật Bản - nơi đặt hệ thống phát điện duy nhất hiện do một hãng ô tô Nhật vận hành.

Hệ thống này tích hợp pin EV đã qua sử dụng với Sweep Energy Storage System của Toyota, công nghệ có khả năng kiểm soát việc sạc và xả trên nhiều loại pin khác nhau. Hệ thống có thể bật/tắt dòng điện của từng pin chỉ trong micro giây, ngay cả khi kết nối các pin có dung lượng hoặc mức độ suy hao khác nhau. Toyota lần đầu tiên trình diễn công nghệ Sweep vào năm 2022 tại một cơ sở quy mô lưới điện, chứng minh khả năng xử lý đồng thời pin từ xe hybrid, xe điện chạy pin (BEV) và xe điện pin nhiên liệu (FCEV) trong cùng một cụm. Cách tiếp cận này giúp loại bỏ yêu cầu phải dùng các mô-đun đồng nhất, vốn là hạn chế khiến nhiều dự án “vòng đời thứ hai” chậm tiến triển.

Khái niệm hệ thống lưu trữ năng lượng sử dụng công nghệ của Toyota và Mazda. Hình ảnh được cung cấp bởi Toyota.

Mục tiêu của thử nghiệm là đánh giá khả năng các hệ thống này ổn định nguồn điện tái tạo biến động và nhu cầu sử dụng. Một infographic do hai công ty công bố cho thấy hệ thống của Toyota điều tiết dòng năng lượng khi kết nối với nền tảng quản lý năng lượng riêng của Mazda. Cả hai phối hợp để giám sát việc trao đổi điện năng và dữ liệu giữa các nguồn phát điện mặt trời, nhiệt điện, hoạt động dây chuyền lắp ráp và các ứng dụng khác.

Sự hợp tác này nằm trong nỗ lực rộng hơn nhằm xây dựng chuỗi cung ứng pin xe điện tuần hoàn tại Nhật Bản, nơi tỷ lệ sử dụng EV vẫn thấp, chỉ chiếm 2% doanh số bán xe, trong khi xe hybrid chiếm hơn một nửa. Toyota cũng đề cập đến những ưu tiên chung của Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Nhật Bản (JAMA) trong việc giải quyết 7 thách thức của ngành, từ nguồn cung nguyên liệu đến hạ tầng sạc. Năm ngoái, Chủ tịch Toyota Koji Sato cho biết công ty sẽ tập trung vào việc ổn định nguồn cung tài nguyên quan trọng và thương mại, bao gồm đảm bảo các tuyến cung ứng chất bán dẫn đáng tin cậy.

Hệ thống Sweep Energy Storage của Toyota ra mắt năm 2022 với một dự án kết nối lưới điện. Hình ảnh được cung cấp bởi Toyota.

Nhà máy Gigafactory của Voltfang

Voltfang, một startup của Đức chuyên về lưu trữ pin xe điện (EV) tái sử dụng, vừa khai trương cơ sở sản xuất rộng 6.000 m² mang tên Voltfang Future Lab. Địa điểm này trước đây là nhà máy sản xuất xe điện của Next.e.GO, nay được dùng để chế tạo các hệ thống lưu trữ từ pin EV đã qua sử dụng hoặc dư thừa do các hãng ô tô châu Âu cung cấp. Cơ sở dự kiến đạt công suất sản xuất 250 MWh/năm vào cuối năm tới, và mở rộng lên 1 GWh vào năm 2030.

Hệ thống lưu trữ năng lượng Voltfang 2. Hình ảnh được cung cấp bởi Voltfang.

Công ty hiện cung cấp Voltfang 2, một đơn vị lưu trữ mô-đun dành cho khách hàng thương mại và công nghiệp, với mỗi tủ tích hợp bộ biến tần và hệ thống quản lý năng lượng, dung lượng khởi điểm từ 90 kWh, sử dụng cell pin lithium-ion NMC tiêu chuẩn. Ngoài ra, Voltfang còn phát triển Voltfang 2 Plus GS, hệ thống lưu trữ pin quy mô lưới điện dành cho khu dân cư và hạ tầng tiện ích, với dung lượng khởi điểm 3,2 MWh và công suất 1,2 MW.

Theo Voltfang, tái sử dụng 10 kWh pin có thể tiết kiệm tới 3 MWh năng lượng, 1 tấn CO₂, và 50 kg nguyên liệu thô so với sản xuất pin mới. Năm qua, sản lượng của công ty đã tăng gấp 5 lần. Báo cáo Tác động (Impact Report) cho biết, các hệ thống đã lắp đặt của Voltfang cung cấp 360,3 MWh dung lượng lưu trữ trong năm 2024.

Nhu cầu về hệ thống lưu trữ năng lượng vẫn ở mức cao, và theo dự báo của IDTechEx, sẽ có hơn 6 triệu bộ pin EV hết vòng đời mỗi năm vào năm 2030.

Theo EEPOWER