Thế giới đang tiến vào một kỷ nguyên mới theo hoạch định của các nhà lãnh đạo thế giới, kỷ nguyên net-zero. Tức là kỷ nguyên khí thải carbon CO2 sẽ được kiểm soát chặt chẽ. Các nguồn phát thải CO2 đều được coi là nguồn ô nhiễm, từ máy móc, phương tiện vận chuyển cho đến gia súc, vật nuôi, kể cả con người. Nước đầu tiên đánh thuế khí thải CO2 lên gia súc sẽ là Đan Mạch. Các phương tiện, máy móc đều nổ lực chuyển qua dùng điện để tránh phát thải khí thải CO2. Vì vậy Pin Lithium-ion ngày càng trở nên quan trọng trong kỷ nguyên mới. Nhưng Pin Lithium-ion ô nhiễm môi trường cũng là đề tài gây nghi ngờ tính xanh sạch mà nó đang hướng tới phục vụ.
Nội dung
CO2 là khí thải của hầu hết sinh vật kể cả cây xanh. Nó cũng là khí thải khi quá trình đốt cháy xảy ra. CO2 đồng thời là thức ăn của cây xanh. Cây xanh cần CO2 để lớn mạnh cũng như sinh vật cần O2 để sinh tồn. Nên quan điểm cho rằng CO2 là chất ô nhiễm cần kiểm soát dẫn đến sự phá hủy môi trường bởi hoạt động chế tạo pin Lithium-ion là điều không thể biện minh được.
Pin Lithium-ion là gì?
Pin Lithium là pin sử dụng Lithium và nhiều kim loại nặng khác để lưu trữ điện năng. Các ion Lithium sẽ di chuyển giữa các điện cực để tích trữ và giải phóng điện.
Pin Lithium-ion còn có thể gọi là pin Lithi-on, Li-on hay LIB. Loại pin này có thể sạc và xả nhiều lần. Pin Lithium-ion là một bước tiến bộ đáng kể vì nó giúp vòng đời của pin dài hơn, giảm bớt lượng pin thải ra môi trường.
Pin Lithium đã có một bước dài trong phát triển thị trường. Giá thành pin đã giảm 97% từ năm 1991 đến năm 2018. Khả năng tích trữ điện cũng tăng cường rất nhiều, thất thoát điện năng thấp hơn.
Tuy nhiên, các họat động sản xuất, sử dụng, rác thải pin đang gây tổn hại đến môi trường và các nguy cơ khác, cho nên cái gọi là công nghệ xanh vẫn chỉ là điều trong mơ thôi.
Pin Lithium ion có tốt không?
Pin Lithium-ion tốt hơn hẳn so với ắc quy axit và pin kẽm truyền thống. Ngày nay pin Lithium xuất hiện hầu hết trong các máy tính xách tay, điện thoại, ipad, khóa cửa điện tử, robot hút bụi lau nhà, thậm chí là xe nâng, xe đạp điện, xe máy điện, xe ô tô điện.
Điều đó có thể thấy pin Lithium có nhiều ưu điểm vượt trội, có khả năng tích trữ ngày càng nhiều năng lượng hơn.
Tuổi thọ cao
Nếu sử dụng ắc quy axit chì thì có khoảng 300-500 chu kỳ sạc xả. Tức khoảng 2-3 năm sử dụng. Đối với pin Lithium thì có thể sạc xả 3000 chu kỳ, tương đương 7-10 năm sử dụng.
Đặc tính lâu bền của pin Lithium là do nó có thể sạc và xả nhiều lần mà vẫn bảo toàn được dung lượng khá hoàn hảo.
Tiết kiệm chi phí
Pin Lithium chỉ hao mòn khoảng 20% trong vòng 5 năm. Trong quá trình sử dụng, người dùng cũng không cần kiểm tra, bảo dưỡng nhiều. Vì vậy có thể tiết kiệm rất nhiều chi phí sử dụng.
Tích trữ nhiều năng lượng
Theo quá trình cải tiến của công nghệ, Pin Lithium ngày càng tích trữ được nhiều năng lượng hơn. Vì vậy nó ngày càng phù hợp hơn với các thiết bị xách tay như điện thoại, camera, laptop. Ngay cả các phương tiện vận chuyển như ô tô điện cũng ngày càng dễ được người dùng chấp nhận hơn.
Trọng lượng nhẹ
So với các loại pin khác như pin nickel-cadmium (NiCd) hay pin axit thì trọng lượng pin Lithium nhẹ hơn. Vì vậy nó phù hợp với phương tiện, máy móc yêu cầu cục pin lớn. Như xe nâng, xe ô tô điện.
Thất thoát điện năng ít
Pin Lithium cũng thất thoát điện năng khi không sử dụng ít hơn so với những dòng pin công nghệ khác. Nên năng lượng trong pin được bảo toàn tốt hơn, có thể để lâu hơn.
