Tái chế mở thêm nguồn cung khoáng sản quan trọng

Nhiều doanh nghiệp trong các khu công nghiệp tại Bắc Ninh đã sử dụng điện mặt trời mái nhà. 

Nguồn nguyên liệu từ thiết bị cũ

Cùng với sự phát triển của xe điện, hệ thống lưu trữ, năng lượng tái tạo và lưới điện, nhu cầu khoáng sản quan trọng đang ngày càng tăng. Báo cáo Triển vọng Khoáng sản quan trọng Toàn cầu năm 2026 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự báo tổng nhu cầu các khoáng sản quan trọng sẽ gần gấp đôi vào năm 2040 nếu tính theo các chính sách hiện hành; trong đó lithium tăng mạnh nhất (hơn 3 lần), nhu cầu nickel, graphite và đất hiếm tăng khoảng 50 - 90%.

Và trong khi nhu cầu gia tăng, một nguồn nguyên liệu khác đang hình thành từ những sản phẩm đã qua sử dụng.

Reuters vừa có bài viết nhận định quá trình chuyển đổi năng lượng đang bắt đầu tạo ra nguồn nguyên liệu cho chính nó. Pin cũ, tấm pin mặt trời hết vòng đời, turbine gió và thiết bị lưới điện đều chứa những vật liệu có thể thu hồi và đưa trở lại sản xuất.

Pin xe điện là một trong những nguồn đáng chú ý nhất. Báo cáo Battery Circularity (Vòng Tuần hoàn Pin) do IEA và Cơ quan Sáng chế châu Âu (EPO) công bố hồi cuối tháng 4/2026 dự báo khoảng 1,2 triệu pin xe điện có thể hết vòng đời vào năm 2030 và lên đến 14 triệu vào năm 2040. Cùng lúc đó, nghiên cứu công nghệ trong lĩnh vực này cũng tăng nhanh, với số nhóm bằng sáng chế quốc tế liên quan đến vòng tuần hoàn pin tăng trung bình 42% mỗi năm trong giai đoạn 2017 - 2023.

Theo IEA, nếu tỷ lệ thu gom được cải thiện, vật liệu tái chế từ pin có thể đáp ứng khoảng 20 - 30% nhu cầu lithium, nickel và cobalt vào năm 2050. Với tỷ lệ thu gom cao, con số này có thể đạt 30 - 40%.

Tấm pin mặt trời cũng đang trở thành một nguồn nguyên liệu thứ cấp. Báo cáo của Chương trình Hệ thống Điện mặt trời thuộc IEA (IEA-PVPS), công bố tháng 9, ước tính lượng bạc có thể thu hồi từ các hệ thống điện mặt trời hết vòng đời trong tương lai tương đương 30 - 45% nhu cầu bạc tích lũy của ngành điện mặt trời giai đoạn 2025 - 2050, nếu vật liệu được thu hồi hiệu quả.

 Nhà máy điện gió bờ tại Gia Lai. 

Tiềm năng còn nhiều giới hạn

Mặc dù có triển vọng lớn, nhưng rõ ràng tái chế hiện vẫn chưa thể thay thế khai thác khoáng sản mới.

Theo ước tính của IEA, với các chính sách hiện hành, tỷ lệ tái chế trung bình của những khoáng sản năng lượng quan trọng có thể tăng từ khoảng 10% hiện nay lên gần 20% vào năm 2040. Nguồn cung thứ cấp sẽ lớn hơn, nhưng nhu cầu nguyên liệu mới vẫn ở mức cao.

Một trở ngại trước mắt là chưa có đủ thiết bị hết vòng đời. Xe điện và hệ thống lưu trữ pin chỉ mới phát triển mạnh trong những năm gần đây. Do đó, IEA dự báo đến năm 2030, phế liệu từ sản xuất vẫn chiếm khoảng 2/3 lượng nguyên liệu đầu vào cho tái chế pin. Từ khoảng năm 2035, pin xe điện và pin lưu trữ hết vòng đời mới trở thành nguồn chính.

Trong khi đó, thu gom lại là một vấn đề khác. Khi thiết bị hết vòng đời nằm rải rác ở nhiều nơi và số lượng tại từng địa điểm ở mức nhỏ, chi phí vận chuyển và xử lý có thể làm giảm giá trị kinh tế của vật liệu thu hồi.

