|
Ba tác
giả John Lương, Trần Cang, và Tôn Thất Di là giáo sư, kỹ sư trong các ngành
hóa học, điện tử tại Hoa Kỳ, Ireland, Canada, và Singapore. Ông John Lương
hiện sống tại Montreal, Canada; ông Trần Cang tại Colorado; và ông Tôn Thất
Di tại Orange County, California. Bài nghiên cứu chung của họ đã được đăng
trên mạng lưới diễn đàn khoa học thế giới MDPI tại Thụy Sĩ vào tháng 10 năm
2022, nay được tóm lược và dịch sang tiếng Việt dành cho độc giả Báo Viễn
Đông. Tựa đề nguyên thủy của bài viết là "Xe điện và các vấn đề dùng
Lithium để chế tạo bình điện". Bên cạnh về chính trị, một trong các vấn
đề có liên quan đến Lithium là liệu việc khai thác và sản xuất chất này để
làm bình điện, liệu có giúp giảm sự ô nhiễm môi trường của Trái Đất hay
không?
Lithium là muối kim loại màu bạc có khả năng chứa đựng rất nhiều năng lượng
đã được dùng trong các pin có thể sạc lại bình pin điện "LiBs" (Lithium ion
Batteries). Cobalt, Nickel và Manganese là 3 kim
loại khác cũng rất cần trong LiBs. LiBs cung cấp
3,000 watts cho mỗi Kg sức nặng và có thể được sạc lại đến 3,000 lần trong
môi trường nhiệt độ từ -20.C đến +60.C. Ngoài ra, Neodymium và Dysprosium,
2 kim loại rất hiếm cũng cần cho việc chế tạo động cơ có từ trường của xe
điện (EV: Electric Vehicle).
Để sản xuất được LiBs, năng lượng cần thiết phải tốn đến 2 lần
nhiều hơn so với xe chạy xăng, đồng thời cũng cần đến rất nhiều điện để dùng
sạc lại LiBs sau mỗi lần chạy xe. Như vậy, để được xem xe điện
như một "green car" (xe không gây tổn hại cho môi trường Trái
Đất) thì xe điện cần phải dùng 100% năng lượng sạch (100% green
energy") Sử dụng điện để sạc LiBs không bảo đảm đó
là "green energy" vì điện có thể được chế tạo từ than
đốt hoặc các nguyên liệu thải ra khí CO2.
Bình điện LiBs trong xe rất nặng và rất to, chiếm đa số trọng
lượng và diện tích sàn xe. Vì thế trong tương lai, LiBs cần
phải có kích thước nhỏ hơn, nhẹ hơn, thời gian sạc điện nhanh hơn để được lái
xe đi xa hơn. Những điều này có thể làm được với các phát minh mới về cực
điện (electrode) nhưng vấn đề rất quan trọng là liệu Trái Đất có chứa
đủ Lithium dùng trong các bình điện cho xe EV sau năm 2050 hay không?
Tái chế phục hồi LiBs (recycling) và công việc thâu nhập
Lithium từ nước biển (ước lượng chừng 2,600 tỷ) tấn Lithium) có thể là giải
pháp tốt nhưng kỹ thuật hiện nay có làm được hay không sau năm 2050?
Xe điện không thải ra khí CO2
Xe điện được xem như một phương tiện để chống lại sự biến đổi khí hậu và giảm
khí "nhà kính" (greenhouse CO2). Xe điện không xả các
loại khí như CO2, NOx, CO, SO2… gây ô nhiễm không khí trong các thành phố
lớn, trung bình có 2.3 kg của khí CO2 được thải ra từ một lít xăng của xe
hơi. Xe điện xài động cơ nhỏ, không cần bình nước làm nguội máy, không có hộp
số, rất ít tiếng ồn của động cơ, và ít cần được bảo trì… so sánh với các xe
chạy xăng hay dầu diesel.
Xe điện được các chính phủ trên thế giới ủng hộ sẽ giúp cho khí hậu Trái Đất
nguội bớt từ 1.5 C đến 2.0 C, theo như quy ước ký tại Paris 2016, các xe chạy
xăng sẽ không còn được sản xuất trong tương lai, các hãng xe General
Motors (Mỹ) và Audi (Đức) dự định sẽ không chế tao ra
xe chạy xăng hay diesel vào năm 2033-2035 và Anh Quốc cũng sẽ không sản xuất
từ năm 2030, các quốc gia khác có thể sẽ đi theo quyết định này.