Nguy hại môi trường khai thác nguyên liệu sản xuất pin Lithium-ion
Một điều đáng tiếc là khi mọi người trông chờ vào việc giảm khí thải vô hại CO2 nhưng cuối cùng lại phá hủy môi trường khi khai thác nguyên liệu lithium, coban va niken phục vụ sản xuất pin Lithium. Nếu nói việc tạo các viên pin nhằm phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng của con người thì nó sẽ hợp lý hơn so với lý do bảo vệ môi trường.
Việc khai thác lithium sẽ dẫn đến cạn kiệt nguồn nước đáng kể ở các vùng khô cằn. Khai thác coban thì dẫn đến nạn phá rừng và suy thoái đất.
Trong quá trình khai thác lithium, acid sulfuric và natri hydroxide được sử dụng. Các chất độc hại này thấm vào đất, nước đầu độc hệ sinh thái, gây nguy hiểm cho các loài. 40% tổng tác động đến khí hậu từ sản xuất pin lithium đến từ quá trình khai thác mỏ.
Các câu chuyện từng xảy ra
Người dân Nam Mỹ đã từng phải rời bỏ vùng đất sinh sống vì môi trường bị phá hủy từ hoạt động khai thác lithium.
Người dân Chile và Blivia từng biểu tình phản đối các công ty khai thác lithium vào năm 2023.
27.000 người dân Serbia biểu tình tại thủ đô Belgrade để phản đối kế hoạch khai thác, chế biến khoán sản chứa lithium ở miền Tây nước này. Họ phong tỏa các đường phố ở khu vực trung tâm và cản trở giao thông nhằm thể hiện sự phản đối.
Nguy hại lúc sản xuất pin Lithium-ion
Tác hại của pin Lithium-ion còn tiếp tục ở quá trình sản xuất. Các công nhân trong nhà máy sản xuất pin phải đối mặt với việc tiếp xúc các hóa chất độc hại như dung môi, acid và kim loại nặng. Bạn cũng dễ hình dung các tác động đến sức khỏe khi phải xúc với những độc hại như vậy. Tổn thương hô hấp. Bỏng da. Ung thư. Bủn xương.
Coban và Niken đặc biệt đáng lo ngại vì dễ gây ung thư, kích ứng da và viêm phổi.
Các hoạt động liên tục mang tính lặp lại của công nhân cũng dẫn đến các rối loạn cơ xương khớp.
Khi Pin Lithium-ion bị thoát nhiệt, hoặc quá nóng thì có thể bốc cháy hoặc phát nổ. Nguy cơ này khá cao trong quá trình sản xuất nếu các tế bào bị hư hỏng hoặc lắp ráp sai cách. Xử lý sai các hóa chất cũng có thể dẫn đến các phản ứng nguy hiểm. Nó có khả năng gây ra hỏa hoạn hoặc cháy nổ.
Công ty Battery America Inc đã từng bị Bộ Lao Động Hoa Kỳ để ý vì không đảm bảo an toàn cho người lao động. Công nhân phải tiếp xúc với hơi axit flohydric, tổn thương hô hấp do cháy pin.
Rác thải Pin Lithium nguy hiểm như thế nào
Pin Lithium vẫn tiếp tục gây nguy hiểm trong quá trình sử dụng cho đến khi trở thành rác thải. Các bạn có hầu hết đều đã xem các vụ cháy xe điện hay nổ pin điện thoại. Nhiều vụ cháy đầu năm ở Hà Nội đều liên quan đến xe điện.
Pin Lithium có các dung môi dễ cháy nổ dù không còn điện. Nếu có tích trữ năng lượng điện thì vụ cháy nổ càng trở nên nguy hiểm gấp bội.
Đặc điểm của lửa cháy từ nổ pin là rất khó dập. Nước không dập được, thậm chí bình chữa cháy cũng không dập được. Một số nơi có quy định nghiêm cấm xe điện đậu đổ.
Pin Lithium nổ
Chỉ riêng ở Úc, mỗi năm có hơn 10.000 vụ cháy do pin Lithium-ion được ghi nhận. Rác thải pin luôn được yêu cầu để trong thùng chứa riêng. Vì có nguy cơ pin Lithium nổ khi vận chuyển hoặc ép rác bởi xe chở rác.
Các vụ cháy nổ tại bãi rác có thể gây nguy hiểm không lường được.
Việc bổ sung quy trình xử lý pin lithium-ion trong thu gom rác có thể khiến dịch vụ thu gom rác trở nên đắt đỏ hơn.