Thiết kế sản phẩm cũng ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng tái chế. Bà Christina Huber, cố vấn chính sách cấp cao về phát triển bền vững của Hiệp hội Năng lượng Mặt trời châu Âu (SolarPower Europe), giải thích với Reuters rằng các lớp vật liệu giúp tấm pin chịu được độ ẩm và thời tiết cũng khiến việc tách vật liệu khó hơn. Sản phẩm được thiết kế để hoạt động ngoài trời hàng chục năm nên độ bền và khả năng dễ tháo rời để tái chế không phải lúc nào cũng đi cùng nhau.

Với pin xe điện, hiệu quả kinh tế lại phụ thuộc vào thành phần hóa học. IEA cho biết sự phổ biến của pin lithium iron phosphate (LFP), chứa ít vật liệu có giá trị cao hơn so với các loại pin sử dụng nhiều nickel và cobalt, có thể khiến mô hình kinh doanh chỉ dựa vào bán kim loại thu hồi trở nên khó khăn hơn.

Các chính sách vì thế ngày càng hướng tới việc xác định rõ trách nhiệm sau khi sản phẩm hết vòng đời. Tháng 9, Ủy ban châu Âu giữ nguyên các mục tiêu thu hồi vật liệu theo Quy định về pin của EU. Đến cuối năm 2027, hoạt động tái chế phải thu hồi ít nhất 90% cobalt, đồng, chì và nickel, cùng 50% lithium; các tỷ lệ này sẽ tăng lên lần lượt 95% và 80% vào cuối năm 2031.

Triển vọng phía trước

Khi những thế hệ xe điện, tấm pin mặt trời và thiết bị năng lượng đầu tiên lần lượt hết vòng đời, lượng vật liệu có thể thu hồi sẽ tăng lên. Theo đó, IEA cho rằng đến năm 2040, nguồn cung thứ cấp này có thể tăng gấp đôi tỷ trọng đóng góp. Cobalt và đồng hiện đã có các dòng tái chế tương đối phát triển, trong khi lithium và nickel vẫn ở giai đoạn sớm nhưng được dự báo sẽ tăng nhanh.

 Công nhân lắp đặt điện mặt trời tại Thành phố Hồ Chí Minh.

Song song đó, lợi ích môi trường của nguồn nguyên liệu này cũng rất đáng kể. IEA ước tính trung bình lithium, nickel và cobalt tái chế tạo ra lượng phát thải khí nhà kính thấp hơn khoảng 80% so với vật liệu khai thác mới từ các mỏ. Trong kịch bản các quốc gia thực hiện những cam kết khí hậu đã công bố, việc mở rộng tái chế có thể làm giảm nhu cầu phát triển mỏ mới vào năm 2050 khoảng 40% đối với đồng và cobalt, và 25% đối với lithium và nickel.

Tuy nhiên, giới chuyên gia cũng lưu ý không nên phóng đại vấn đề chất thải của năng lượng sạch. Ông Hielsmair, kỹ sư trưởng về Điện mặt trời tại DNV - một trong những tổ chức phân tích kỹ thuật, tư vấn độc lập và chứng nhận năng lượng hàng đầu thế giới cho rằng, lượng chất thải điện mặt trời cần được đặt trong tương quan với các dòng chất thải khác của ngành năng lượng. Theo ông, mô tả tấm pin hết vòng đời như một “thảm họa môi trường” có thể gây lo ngại quá mức và cản trở việc phát triển năng lượng tái tạo.

Tại Đông Nam Á, vấn đề này sẽ ngày càng đáng chú ý khi sản xuất pin, xe điện và năng lượng tái tạo mở rộng. Theo IEA, khu vực này đang giữ vai trò quan trọng trong chuỗi cung ứng khoáng sản và công nghệ sạch; riêng công suất sản xuất pin có thể tăng từ 26 GWh năm 2024 lên hơn 80 GWh vào năm 2030 theo các dự án đã cam kết. Điều đó cũng có nghĩa lượng thiết bị cần sửa chữa, tái sử dụng hoặc tái chế sau này sẽ tăng theo. Khả năng thu hồi vật liệu vì thế cần được tính đến từ khâu thiết kế sản phẩm, tổ chức thu gom đến xây dựng năng lực xử lý.