Một vấn đề quan trọng là xe điện (EV) bị giới hạn phạm vi lái
xe trong vòng 150-300 dặm (250-500 km). Trong các loại bình điện xe khác
nhau, Lithium-ion được xem là nguyên liệu tốt nhất dù rằng cần
phải được tăng thêm phạm vi lái xe và giảm bớt giá cả bán ra. Hiện nay, các
quốc gia trên thế giới tranh giành nhau để bảo đảm mua được Lithium
"xăng trắng" (white-oil) trên thị trường dùng cho bình điện
xe.
Xe điện trở thành "green car" tốt cho Trái Đất khi
nào được sạc điện không dùng than đốt hay thải khí CO2
Xe điện cần dùng điện để sạc pin Lithium, và chỉ được xem như "green
car" (xe làm sạch môi trường) khi nào dùng điện sạch
("green energy") không xài than đốt hay thải khí CO2 để tạo
ra điện, điển hình như xứ Norway bên Âu châu, nơi mà đa số nguồn điện được
tạo ra từ các đập nước, sức gió thổi, và sức nóng từ Trái Đất. Xe điện sẽ bị
giảm giá trị giúp làm "sạch" cho Trái Đất nếu còn
dùng điện được tạo ra từ các lò phát điện đang xài than hay các chất đốt có
chứa carbon.
Tại Ấn Độ, 80% các nhà máy phát điện hiện đang dùng than, dầu hay chất
sinh khối (biomass). Tại TQ, 52% các nhà máy điện đang dùng than, và
4.5% từ khí đốt thiên nhiên (natural gas). Năm 2020, tại Hoa Kỳ
80% các nhà máy điện dùng khí đốt thiên nhiên (natural gas), nhà
máy điện nguyên tử (nuclear energy) và than, 20% còn lại dùng sức
nóng Trái Đất và các nguồn thiên nhiên khác. Tại Đức, sự giảm khí thải CO2
bằng cách dùng xe điện đã không thành công. Năm 2020, Đức dùng điện phát ra
từ gió thổi (27%), từ nhà máy điện nguyên tử (12%), từ solar cell (10%), từ
chất sinh khối (9.3% biomass), từ các đập nước nhưng vẫn còn dùng đến nguồn
than (24%).
Thủy điện tại thành phố Quebec, Canada, rất trong sạch trong môi trường, chỉ
thải ra 34.5 g khí CO2/kWh [1], so sánh với mực độ trung bình 417 g khí CO2/kWh
được thải ra tại Hoa Kỳ [2]. Một EV dùng 20 kWh/100 Km (xe điện dùng từ 15
đến 30 kWh để đi 100 Km [3]), sẽ thải ra 34.5 x 20/100 = 6.9 g khí CO2 tại
Canada, và 83.4 g CO2 tại US.
Các chất khí thải từ xe điện và xe dùng xăng tại Europe (2015) sau khi
chạy 150,000 Km
So sánh sự phế thải khí CO2 giữa xe dùng xăng (ICEV) và điện (BEV)
Cần dùng một nguồn năng lượng để tạo ra một nguồn năng lượng khác
Lithium và các kim loại khác được đào ra từ các quặng mỏ, lọc sạch đất, và
phải được rất tinh khiết để dùng làm pin xe. Sự sản xuất loại pin xe Lithium
làm tăng lên sự ô nhiễm không khí vì phải dùng độ nóng từ 800 độ C đến 1000
độ C, điện từ các nhà máy phát điện bằng than hay dầu đã được dùng trong việc
chế biến Lithium để giảm bớt chi phí.
Sự kiện này lại làm tăng lên việc làm ô nhiễm thêm cho môi trường vì phải
dùng các chất có carbon, thải ra khí CO2 rất nhiều trong quá trình sản xuất
và thường được gọi là "CO2 footprint" tùy thuộc vào nguồn điện đã
sử dụng.
