Phát triển quá nhanh, Trung Quốc đang có nhiều pin hơn xe điện

Dự trữ pin vượt nhu cầu

Doanh số bán xe chở khách năng lượng mới (NEV) của Trung Quốc trong tháng 5 vừa qua đã tiếp tục tăng 10,5% so với tháng 4, nhưng doanh số bán xe NEV nhìn chung đã chậm lại trong những tháng gần đây, khiến các nhà sản xuất pin trong nước có một kho dự trữ pin và không có phương tiện nào để lắp đặt chúng.

Đội xe NEV mới trong tháng 5 trên các con đường của Trung Quốc là 580.000 chiếc, chiếm 60,9% doanh số bán hàng so với tháng 5 năm 2022. Con số này bao gồm xe điện hoàn toàn (EV), xe hybrid và xe chạy bằng hydro và các loại năng lượng không dùng xăng khác. Để so sánh, chỉ có 320.000 xe điện được bán tại Mỹ từ tháng Giêng đến cuối tháng Ba.

Doanh số bán xe điện chở khách trong tháng 1 và tháng 4 đã giảm lần lượt 48% và 3,6% so với tháng trước, trong khi công suất sản xuất pin tiếp tục tăng nhanh chóng.

Khi ngành công nghiệp pin EV của Trung Quốc đã đạt được và vượt qua khả năng tự cung tự cấp, nó hiện đang bước vào thời kỳ cạnh tranh khốc liệt. Với tình trạng dư thừa pin ở Trung Quốc, một số công ty đang chọn mở rộng ra nước ngoài, nội địa hóa hoạt động sản xuất của họ để tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt hơn ở Mỹ và Châu Âu.

Không thể mang pin ra nước ngoài, các nhà sản xuất pin EV của Trung Quốc hiện phải đối mặt với việc phải tạo sự khác biệt bằng đổi mới công nghệ, phát triển các loại pin tiên tiến nhất như pin thể rắn và natri-ion.

Có trụ sở tại tỉnh Phúc Kiến và được niêm yết tại Thâm Quyến, chiếm 40% thị phần, BYD, có trụ sở tại tỉnh Quảng Đông và được niêm yết tại Thâm Quyến và Hong Kong, nắm giữ khoảng 30%. Người chơi thứ ba, CALB, tách ra từ một công ty quốc phòng thuộc sở hữu nhà nước vào năm 2009 và niêm yết tại Hong Kong vào tháng 10 năm 2022, nắm giữ khoảng 10%. Sự cân bằng của thị trường pin được chia sẻ bởi một loạt các đối thủ hạng hai.

Vào năm 2022, tình trạng thiếu pin đột ngột chuyển thành thừa cung khi các nhà sản xuất pin sản xuất nhiều hơn mức mà các nhà sản xuất xe điện có thể hấp thụ. Theo Liên minh Xe điện Trung Quốc (CAEV), Trung Quốc đã sản xuất pin tương đương với 545,9 gigawatt giờ (GWh), nhưng chỉ có 294,6 GWh được lắp đặt trong xe điện. Và sự mất cân bằng giữa cung và cầu pin tiếp tục kéo dài đến năm 2023, với 233,5 GWh được sản xuất từ tháng 1 đến tháng 5, trong khi chỉ có 119,2 GWh được lắp đặt trong xe điện.

Tình trạng dư thừa pin một phần là do doanh số bán xe điện giảm, nhưng cũng do quá vội vàng trong sản xuất pin. Từ đầu năm 2022, hơn 50 công ty pin Trung Quốc đã công bố mở rộng công suất gần 200 tỷ USD để sản xuất đủ pin cho 30 triệu xe điện. Nhưng vào năm 2023, doanh số bán xe điện của Trung Quốc được dự đoán là dưới 10 triệu chiếc.

Pin lithium-ion là chủ lực của ngành công nghiệp xe điện toàn cầu, chiếm tới 99% lượng pin được lắp đặt trong xe điện cũng như xe hybrid. Các loại pin này hiện có hai cấu hình chính, tùy thuộc vào vật liệu catốt được sử dụng: Pin NMC sử dụng lithium, mangan và coban oxit, trong khi pin LFP sử dụng lithium, sắt và phốt phát. Hiệu quả của pin được thể hiện bằng mật độ năng lượng và được đo bằng watt-giờ trên kilogam (Wh/kg); pin lithium-ion thông thường hiện có mật độ năng lượng dưới 300 Wh/kg.

Chất lượng pin giảm sút

Từ tháng 5 năm 2023, phần lớn pin ở Trung Quốc, khoảng 75%, có mật độ năng lượng thấp hơn nhiều so với ngưỡng dưới 160 Wh/kg, theo dữ liệu CAEV. Các loại pin mạnh hơn có mật độ năng lượng trên 160 Wh/kg chỉ chiếm 18,1% tổng số pin ở Trung Quốc và tỷ lệ này đã giảm đáng kể so với mức 31,6% vào tháng 5 năm 2022.

Với việc gấp rút sản xuất pin xe điện để đáp ứng mức tăng trưởng xe điện như kỳ vọng, chất lượng nguồn cung cấp pin của Trung Quốc đã bị giảm sút.

Tuy nhiên, trong khi tỷ lệ pin chất lượng cao hơn đã giảm đáng kể chỉ sau một năm, Trung Quốc vẫn sản xuất loại pin tiên tiến nhất thế giới.

Vào tháng 4, CATL cho biết pin ngưng tụ lithium-ion mới của họ sẽ có mật độ năng lượng cao tới 500 Wh/kg và có thể cung cấp năng lượng cho xe điện đi xa tới 1.500 km trong một lần sạc. Việc sản xuất hàng loạt Pin ngưng tụ, loại pin mà công ty cho biết cũng có thể cung cấp năng lượng cho máy bay, sẽ bắt đầu vào năm 2023.

