Thế giới muốn chuyển sang xe điện, liệu có đủ lithium?

Lithium là một kim loại màu, được mệnh danh như “vàng trắng” bởi tầm quan trọng của chúng trong pin xe điện (EV), cùng với nickel và cobalt. Trong một tương lai điện khí hóa, mọi thứ, từ xe ô tô cho tới điện thoại di động, cũng sẽ cần tới pin lithium-ion.

Tuy nhiên, nguồn cung lithium là hữu hạn và con người cũng chỉ có thể khai thác một lượng lithium nhất định mỗi năm. Vậy câu hỏi đặt ra là, liệu thế giới có đủ lithium cho quá trình điện khí hóa hay không?

Bà Hannah Ritchie, một nhà khoa học dữ liệu tại Đại học Oxford, đã nghiên cứu xem liệu sự khan hiếm lithium có thể ảnh hưởng đến kế hoạch chuyển đổi xanh của thế giới hay không.

Đủ trữ lượng

Theo báo cáo từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), vào năm 2022, Trái đất đang có khoảng 98 triệu tấn lithium. Trong số này, chỉ khoảng 1/4, hay 26 triệu tấn, thuộc diện có thể khai thác xét trên phương diện kinh tế (hay còn gọi là trữ lượng).

Tất nhiên, trữ lượng lithium của thế giới nhiều khả năng sẽ tăng lên khi công nghệ khai thác được cải thiện. Chẳng hạn, một thập kỷ trước, USGS cho rằng các doanh nghiệp trên toàn thế giới chỉ có thể khai thác được khoảng 13 triệu tấn lithium.

Tạp chí khoa học Nature cho biết một chiếc EV thông thường sẽ cần khoảng 8 kg lithium. Với trữ lượng lithium lên tới 26 triệu tấn, thế giới sẽ có thể chế tạo được khoảng 3,25 tỷ chiếc EV. 

Trong trường hợp khoa học và công nghệ phát triển, thế giới có thể khai thác được thêm lithium. Nếu toàn bộ lithium trên Trái đất được khai thác hết, tương đương với 98 triệu tấn, con người có thể sản xuất 12,25 tỷ chiếc EV.

Hiện nay, toàn thế giới có khoảng 1,4 tỷ ô tô. Theo ước tính của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), tới năm 2050, thế giới sẽ có 3 tỷ chiếc ô tô, trong đó, khoảng 1,2 tỷ chiếc là EV. Có thể thấy, trữ lượng lithium hiện nay hoàn toàn đủ cho quá trình chuyển đổi sang xe điện.

Đến năm 2050, IEA dự đoán thế giới cần 9 triệu tấn lithium trong kịch bản các chính sách hiện tại vẫn được duy trì và cần đến 25 triệu tấn trong kịch bản phát triển bền vững (SDS).

Tạp chí Nature cho rằng thế giới sẽ cần từ khoảng 7,3 đến 18,6 triệu tấn lithium, trong khi World Bank cho rằng con người chỉ cần khoảng 6 triệu tấn kim loại này.

Tất cả những ước tính trên đều chỉ ra rằng, thế giới có đủ lithium để đáp ứng nhu cầu sản xuất EV. Tuy nhiên, thách thức thực sự với quá trình điện khí hóa là liệu con người có khai thác được lithium đủ nhanh hay không. 

Khai thác không đủ nhanh

Dựa trên dữ liệu từ IEA, bàRitchie nhận định để có một nền kinh tế điện khí hóa vào năm 2030, thế giới sẽ cần từ 250.000 đến 450.000 tấn lithium mỗi năm.

Năm 2021, các doanh nghiệp chỉ sản xuất khoảng 105.000 tấn lithium. Theo số liệu từ Statista, vào năm 2022, sản lượng lithium toàn cầu đã đạt đỉnh ở mức 130.000 tấn.

Mỏ lithium sẽ cần từ 4 đến 5 năm năm để xây dựng và vận hành. Bởi vậy, với tốc độ phát triển năng lực sản xuất như hiện nay, thế giới sẽ khó mà đạt được mục tiêu sản lượng cần thiết cho công cuộc điện khí hóa.

Kể từ đầu những năm 1990, giá pin lithium-ion đã giảm hơn 98%. Tuy nhiên, xu hướng này đã chững lại vào năm ngoái, khi giá lithium đi lên do nguồn cung bị thắt chặt.

Thế giới cần nhanh chóng xây dựng thêm nhiều mỏ lithium để phục vụ quá trình chuyển đổi xanh. Tuy nhiên, theo New York Times, các mỏ lithium thường sử dụng rất nhiều nước, khoảng 10.000 lít mỗi phút. Đồng thời, hoạt động khai thác này cũng khiến nước ngầm bị nhiễm antimon và asen, hai kim loại nặng cực độc hại với con người.

Ngoài ra, các mỏ lithium trên mặt đất còn gây mất đa dạng sinh học, suy giảm chất lượng không khí. Theo Popular Mechanic, hoạt động khai thác lithium ở dưới biển sâu còn có thể gây nhiễm độc chì và thủy ngân cho diện tích hàng trăm km2.

Khả năng tái chế và tái sử dụng

Tất cả những ước tính của IEA và giới chuyên gia đều dựa trên giả định là hoạt động tái chế bằng không. Tuy nhiên, nếu tỷ lệ tái chế đủ cao, con người gần như không cần phải khai thác thêm lithium mới mà có thể dựa hoàn toàn vào nguồn nguyên liệu có sẵn.

Hiện tại, chưa đến 1% lithium được tái chế. Hầu hết các dự báo cho thấy tỷ lệ tái chế của kim loại này vẫn sẽ tiếp tục duy trì ở mức thấp. Chẳng hạn, IEA kỳ vọng rằng đến năm 2040, khoảng 6% lithium sẽ được tái chế. 

Chi phí tái chế đắt đỏ so với khai thác mới là một phần nguyên nhân khiến tỷ lệ tái chế của lithium thấp như vậy. Tất nhiên, hoạt động tái chế lithium có thể sẽ tăng trưởng trong những năm tiếp theo khi thị trường mở rộng, tương tự như những gì từng xảy ra với pin axit chì.

Ngoài ra, theo bà Ritchie, phải đến năm 2040 hoặc 2050, hoạt động tái chế pin lithium mới thực sự tạo nên khác biệt. Khi đó, các dòng xe điện từ năm giai đoạn 2020-2030 mới hết vòng đời và được đem đi tái chế.

Theo Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF), thị trường ô tô điện đã qua sử dụng cũng có thể giúp giảm bớt vấn đề về nguồn cung. Theo một bài báo của Bloomberg, Trung Quốc đang cố gắng phát triển thị trường này, và doanh số trong giai đoạn năm 2017 đến 2020 đã tăng gấp đôi, lên tới 47.000 chiếc. 

Tại Anh, doanh số EV đã qua sử dụng trong quý I/2022 đã tăng hơn hai lần lên 14.586 chiếc. Những con số này không hề lớn, nhưng nếu doanh số xe điện tiếp tục tăng nhanh, thị trường xe cũ chắc chắn cũng sẽ phát triển tương xứng.