Cách sản xuất ra một bình pin 75 kWh do công ty pin của Tesla tại tiểu bang
Nevada xả ra 4,500 kg (4.5 tấn) CO2, và 9,000 kg (9.0 tấn) CO2 nếu được sản
xuất tại Á Châu. Để tiện so sánh, trung bình để sản xuất một xe chạy xăng hay
diesel sẽ thải ra khoảng 7 đến 10 tấn CO2. Như vậy, nếu tính thêm nguồn năng
lượng cần cho việc sản xuất xe Tesla cộng thêm năng lượng làm ra pin Lithium,
hai loại xe chạy xăng và pin đều phải tốn nguồn điện năng giống nhau.
Một xe điện với phạm vi lái 300 dặm (500 km) trước khi cần sạc, sẽ dùng bình
điện ít nhất là 60 kWh. Khoảng 150 kg khí CO2 sẽ được thải ra cho 1 kWh của
pin Lithium, trung bình độ 6 tấn (6,000 kg) khí CO2 dùng để chế tạo pin
Lithium, và tổng cộng sẽ vào khoảng 16-19 tấn CO2 sẽ bị thải ra trong việc
sản xuất một xe điện.
Các xưởng chế tạo pin xe điện hiện đang thải ra tương đương từ 61 kg đến 106
kg khí CO2 cho mỗi kWh, có khi lên đến 146 kg. Chỉ khi nào pin xe điện được
làm bằng các nguyên liệu "sạch" không có chất carbon mới đạt đến
con số 61 kg. [4]
Nguồn cung cấp Lithium và các kim loại khác đều có giới hạn
Giống như dầu thô, Lithium không tái sử dụng lại được, và ước đoán có khoảng
14 triệu tấn chứa trong đất và 230 triệu tấn Lithium trong nước biển. Có vài
khảo cứu cho rằng Lithium có nhiều hơn trong đất, vào độ từ 22 đến 80 triệu
tấn. Lithium tan trong nước biển mặn, nhưng đá và đất sét cũng có Lithium
trong trạng thái khoáng sản. Có ba môi trường chứa nhiều Lithium: muối đóng
đá, muối trong nước biển nóng và đá có chứa khoáng sản: spodumene.
Muối đóng đá chiếm độ 83% có mặt tại vùng Nam Mỹ, TQ, và Hoa Kỳ, đá có chứa
khoáng sản này là 17% tại Úc châu.
Các công nhân đang thanh tra một mỏ khai thác Lithium ngày 11 tháng Giêng,
2022 tại Goromonzi, Zimbabwe, Phi Châu. Một công ty TQ đã gạ mua Lithium từ
Zimbabwe với giá hơn 400 triệu USD để chế tạo pin điện. (Tafadzwa
Ufumeli/ Getty Images)
Phần lớn nguồn điện năng dùng để tìm kiếm và thanh lọc Lithium đều thải ra
khí CO2 vì dựa vào các nhiên liệu hoá thạch như than đá. Đa số các mỏ đào
Lithium, các kim loại (Cobalt, Nickel…) đều dựa vào sức lao động con người và
cần rất nhiều nước. Lithium lấy từ nước biển mặn tốn rất nhiều thời gian từ
nhiều tháng đến nhiều năm và rất ít công ty có kỹ thuật tốt để làm ra Lithium
tinh khiết nguyên chất. Cách ít tốn kém nhất là dựa vào năng lượng Mặt trời,
nhưng phải tùy thuộc vào địa thế khai thác nên phẩm chất Lithium cũng có thay
đổi nhiều.
Lithium lấy từ đá có chứa khoáng sảnspodumene cần phải xay ra
đá vụn, nung nóng lên rồi dùng acid để tẩy. Giống như những mỏ đào các kim
loại khác, môi trường sẽ bị thiệt hại nặng nề cho đất, không khí, nước bị
nhiễm độc, và nguồn nước có thể bị khô cạn. Cần đến 20,000,000 lít nước
(500,000 gallons) để trích ra 1 tấn Lithium từ loại đá này.
