Điểm nghẽn của công nghiệp xe điện

Những điểm nghẽn chủ yếu

Điểm nghẽn trước hết chính là giới hạn vật lý của pin. Nếu như xăng dầu có mật độ năng lượng khoảng 12.000Wh trên mỗi ki-lô-gram, pin lithium-ion hiện nay chỉ đạt khoảng 150 - 250Wh trên mỗi ki-lô-gram, tức là bằng 1/6 lần so với xăng dầu.

Điều này đặt ra một vấn đề lớn cho ngành xe điện: để có cùng một lượng năng lượng khả dụng, phương tiện giao thông điện phải mang khối pin nặng hơn rất nhiều so với khối chứa nhiên liệu lỏng của các phương tiện khác.

Vì thế, tỷ lệ giữa trọng lượng chuyên chở tự thân của phương tiện của xe điện thường nặng hơn đáng kể so với các xe dùng xăng dầu cùng hạng. Chênh lệch này không chỉ là con số kỹ thuật, mà đã ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm sử dụng: phương tiện nặng hơn, chi phí vật liệu cao hơn, việc tối ưu thiết kế trở nên phức tạp hơn.

Trong khi phương tiện sử dụng xăng dầu chỉ cần vài phút để nạp đầy bình chứa, thì phương tiện điện, dù là ô tô hay xe máy, vẫn cần thời gian sạc hàng giờ.

Thứ hai là giá thành pin biến động thất thường chính là rào cản kinh tế rõ ràng nhất của điểm nghẽn. Theo Bloomberg năm 2025, giá pin trung bình khoảng 100 - 110USD mỗi kWh. Tính ra, một chiếc xe hơi điện hạng phổ thông với pin 60kWh sẽ cần khoảng 6.000 - 7.000USD cho riêng phần pin.

Ở quy mô nhỏ hơn như xe máy điện, dung lượng pin chỉ vài kWh nhưng vẫn chiếm tỷ trọng đáng kể trong giá thành phương tiện. Trong khi đó, toàn bộ hệ thống động cơ và truyền động của xe xăng thường chỉ ở mức một nửa con số đó và liên tục được tối ưu hóa trong suốt lịch sử của ngành công nghiệp này.

Sự chênh lệch về giá thành này khó có thể giảm sâu, đặc biệt ở phân khúc giá rẻ, khi một chiếc xe bình dân vẫn phải “gánh” một cục pin đắt tiền không kém gì một chiếc xe sang trọng.

Có thể nói, dù chi phí vận hành lâu dài của xe điện có thể thấp hơn xe xăng, nhưng người tiêu dùng vẫn phải trả một khoản lớn khi muốn sở hữu một chiếc. Đây là lý do tại sao ở nhiều thị trường, xe điện vẫn cần chính phủ trợ cấp nhằm hạ giá thành để có khả năng cạnh với xe xăng.

Bên cạnh đó, giá thành pin điện cao không chỉ do công nghệ còn chưa hoàn thiện, mà còn từ sự đắt đỏ của nguyên liệu sản xuất. Việc sản xuất pin điện phụ thuộc vào lithium, cobalt và nickel - những kim loại phân bố không đều trên thế giới và rất khó mở rộng khai thác nhanh.

Mặt khác, giá thị trường lại biến động hết sức khó lường: chẳng hạn giá lithium từng tăng vọt lên khoảng 70.000 USD/tấn vào năm 2022 rồi bất ngờ giảm mạnh xuống dưới 15.000 USD/tấn chỉ 2 năm sau đó.

Sự biến động này khiến chi phí pin không ổn định, kéo theo giá xe điện cũng khó dự đoán và các nhà sản xuất rất khó lên kế hoạch dài hơi cho các nhà máy của mình. Nếu như ngành xe xăng phụ thuộc chiến lược vào dầu mỏ, xe điện hiện nay phụ thuộc chiến lược vào kim loại hiếm.

Điểm khác biệt là chuỗi cung ứng kim loại này còn phân bổ tập trung hơn vào một số điểm trên thế giới, khiến rủi ro khi phụ thuộc vào nó còn lớn hơn.

Rủi ro đó hiện rõ khi nhìn vào cấu trúc chuỗi cung ứng toàn cầu. Trung Quốc hiện chiếm tới 85% năng lực sản xuất pin điện và kiểm soát hầu hết các khâu từ tinh chế nguyên liệu đến sản xuất và đóng gói sản phẩm.

Điều này có nghĩa là kể cả khi một quốc gia khác có thể sản xuất xe điện, có thể vẫn phải phụ thuộc vào nguồn pin điện nhập khẩu từ Trung Quốc.

Trong bối cảnh căng thẳng thương mại và chính sách công nghiệp ngày càng gia tăng, sự phụ thuộc này không chỉ là vấn đề kinh tế mà còn là vấn đề chiến lược.

Một thay đổi về thuế quan hay quy định cấm xuất khẩu có thể làm gián đoạn toàn bộ chuỗi cung ứng, đẩy chi phí lên cao hoặc làm chậm sản xuất của các nhà máy trên thế giới.