Nhà khoa học trưởng CATL Wú Kǎi đã tuyên bố tại sự kiện ra mắt rằng pin ngưng tụ là pin ở trạng thái bán rắn. Đây là công nghệ trung gian của pin thể rắn, sử dụng vật liệu gốm rắn thay vì chất điện phân lỏng, giúp chúng nhẹ hơn, sạc nhanh hơn và rẻ hơn, với lượng khí thải carbon sản xuất là 24%. Mặc dù pin thể rắn sử dụng nhiều lithium hơn tới 35% so với pin lithium-ion, nhưng chúng sử dụng than chì và coban ít gây ô nhiễm hơn nhiều.

Lei Xing, một nhà phân tích thị trường xe hơi kỳ cựu, bình luận: “Pin thể rắn sẽ không được sản xuất hàng loạt ít nhất là vào những năm 2030. Ông nói thêm, “Trung Quốc sẽ luôn nhanh hơn phần còn lại của thế giới trong việc thương mại hóa các giải pháp thay thế này và thực sự đưa chúng vào phương tiện giao thông”.

Mặc dù có thể phải mất một thập kỷ nữa pin thể rắn mới trở thành một tính năng thường xuyên của ngành công nghiệp xe điện, CATL không phải là công ty Trung Quốc duy nhất nghiên cứu công nghệ này.

Vào ngày 19 tháng 5, Ganfeng Lithium, nhà sản xuất lithium lớn nhất thế giới, đã bắt đầu sản xuất hàng loạt pin thể rắn thế hệ đầu tiên của mình. Vào tháng 12 năm 2021, công ty lần đầu tiên công bố loại pin có mật độ năng lượng 260 Wh/kg, thế hệ kế tiếp thứ hai sẽ đạt 400 Wh/kg.

Cũng trong ngày 19 tháng 5, Gotion High-tech đã ra mắt L600 Astroinno, pin lithium iron phosphate (LFP). Với mật độ năng lượng 240 Wh/kg và tuổi thọ pin hơn 1.000 km, loại pin bán rắn này dự kiến sẽ bắt đầu được sản xuất hàng loạt vào năm 2024.

Vào tháng 8 năm 2022, Svolt đã công bố ra mắt các tế bào pin thể rắn sử dụng chất điện phân dựa trên sulfua và sẽ có mật độ năng lượng là 350-400 Wh/kg.

Các công ty khác hiện đang nghiên cứu pin thể rắn bao gồm WeLion New Energy Technology, công ty đã có thỏa thuận cung cấp pin cho NIO và Qingtao Development, công ty đã ký thỏa thuận trị giá 2,7 tỷ nhân dân tệ (378,47 triệu USD) vào tháng 5 năm 2023 với SAIC cho sản xuất hàng loạt pin thể rắn vào năm 2025

Pin natri-ion sử dụng các ion natri để lưu trữ năng lượng và không yêu cầu bất kỳ loại lithium, coban, niken hoặc mangan, đã trở thành chủ đề được quảng cáo rầm rộ kể từ khi CATL công bố thế hệ pin đầu tiên vào tháng 7 năm 2021. Công ty đã lên kế hoạch xây dựng một dây chuyền công nghiệp để sản xuất hàng loạt loại pin như vậy vào năm 2023. Vào thời điểm đó, pin được lên kế hoạch đạt được mật độ năng lượng vượt quá 200 Wh/kg. Nhưng mật độ năng lượng của chúng vẫn kém hơn so với pin lithium-ion, vì vậy chúng chỉ có thể được sử dụng trong các phương tiện nhỏ hoạt động trong khoảng cách ngắn. Cho đến nay, pin natri-ion chỉ được trang bị trong xe điện nhỏ, bao gồm cả các mẫu của thương hiệu iCAR của Sehol và Chery.

Tiến độ với pin natri-ion vẫn chưa đáp ứng được kỳ vọng, như Lei Xing đã báo cáo từ triển lãm ô tô Thượng Hải năm nay. Lei cho biết: “Kỹ sư mà tôi đã nói chuyện đã xác nhận các quy trình vận hành tiêu chuẩn trước cuối năm nay nhưng nhấn mạnh rằng sẽ mất một thời gian để phát triển chuỗi cung ứng, đặc biệt là các nguyên liệu thô ở thượng nguồn.

Kỹ sư của CATL cũng nói với Lei rằng số lượng sản xuất cho iCAR sẽ “không lớn như vậy, một lần nữa, bị ảnh hưởng bởi chuỗi cung ứng”.

Vào ngày 12 tháng 6, BYD, đối thủ cạnh tranh của CATL, cho biết họ đang thành lập một liên doanh mới để sản xuất hàng loạt pin natri-ion cho xe điện nhỏ.

Trung Quốc chiếm 64% sản lượng xe điện toàn cầu, tương đương 6,7 triệu chiếc, vào năm 2022 và cũng chiếm 59% trong số 10,52 triệu xe điện được bán trên toàn thế giới. Trung Quốc đang dẫn đầu thế giới trong việc thay thế đội xe dùng nhiên liệu hóa thạch. Trong số 1,74 triệu xe chở khách được bán ở Trung Quốc vào tháng 5, 33,3% trong số đó là xe điện, tăng từ 26,6% vào tháng 5 năm 2022. Chỉ 20% doanh số bán ô tô mới của châu Âu vào năm 2022 là xe điện. Trong khi đó, tại Mỹ vào năm 2022, doanh số bán xe điện chiếm 9% hoặc ít hơn trong tổng doanh số bán ô tô mới.