Dùng Lithium để chế tạo pin cho xe điện sẽ làm thiệt hại rất nhiều cho môi
trường thiên nhiên, tạo ra sự hâm nóng cho Trái Đất và làm khô cạn nguồn
nước. Mỏ đào Lithium tại vùng Jadar xứ Serbia có lẽ là lớn nhất thế giới,
nhưng mỏ này đã luôn luôn là một mối lo ngại lớn lao cho các chuyên gia về
môi sinh môi trường.
|
|
|
Ngoài Lithium,
các kim loại khác cần thiết trong việc chế tạo pin xe điện, tùy thuộc vào kỹ
thuật pin của các hãng khác nhau. Thông thường, một bình điện Lithium trong
xe cần vào khoảng 14 kg Cobalt (Co). Hơn 70% kim loại này trên thế giới được
đào lên từ các mỏ tại xứ Cộng Hòa Dân Chủ Congo ở Phi Châu, kế đến là từ Nga.
Các khoa học gia đã tìm thấy sự liên quan từ mỏ đào Cobalt đến nhiều trường
hợp bẩm sinh bất thường tại Congo.
Theo sự khảo cứu của Cơ Quan Năng Lượng Quốc Tế (International Energy
Agency), để đạt được mục tiêu của năm 2050 trong việc không tạo thêm
khí CO2 (Net-Zero), chúng ta cần hơn 2 tỷ các loại xe điện. Một bình pin cho
xe điện cần 14 kg chất kim loại Cobalt, toàn thế giới được ước tính có độ 7,1
triệu tấn, như vậy chỉ đủ chất Cobalt cho 528 triệu xe điện.
TQ hiện đang có 80,000 tấn dự trữ, vì thế quốc gia này rất thận trọng cố gắng
tránh xài Cobalt trong pin xe điện. Trên nguyên tắc, Cobalt có thể được thay
thế bằng các kim loại khác cho cực điện trong pin Lithium. Một nửa xe Tesla
mới đã dùng pin điện "Cobalt-free ion phosphate" gọi
là pin LFP, do không xài Cobalt và Nickel, pin LFP
tốn ít tiền hơn nhưng vì tạo được ít năng lượng hơn nên phạm vi lái xe sẽ bị
giới hạn.
Chất Lithium có trong nước biển rất ít (0.1-0.2 ppm hay là 0.0001%) do đó
việc thâu gom chất này rất tốn kém với kỹ thuật khoa học ngày nay. Dựa theo
sự tăng gia việc sản xuất xe điện gần đây, chúng ta sẽ không còn chất Lithium
vào năm 2080, tương tự như các dự đoán về con số dầu thô đang có trong nguồn
dự trữ trên Trái Đất. Cobalt và Nickel là hai kim loại cần thiết cho việc sản
xuất pin Lithium, đồng thời các kim loại rất hiếm có như Neodymium,
Samarium và Dysprosium cũng cần thiết cho động cơ điện
trong EV.
Một vài vấn đề lo ngại đến môi trường
Việc sản xuất những kim loại nêu trên sẽ gây ô nhiễm đất, làm cho nguồn bị
thiếu hụt, phá hoại đến môi trường và có thể làm Trái Đất sẽ nóng thêm lên.
Tăng nhanh việc chế tạo ra chất Lithium sẽ gây ra nhiều sự lo ngại cho môi
trường trong kỹ nghệ làm xe điện. Cặn bã phế thải từ những mỏ khai quang
Cobalt, các kim loại thông thường cùng với những kim loại hiếm sẽ làm nhiễm
độc không khí, thức ăn, nước dùng, phá hủy lúa gạo và có hại đến sức khoẻ của
con người.
Tại nước Cộng Hoà Dân Chủ Congo, dân chúng bị mất đất trồng trọt, mất nhà và
thường phải đi xa qua xứ Zambia để mua thức ăn. Những mỏ Cobalt đã gây ra
nhiều vụ chà đạp nhân quyền, tham nhũng, lạm dụng sức lao động của 40,000 trẻ
em, và thiếu sự an toàn nên thường xảy ra nhiều tai nạn khủng khiếp. Một cuộc
thưa kiện tại Congo đã nhắm vào các công ty Apple, Google, Dell, Microsoft và
Tesla vì đã gây chết hay gây ra thương tích trầm trọng cho các trẻ em bị bắt
phải làm việc trong các hầm mỏ. Giống như các loại kim loại nặng khác, Cobalt
rất độc hại và cần phải rất thận trọng trong việc khai thác.