Áp lực càng lớn hơn khi nhu cầu pin điện tăng nhanh hơn nhiều so với khả năng cung ứng. Năm 2025, nhu cầu pin toàn cầu đã đạt khoảng 1,6TWh (Theo McKinsey) và tiếp tục tăng với tốc độ hơn 20% mỗi năm. Trong khi đó, việc mở rộng khai thác mỏ và xây dựng nhà máy pin là kế hoạch dài hạn tiêu tốn hàng chục năm.

Cuối cùng, vấn đề điểm nghẽn không dừng lại ở sản xuất mà kéo dài đến toàn bộ vòng đời pin. Hiện nay, phần lớn pin sau khi sử dụng vẫn chưa được thu gom và tái chế hiệu quả.

Nếu mỗi chiếc xe điện đều cần một lượng lớn kim loại hiếm, nhưng không thu hồi lại được sau khi hết vòng đời của pin, áp lực lên nguồn cung nguyên liệu sản xuất pin còn trầm trọng hơn nữa.

Điểm nghẽn mang tên pin điện đang tạo ra một mâu thuẫn rõ ràng: xe điện được kỳ vọng là giải pháp kinh tế “thân thiện với môi trường”, nhưng chính mô hình vận hành khai thác, sử dụng và thải bỏ như hiện nay lại đang tạo ra một dạng bất bền vững mới.

Cần một giải pháp tổng thể

Để giải quyết điểm nghẽn của pin trong ngành xe điện, cần một giải pháp tổng thể, tác động đồng thời vào hiệu năng, chi phí và chuỗi cung ứng, thay vì chỉ tập trung vào một hoặc một vài khía cạnh riêng lẻ.

Trước hết là công nghệ pin phải được đổi mới và nhanh chóng kiện toàn để thu hẹp giới hạn vật lý hiện tại của pin điện. Hiện tại, pin lithium - iron - phosphate đã chiếm khoảng 40% thị phần pin xe điện toàn cầu nhờ không sử dụng các nguyên liệu quý hiếm như cobalt và nickel.

Hy vọng đang được đặt nhiều vào pin sodium-ion có thể giúp giảm đáng kể chi phí nguyên liệu quý hiếm. Việc chuyển dịch sang các loại pin ít phụ thuộc vào kim loại hiếm sẽ trực tiếp làm giảm thiểu rủi ro biến động giá, cũng như các rủi ro do cạnh tranh địa-chính trị.

Cùng với đó, xây dựng mô hình kinh tế tuần hoàn cho pin là giải pháp mang tính dài hạn. Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), trong kịch bản phát triển bền vững, việc tái chế pin đã qua sử dụng phải bảo đảm cung cấp được tới 10 - 20% nhu cầu lithium, nickel và cobalt vào năm 2040. Nếu mục tiêu này thành công, nó sẽ giúp giảm đáng kể áp lực lên quá trình khai thác nguyên liệu, cũng như chuỗi cung ứng toàn cầu.

Việc đa dạng hóa sản xuất và giảm phụ thuộc vào một hoặc một vài quốc gia là điều hết sức cần thiết. Nhiều quốc gia đang cố gắng thúc đẩy nội địa hóa sản xuất thông qua các chính sách công nghiệp chủ động, nhằm phân tán rủi ro và bảo đảm nguồn cung ổn định trong dài hạn.

Mở rộng khai thác và tinh chế nguyên liệu cũng là một phần không thể bỏ qua của toàn ngành sản xuất pin điện để mở rộng nguồn cung nguyên liệu. Cải tiến công nghệ pin, nâng cao công suất tạo điện trên mỗi đơn vị khối lượng pin, cũng như tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên là những bộ phận quan trọng cấu thành hệ thống giải pháp thoát điểm nghẽn.

Cuối cùng, đổi mới mô hình sử dụng pin cũng góp phần giảm áp lực lên hệ thống. Các mô hình như thuê pin hoặc đổi pin nhanh có thể giúp giảm chi phí ban đầu và khắc phục hạn chế về thời gian sạc, đặc biệt trong bối cảnh sạc tại nhà vẫn có thể kéo dài nhiều giờ.

Những giải pháp này cho thấy điểm nghẽn của pin không chỉ nằm ở công nghệ sản xuất, mà còn ở cách tổ chức và vận hành toàn bộ hệ thống nạp tải năng lượng trong quá trình sử dụng phương tiện.

Như vậy, điểm nghẽn của pin điện là kết quả của sự lệch pha giữa tốc độ tăng cầu quá nhanh của ngành công nghiệp xe điện hiện nay và khả năng mở rộng nguồn cung đất hiếm dùng cho sản xuất pin điện.

Việc tháo gỡ điểm nghẽn này đòi hỏi sự kết hợp đồng thời giữa đổi mới công nghệ, áp dụng kinh tế tuần hoàn và tái cấu trúc chuỗi cung ứng toàn ngành trên phạm vi toàn cầu./.