Pin Lithium-ion ô nhiễm môi trường
Ngoài ra người tiếp xúc rác thải pin Lithium-ion còn có khả năng bị nhiễm phóng xạ, hóa chất và các mối nguy hiểm về điện.
Khi trộn lẫn với chất thải thông thường, chúng có thể tồn tại trong cùng một môi trường và có khả năng rò rỉ các chất độc hại xuống đất. Nó không chỉ làm ô nhiễm nguồn nước mà còn có hại cho môi trường nói chung.
Giải pháp cho pin Lithium
Có vẻ việc tiến tới kỷ nguyên xanh Net-zero không được như giấc mơ nữa. Con người vốn đang phải đau đầu với rác thải nhựa chôn đầy đất và chất thành đống trong lòng đại dương nay phải đối phó với rác thải pin Lithium và các chất ô nhiễm đổ xuống đất trong quá trình khai thác nguyên liệu.
Để giảm thiểu tác hại của pin Lithium, chúng ta có thể thực hiện các biện pháp đang được dùng trong rác thải nhựa. Đó là thu gom rác pin riêng và thực hiện tái chế chúng.
Tuy nhiên bạn cũng không nên quá kỳ vọng vào điều này. Dù việc thu gom rác thải nhựa và tái chế đã được thực hiện từ lâu nhưng vẫn không hề giảm bớt đi lượng rác thải nhựa đổ ra môi trường hàng năm.
Thu gom rác pin riêng
Việc đầu tiên phải thực hiện là thu gom rác pin riêng. Phải thu gom riêng vì chúng rất nguy hiểm nếu lẫn với rác thường. Chúng có thể cháy nổ dù không còn điện trong đó.
Tái chế pin
Hiện tại công nghệ tái chế pin Lithium-ion là luyện kim và thủy luyện kim. Tuy nhiên công nghệ này có vô vàn nhược điểm và gây hại môi trường.
Công nghệ hiện tại không thể thu hồi lithium bằng các phương pháp luyện kim tiêu chuẩn.
Chi phí sử dụng năng lượng trong quá trình tái chế cao. Lại sử dụng nhiều acid vô cơ. Tạo ra nhiều chất thải gây ô nhiễm không khí và nước cao.
Tất cả những vấn đề ở trên đang nói với chúng ta rằng, việc tái chế pin Lithium là không khả thi về việc bảo vệ môi trường vì nó đang phá hủy môi trường. Tuy nhiên nó có thể mang lại lợi ích kinh tế.
Các chúng ta đang mong chờ là đang có nhiều dự án nghiên cứu công nghệ tái chế pin mới. Chúng ta đang hi vọng một công nghệ thân thiện môi trường thay vì phá hủy môi trường như công nghệ hiện tại.
Mục tiêu của giải pháp mới
Ví dụ như dự án METALLON. Dự án này đang nghiên cứu các kỹ thuật thu hồi kim loại lithium mà không tác động tiêu cực đến môi trường.
Họ sẽ thay thế các acid vô cơ bằng các dung môi ít độc hại hơn. Như dung môi xanh.
Họ cũng nghiên cứu quy trình luyện kim sinh học để thay thế. Nó sẽ sạch hơn, rẻ hơn, tiêu thụ năng lượng ít hơn.
Dự án METALLON được tài trợ bởi viện Cạnh Tranh và Đổi Mới Valencian (IVACE + i) thông qua lời kêu gọi các Dự án Chiến lược Hợp tác 2023 của Cơ quan Đổi mới Valencia kết hợp với Chương trình ERDF.
Doanh nghiệp VN né tránh tái chế Pin Lithium-ion
Tại Việt Nam có luật quy định ràng buộc trách nhiệm tái chế pin với các nhà sản xuất, nhập khẩu pin lithium-ion.
Theo luật Bảo Vệ Môi Trường 2020. Kể từ 01/01/2024, doanh nghiệp sản xuất, nhập khẩu các sản phẩm bao gồm pin, ắc quy phải thực hiện trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất (EPR). Theo đó, doanh nghiệp được lựa chọn một trong hai hình thức. Tái chế pin/ắc quy hoặc đóng phí hỗ trợ hoạt động tái chế.
Mức đóng phí được quy định là 1% doanh thu. Nếu tái chế thì tỷ lệ tái chế bắt buộc với ắc quy axit chì là 12%, pin sạc và các loại ắc quy khác là 8%.
Bức tranh hiện thực của hoạt động tái chế pin Lithium-ion thể hiện rõ lúc này. Hầu hết doanh nghiệp đều chọn hình thức đóng khoản phí 1% theo quy định.
Hoạt động tái chế pin Lithium-ion vẫn chưa thực sự có thể đi vào cuộc sống. Và hậu quả của việc phát triển nóng các thiết bị dùng pin lên môi trường sẽ có thể thấy được sau khoảng 10 năm nữa.