Ngoài ra, nếu quặng mỏ không được xây dựng an toàn sẽ đưa đến sự sụp đổ, gây
ra nhiều sự thương tích hay thiệt mạng cho công nhân. Hiện nay tại Bồ Đào Nha
đang có một vụ thưa kiện có liên quan đến công ty Savannah Resources
có trụ sở tại London, Anh quốc về vấn đề "khai thác đất đai bất
hợp lệ".
Khai thác Lithium trong những xứ nhược tiểu kém mở mang cũng có rất nhiều vấn
đề lớn khác. Tại miền nam Phi châu, Lithium được lọc ra từ muối đóng đá làm ô
nhiễm các hồ chứa nước và dân chúng địa phương có thể đang bị nhiễm độc vì
phải sử dụng nguồn nước này. Tất cả các vùng chung quanh quặng mỏ phải được
khai quang, vì thế cây cần phải đốn chặt làm tiêu diệt sự sống dựa vào cây
cỏ. Công việc này cần dùng đến các máy đốn cây phá rừng làm đường và các xe
vận tải to lớn sử dụng rất nhiều nhiên liệu, thải ra nhiều khí độc và CO2.
Năng lượng cần cho sự chế tạo Lithium lại chính là những năng lượng đã gây ra
sự ô nhiễm lớn cho môi trường, thải ra khí CO2.
Với việc khai thác Lithium từ đá, 15 tấn CO2 được thải ra cộng thêm với các
phế thải nguyên liệu sạch: 2,000,000 lít nước cần đến cho việc lọc ra 1 tấn
Lithium. Sự thiếu nguồn nước trầm trọng có thể xảy ra cho việc canh nông
trồng trọt trong những miền núi khô khan có đá chứa Lithium. Vì thế, những xứ
có quan tâm đến sự ô nhiễm môi trường thường không cho phép khai thác các
quặng mỏ này.
Các vấn đề chính trị có liên quan đến chất Lithium
Hiện nay Trái Đất được xác định chứa 15 triệu tấn Lithium tại bốn quốc gia: Chile,
Úc, Argentina và TQ. Theo như sự ước đoán của Cơ Quan
Nghiên Cứu Địa Chất Hoa Kỳ vào năm 2019, toàn thế giới có thể chứa đến 80
triệu tấn Lithium (80,000,000 kg) nhưng chỉ có vài vùng có thể khai thác sản
xuất được. Để chi phí sản xuất được hợp lý, chất Lithium có trong môi trường
phải đạt đến một mức độ tối thiểu. Thêm một sự khó khăn là chất Magnesium
(Mg) hiện diện chung với Lithium trong muối đóng đá cần phải được loại bỏ để
có được Lithium nguyên chất dùng trong bình điện. Vì thế, Lithium có trong Biển
Chết (Dead Sea) tại Israel không thể khai thác được, nhưng tại vùng
hồ nước mặn Zabuye của TQ gần như nguyên chất, không có nhiều Magnesium, rất
tiện lợi cho việc khai thác Lithium. Hồ này có chứa 1.84 triệu tấn Lithium,
được gọi tên Zabuye vì có khoáng chất thiên nhiên Zabuyelite,
Lithium carbonate (Li2CO3), một trường hợp đặc biệt gần như không chứa
Magnesium trong thiên nhiên.
Hiện nay, vùng núi Salar de Atacama giữa Bolivia và Chile tại Nam Mỹ được xem
như là nơi có chứa đựng nhiều Lithium nhất trên thế giới với 32 triệu tấn.
Nhiều xe điện trên thế giới hiện đang dùng các kim loại có từ trường
(magnesium –rare earth elements) để chế tạo ra máy xe: Neodymium
và Dysprosium. TQ là nơi duy nhất sản xuất được hai kim loại
này. Hầu hết tất cả xe điện tại TQ đang xài kim loại từ trường cho máy, nhưng
với những quốc gia khác trên thế giới, nhập cảng kim loại từ trường từ TQ là
một vấn đề khó khăn và tế nhị về nhiều mặt, kinh tế và chính trị.
Khoảng 55% Lithium trên thế giới đến từ Úc, 23% từ Chile, 10% từ TQ và 8% từ
Argentina. Năm 2021, Úc đứng đầu thế giới về việc sản xuất Lithium vào khoảng
55,000 tấn, tiếp theo là Chile vào khoảng 26,000 tấn và TQ với 14,000 tấn.
Việc sản xuất xe điện tại Âu Châu hoàn toàn lệ thuộc vào việc nhập cảng chất
Lithium. Ủy Ban Âu Châu (the European Commission) mong muốn
thành lập kỹ nghệ sản xuất Lithium để giảm bớt sự lệ thuộc vào ngoại quốc.
Hiện nay, Âu Châu không có đủ phương tiện để có được Lithium và các xưởng chế
tạo pin xe điện. Năm 2021, TQ đã sản xuất 79% cho tất cả các Lithium-ion pin
xe điện trên thế giới, và giá bán thay đổi rất nhanh, từ 6,000 USD/tấn cho
năm 2000 lên đến 78,032 USD/tấn cho năm 2022.
Hi vọng trong tương lai gần đây, năm 2030 các quốc gia khác trên thế giới sẽ
sản xuất được hơn 2.7 triệu tấn LCE (lithium carbonate equivalent).
Nếu một EV cần từ 8 kg đến 12 kg, sự ước đoán 14 triệu tấn dự trữ Lithium có
thể đủ cho 1.17 triệu đến 1.75 tỷ xe điện.
Ngoại trừ nước Úc, đáng tiếc rằng đa số các quốc gia trên thế giới có thể sản
xuất được các khoáng sản hay kim loại dùng cho pin xe điện thường hay bị
nhiều xáo trộn về chính trị hay kinh tế. Hiện nay Úc đang hợp tác chặt chẻ
với Hoa Kỳ và Âu Châu trong việc cung cấp các nguồn nhiên liệu quý này. Có
thể vì thế mà công ty Tesla của Mỹ đang gia tăng sản xuất xe điện tại Texas
và tại Thượng Hải, TQ trong khi không hợp tác với xứ Afghanistan nơi có nhiều
quặng mỏ Lithium chứa trong đá, Cobalt, các kim loại hiếm, và nhất là tại xứ
Congo nghèo khó, do tình trạng chính trị ở những nơi này rất bấp bênh.
TQ có Lithium, với rất nhiều các kim loại hiếm, đồng thời Nga cũng có rất
nhiều Nickel, Manganese, Iron và các kim loại cần thiết khác. Mỹ, Nga và TQ
đang có 29.79 triệu tấn Lithium chưa được khai thác. Theo tin tức mới nhất,
con số dự đoán cho Lithium chưa được khai thác được tăng lên đến 54.1 triệu
tấn từ muối đóng đá (21.3 đến 65.3 triệu tấn) và từ đá (12.8 đến 30.7 triệu
tấn).
Theo tin của báo New York Times ngày 31 tháng 3, 2022, Tổng
Thống Joe Biden đã dùng đạo luật "Tăng Cường Sản Xuất Quốc
Phòng" (Defense Production Act), đã được ban hành từ năm 1950,
để cố gắng tăng gia sản xuất các kim loại hiếm dùng cho xe điện. Tái sử dụng
các vật liệu trong xe điện sẽ rất quan trọng trong việc làm giảm bớt nhu cầu
đòi hỏi Lithium và các vật liệu cũng đang cần cho các công việc khác.
Việc nghiên cứu Lithium rất cần thiết với hi vọng pin xe sẽ không bị phế
thải, đồng thời việc chuyên chở các pin xe rất nặng đến những nơi tái chế
cũng sẽ rất tốn kém.
Năm 2019, tại Úc chỉ có từ 2% đến 3% LiB đã qua sử dụng được
chở ra ngoại quốc để được tái chế, và ít hơn 5% tại Âu châu. Tái sử dụng pin
xe điện rất ít vì có nhiều lý do: kỹ thuật chưa làm được, địa thế không
thuận tiện, kinh tế khó khăn hay sự khác biệt về luật pháp giữa các quốc gia.
Vì các kỹ nghệ và các vị nguyên thủ quốc gia trên thế giới đang xúc tiến việc
không tạo thêm khí CO2 với hi vọng không làm tăng thêm không khí bị nóng lên
của Trái Đất, kỹ nghệ xe hơi bị bắt buộc phải chế tạo và sản xuất xe dùng pin
điện thay thế cho xe chạy xăng dầu.
Rất tiếc rằng, cho đến nay sự hiểu biết và kỹ thuật áp dụng vào xe EV chưa
được nghiên cứu chính xác và rõ ràng hơn. Theo thông tin của Cơ Quan Năng
Lượng Quốc Tế, chúng ta sẽ cần tối thiểu 1 triệu tấn Lithium, tương đương với
tất cả số Lithium của TQ đang có hiện nay để sản xuất 125 triệu xe EV cho
toàn thế giới cho đến năm 2030.
Một vấn đề khác cần có giải pháp có liên quan đến sự gây ra ô nhiễm môi
trường của các kim loại hiếm, trong đó có sự hiện diện của chất phóng xạ như Thorium.
Để gạn lọc ra được các kim loại hiếm này lại cần đến việc sử dụng những hóa chất
độc hại như Sulfate, Ammonia, và Hydrochloric acid.
Để tạo ra được 1 tấn các kim loại hiếm: Neodymium và Dysprosium,
2000 tấn các chất độc khác sẽ được thải ra môi trường.
Xe điện Renault Zoe thay thế các kim loại từ trường cách dùng dây
chất đồng cuốn chung quanh máy (copper winding). Hãng xe Bentley
chế tạo loại động cơ không dùng từ trường và không dùng dây đồng. Đời thứ 5
xe điện của hãng BMW dùng động cơ không chứa kim loại hiếm.
Hãng xe Audi dùng động cơ bằng nhôm cho xe loại "e-tron"
(aluminum rotor induction motor for the e-tron).
Các quốc gia tân tiến kỹ nghệ muốn sử dụng xe pin điện (EV)
nhưng công dân của các quốc gia sản xuất Lithium và các kim loại khác sẽ bị
sống trong những môi trường bị nhiễm độc rất lớn. Chiến lược tăng gia sử dụng
xe điện (EV) sẽ cần rất nhiều chất Lithium dùng cho pin xe
điện, nhưng chính các quốc gia tại Âu Châu và Hoa Kỳ rất cần nhập cảng
Lithium từ Chile và từ những quốc gia khác có nhiều mỏ Lithium.
Kỹ thuật tái sử dụng lại pin xe điện (LiB) cần được nghiên cứu thêm và thực
thi để giảm bớt sự cần thiết đến nguyên liệu Lithium tinh khiết. Bình pin
điện hiện đang được nghiên cứu để giảm thiểu trọng lượng, lthu gọn kích thước
nhỏ hơn, và tăng thêm điện chứa để xe được đi xa hơn, thời gian cần sạc điện
ngắn hơn… Những sự tiến bộ này, thêm với việc cần giảm giá bán xe, sẽ quyết
định tương lai cho EV.
Hiện nay, việc khai thác các nguyên liệu cần thiết cho xe điện, giúp thêm
tiện nghi cho cuộc sống của các dân chúng sống tại thành thị nhưng đang tiêu
diệt cuộc sống của các cộng đồng trong các vùng quặng mỏ từ thời xa xưa. Kỹ
thuật tái sử dụng lại pin xe điện sẽ giảm bớt sự ô nhiễm môi trường cho những
vùng này. Trung bình một xe điện sẽ được dùng từ 15 đến 20 năm, như vậy chúng
ta sẽ cần đến 2 bình pin điện Lithium cho mỗi xe điện được sản xuất.
Để có thêm Lithium, các hãng xe EV cần phải đầu tư vào việc
khai thác các quặng mỏ tại Âu châu và Hoa Kỳ. Dựa theo kỹ thuật khoa học hiện
tại, khai thác Lithium từ chất nước chứa nhiều Lithium sẽ làm giảm chi phí từ
30% đến 50% ít hơn là khai thác quặng mỏ. Nước biển có thể đang chứa đến
2,600 tỷ tấn Lithium, các phát minh khoa học cần thiết trong tương lai có thể
sẽ làm giảm bớt chi phí tốn kém hiện nay.
Ngoài kỹ nghệ xe, Lithium đang cần được dùng trong các kỹ nghệ pin chứa điện
khác, polymers, đồ gốm, chế biến kim loại, kỹ nghệ dược phẩm và nhiều ứng
dụng trong không gian. Hy vọng rằng với sự phát minh mới trong tương lai về
kỹ thuật pin điện, sự tái sử dụng lại pin cũ sẽ thành công trước năm 2050 và
sẽ làm giảm bớt sự ô nhiễm cho môi trường của các xứ đang khai thác quặng mỏ,
tuy nhiên có thể gây ra những thiệt hại khác về kinh tế, đời sống?
Các chính trị gia cần phải nắm biết toàn diện các vấn đề một cách rõ hơn,
việc cấm dùng xe chạy xăng vào năm 2035 là không thực tế và chính xác. Hiện
nay, thay thế sự phụ thuộc vào dầu xăng với sự phụ thuộc vào chất Lithium và
các kim loại đang khan hiếm, và đồng thời cũng cần phải lệ thuộc vào các quốc
gia khác, làm gia tăng mức ô nhiễm cho môi trường, liệu đó có phải là một
quyết định đúng hay không?
Thời gian rồi sẽ có câu trả lời.
Ghi chú:
Bài viết này được tóm lược dựa theo bài nghiên cứu khoa học (reseach
article) với 184 tài liệu đã được tham khảo
"A Paradox over Electric Vehicles, Mining of Lithium for Car
Batteries"
- https://www.mdpi.com/1996-1073/15/21/7997
- https://www.mdpi.com/1996-1073/15/21...ion=1666878592
do cùng ba tác giả biên soạn, đã được đăng trên mạng lưới diễn đàn khoa học
thế giới MDPI tại Thụy Sĩ (Open access scientic journals–Switzerland) vào
tháng 10 năm 2022. MDPI được sự ủng hộ của hơn 115,000 khoa học gia lỗi lạc
trên thế giới, có hơn 25 triệu người xem mỗi tháng.
- https://www.mdpi.com/
- https://www.mdpi.com/about
1/ Levasseur, A.; Mercier-Blais, S.; Prairie, Y.; Tremblay, A.; Turpin, C.
Amélioration de la précision de l’empreinte carbone de l’électricité:
Estimation des émissions de gaz à effet de serre des réservoirs
hydroélectriques. Renew. Sustain. Energy Rev. 2021, 136, 110433.
2/ U.S. Energy Information Administration. How Much Carbon Dioxide Is
Produced Per Kilowatthour of U.S. Electricity Generation? 2020. Available
online:
- https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=74&t=11
(accessed on 20 May 2021).
3/ Jasmin, D. Électricité 101: La Consommation des Véhicules
Electriques. 2019. Available online:
- https://roulezelectrique.com/electri...eselectriques/
(accessed on 30 January 2021).
4/ https://www.carbonbrief.org/factchec...limate-change/
Tiểu sử 3 tác giả:
- Ông John HT Lương là giáo sư tiến sĩ, nhà khảo cứu danh dự (Walton Fellow)
của Hội Đồng Khoa Học Gia tại Ireland (Đại Học Cork, Ireland), nguyên chủ
tịch hội đồng Nanobiotechnology và Biosensor Technology tại Canada và nguyên
giáo sư & Trưởng ban Biomedial Engineering, Đại Học Kỹ Thuật Nanyang,
Singapore. Ông là cựu kỹ sư Hóa Học tốt nghiệp tại Đại Học Phú Thọ 1973.
- https://www.adscientificindex.com/sc...php?id=1830275
- https://ie.linkedin.com/in/john-ht-luong-8a43ba112
- Ông Trần Cang là kỹ sư Hóa Học, tốt nghiệp tại tiểu bang New York, Hoa Kỳ.
Ông cũng là cựu kỹ sư Hóa Học tốt nghiệp tại Đại Học Phú Thọ 1973.
- Ông Tôn Thất Di là kỹ Ss Điện Tử, tốt nghiệp tại California, cựu du học
sinh tại Hoa Kỳ. Sau 1975, ông làm kỹ sư điện tử về ngành điện bán dẫn
(semiconductor chip) cho các hãng Commodore, Western Digital, Motorola,
NewPort Communications và Broadcom.
|
|
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire