Đầu tư cho công nghệ pin từ hàng chục năm trước, Trung Quốc thành bá chủ thế giới khiến Mỹ và châu Âu bất lực đứng nhìn

Thiết kế với hình dạng giống như viên pin lithium-ion, trụ sở chính của CATL nổi bật, cao hơn hẳn so với các tòa nhà xung quanh ở thành phố Ningde, phía đông Trung Quốc.

Những viên pin giá rẻ vốn cung cấp năng lượng cho một trong ba xe điện trên toàn thế giới của tập đoàn này đã biến thành phố ven biển Ningde trở thành một điểm đến không thể bỏ qua đối với bất kỳ nhà quản lý ô tô nào đang suy nghĩ về những chiếc xe thế hệ tiếp theo với giá cả phải chăng.

Với 18.000 nhân viên nghiên cứu cùng ngân sách nghiên cứu và phát triển tăng gấp đôi năm ngoái lên hơn 2 tỷ USD, cho thấy việc cạnh tranh của các đối thủ khác sẽ rất khó khăn. Những biểu ngữ trên tường nhà máy của CATL nhấn mạnh quyết tâm của họ để duy trì vị trí dẫn đầu, khuyến khích nhân viên "đột phá, đột phá và tiếp tục đột phá".

VÔ ĐỊCH THẾ GIỚI

Cùng với tập đoàn có trụ sở tại Shenzhen là BYD, CATL đã vượt xa các đối thủ về pin ở Hàn Quốc và Nhật Bản, khiến Mỹ và châu Âu buộc phải cân nhắc cách thức xây dựng lại ngành ô tô điện mà không phụ thuộc vào Trung Quốc cho mảng quan trọng và đắt đỏ nhất của ngành.

Tuy nhiên, khi Trung Quốc đang dẫn đầu, đặc biệt là với loại pin giá rẻ hơn mà đã thống trị thị trường nội địa, câu hỏi đặt ra là liệu ai có thể phát triển công nghệ rẻ hơn thế nữa hoặc tốt hơn nữa để nới lỏng sự kiểm soát của Trung Quốc hay không?

"Phần mà thế giới bỏ lỡ với mảng pin là bởi họ ưu tiên hóa chất pin liên quan đến hiệu suất chứ không phải giá cả", Bill Russo, người sáng lập của công ty tư vấn Automobility và là người từng là Trưởng Chi nhánh Trung Quốc của Chrysler nói. "Những gì chúng tôi đã khám phá ở Trung Quốc là sự điện khí hóa và phổ cập xe điện ưu tiên về khả năng tiếp cận cho người tiêu dùng. Bằng cách làm rẻ hơn, Trung Quốc đã giành chiến thắng".

Chỉ thành lập cách đây 12 năm, CATL đã tấn công vào một ngành công nghiệp trước đây được kiểm soát bởi một nhóm hãng sản xuất ô tô Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản và Hàn Quốc. Dưới sự lãnh đạo của người sáng lập Robin Zeng, họ đã chiếm được khoảng 37% thị trường pin xe điện toàn cầu, cung cấp cho các thương hiệu từ Tesla và BMW đến Volkswagen và Ford.

Một ví dụ gần đây về sức mạnh của tập đoàn Trung Quốc này là hãng sản xuất ô tô Mỹ Ford đã quyết định sử dụng công nghệ và kiến thức kỹ thuật của CATL thông qua việc cấp phép để xây dựng một nhà máy pin trị giá 3,5 tỷ USD tại Michigan.

BYD, viết tắt của "Build Your Dreams" (Xây dựng Giấc mơ của bạn), cũng không kém phần ấn tượng. Được hậu thuẫn bởi Warren Buffett, tập đoàn của Wang Chuanfu đã chiếm được gần 15% thị trường pin, cung cấp năng lượng không chỉ cho các thương hiệu xe điện đang phát triển nhanh của riêng mình mà còn cho các hãng sản xuất ô tô đối thủ khác tại Trung Quốc.

Là những thế lực dẫn đầu trong thị trường xe điện lớn nhất thế giới và với chuỗi cung ứng địa phương, CATL và BYD. Theo các nhà phân tích của Bernstein, cả 2 công ty đã giảm được chi phí vốn tại các nhà máy của họ xuống dưới 60 triệu USD cho mỗi gigawatt-giờ của các sản phẩm pin được sản xuất. Con số này rất ấn tượng so với mức 88 triệu USD /GWh của LG và SK, hai tập đoàn lớn nhất của Hàn Quốc, và 103 triệu USD /GWh của Panasonic của Nhật Bản.

Với việc không thể nào cạnh tranh bằng giá thành, các đối thủ nước ngoài đang đặt cược vào các công nghệ mới nổi.

Thách thức gần nhất đến từ LG Energy Solution, SK On và Samsung SDI của Hàn Quốc, tất cả đều chuyên về pin lithium-ion sử dụng cực NMC được tạo thành từ lithium, nickel, mangan và cobalt. Công nghệ này, được sử dụng trong phần lớn các xe điện được bán ra ngoài Trung Quốc, cung cấp khả năng di chuyển xa hơn và hiệu suất cao hơn so với loại mà CATL chuyên sản xuất. Nhưng giá của loại pin này đắt hơn, tuổi thọ ngắn hơn và có lịch sử gây cháy nổ.

Tim Bush, một nhà phân tích pin đóng trụ sở tại Seoul cho UBS tin rằng những dự đoán rằng công nghệ LFP Trung Quốc sẽ thống trị thị trường pin xe điện toàn cầu không thể đánh giá đúng sự khác biệt trong hành vi lái xe giữa Trung Quốc và phương Tây.

"Người tiêu dùng xe điện Trung Quốc trung bình thực hiện các chuyến đi ngắn trong một thành phố lớn với cơ sở hạ tầng sạc nhiều hơn", Bush nói. "Điều này hoàn toàn khác biệt so với một người tiêu dùng ở Bắc Mỹ, sẽ không nghĩ gì khi lái xe 500 dặm trong một cuối tuần duy nhất”.

Ông nói thêm rằng nếu giá nickel bắt đầu giảm theo dự đoán khi các dự án lớn tại Indonesia đi vào hoạt động trong thập kỷ tới, khoảng cách về chi phí giữa pin NMC và pin LFP sẽ thu hẹp đáng kể.

Panasonic của Nhật Bản hy vọng họ có thể cạnh tranh bằng cách tập trung vào pin cao cấp và đầu tư tại Mỹ, nơi mà họ đang kế hoạch xây dựng ít nhất hai nhà máy để làm tăng bốn lần khả năng sản xuất pin của mình vào năm 2030.

Tập đoàn này đang đặt cược vào mật độ năng lượng cao của các viên pin giàu nickel của mình, những người ủng hộ cho rằng chúng cũng mang lại lợi thế về thời gian sạc, an toàn và khả năng tái chế, sẽ mang lại lợi thế so với các viên pin LFP của CATL.

Với danh tiếng đã xây dựng được qua sự hợp tác với Tesla, Panasonic đang trong cuộc đàm phán để cung cấp pin cho các hãng sản xuất xe ô tô Nhật Bản như Mazda và Subaru. Những người liên quan mật thiết với cuộc đàm phán cho biết các công ty cũng đã cân nhắc những rủi ro do căng thẳng Mỹ-Trung gây ra khi xem xét nơi mua pin.

"Xem xét công nghệ của họ ở cùng một mức độ và các yếu tố chính trị liên quan, có thể khó có khả năng Panasonic thua và CATL thắng ở Bắc Mỹ", Koji Abe, giáo sư và chuyên gia về pin tại Đại học Yamaguchi nói.

NHỮNG CÔNG NGHỆ TIỀM NĂNG

Trong số những công nghệ mới nổi có tiềm năng gây biến đổi là pin rắn (solid-state battery), mang lại triển vọng cải thiện đáng kể về dung lượng và thời gian sạc cùng việc loại bỏ việc sử dụng các chất điện phân lỏng dễ bay hơi và dễ cháy nổ.

Tháng trước, Toyota đã công bố một bước đột phá về pin rắn mà họ nói sẽ làm giảm một nửa kích thước, chi phí và trọng lượng của pin xe điện.

Glen Merfeld, giám đốc công nghệ tại Albemarle, công ty lớn nhất thế giới về sản xuất lithium, nói rằng sự cải tiến hiệu suất trong các viên pin rắn "sẽ mở ra các lĩnh vực ứng dụng khác mà chúng ta có thể thậm chí không thể dự đoán được từ tình hình hiện tại", ngụ ý rằng các viên pin thế hệ tiếp theo có thể cung cấp năng lượng cho vận tải xe tải đường dài, hàng không hoặc thậm chí là ngành vận tải biển.

Asim Hussain, phó giám đốc tiếp thị của QuantumScape, một công ty phát triển pin rắn ở Mỹ được đầu tư bởi Volkswagen, nói rằng công nghệ này sẽ rất quan trọng nếu Mỹ muốn dẫn đầu trong lĩnh vực pin so với Trung Quốc thay vì chỉ đơn thuần là bắt kịp.

Tuy nhiên, những người phê phán lưu ý rằng các nhà sản xuất pin rắn vẫn chưa hiển thị dữ liệu minh bạch về nghiên cứu của họ.

"Pin rắn đã tạo ra nhiều sự phấn khích trong ngành pin nhưng những hứa hẹn về loại pin này vẫn chưa được thể hiện vào các viên pin được sản xuất theo quy mô", Kevin Shang, chuyên gia về pin tại công ty tư vấn Wood Mackenzie nói.

Dirk Uwe Sauer, giáo sư lưu trữ năng lượng tại Đại học RWTH Aachen của Đức, cũng cảnh báo về triển vọng sớm của công nghệ pin rắn, nói rằng "người Trung Quốc đã nhận ra sớm hơn rằng cuộc đua đến mật độ năng lượng cao không phải là con đường cần theo".

Pin ion natri cũng được dự kiến sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm nhu cầu về sản phẩm lithium-ion, đặc biệt là trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng đang phát triển nhanh chóng.

Trụ sở văn phòng CATL tại Trung Quốc

Những viên pin được làm từ các vật liệu có giá thấp và dồi dào, rẻ hơn 15-20% so với các viên pin lithi-ion NMC và LFP đang thống trị - và chi phí cuối cùng có thể giảm xa hơn nữa.

Việc chúng có thể được áp dụng trong ô tô ít chắc chắn hơn do mật độ năng lượng thấp, mặc dù khoảng 17 hãng sản xuất ô tô Trung Quốc đang xem xét việc sử dụng chúng, theo nghiên cứu của công ty môi giới hàng hóa Trafigura.

"Điều thú vị sẽ là tác động của pin ion natri đối với pin LFP. Natri là một công nghệ hợp lý để thay thế", Clare Grey, giáo sư về pin tại Đại học Cambridge và nhà khoa học chính tại công ty khởi nghiệp về vật liệu pin Nyobolt nói.

Công nghệ này ít đe dọa đến sự ưu thế của Trung Quốc, vì CATL đã là người dẫn đầu trong công nghệ này và đã tiến xa trong việc đảm bảo chuỗi cung ứng. Dự kiến nhóm này sẽ sản xuất hàng loạt thế hệ đầu tiên của pin ion natri cho các hãng sản xuất ô tô Trung Quốc trong năm nay.

Pin rắn và pin ion natri có khả năng chiếm lĩnh thị phần từ các hướng khác nhau: Pin ion natri dành cho lưu trữ năng lượng và các dòng xe ô tô cơ bản, trong khi pin rắn dành cho các dòng xe đắt tiền và hiệu suất cao.

Shirley Meng, giáo sư về pin tại Đại học Chicago, kết luận rằng dù hai công nghệ thế hệ tiếp theo này có vai trò quan trọng, nhưng không nhất thiết sẽ ảnh hưởng đến pin lithi-ion.

"Với những vấn đề địa chính trị, chuỗi cung ứng và quy trình sản xuất không thân thiện với môi trường, sự tăng 10 lần trong nhu cầu pin khó có thể thực hiện được cho pin lithi-ion, vì vậy mới có chỗ cho pin ion natri và pin rắn", bà nói.

Vấn đề liệu quốc gia nào có thể vượt mặt ngành công nghiệp pin Trung Quốc cũng có thể được quyết định bởi các yếu tố vượt xa công nghệ, hiệu suất hoặc giá.

Đạo luật Giảm lạm phát của Tổng thống Joe Biden có khả năng đóng một vai trò quyết định trong việc xác định người thắng và người thua trong ngành công nghiệp pin, ít nhất là trên lãnh thổ Mỹ.

Ông Biden đã hứa hẹn hàng trăm tỷ USD hỗ trợ cắt giảm sự phụ thuộc kinh tế của Mỹ vào Trung Quốc và thúc đẩy sản xuất cục bộ. Các tập đoàn Trung Quốc đã bị chặn không được hưởng các khoản giảm thuế tiêu dùng rộng lớn và bị áp thuế bổ sung.

Yanmei Xie, một chuyên gia về Trung Quốc tại công ty tư vấn Gavekal Research tại Bắc Kinh, cũng chỉ ra rằng một rào cản lớn cho nhiều quốc gia phương Tây trong ngành công nghiệp pin mới thành lập là môi trường.

"Không ai muốn chịu đựng những nhà máy ô nhiễm và tiêu thụ năng lượng cực kỳ cao trên lãnh thổ của họ", bà nói.

Một câu hỏi có liên quan hơn có thể là các quốc gia nào có chính sách thương mại khắt khe nhất để ngăn chặn các tập đoàn Trung Quốc. Trong khi có thể châu Âu sẽ theo sau Mỹ trong nỗ lực hạn chế sự thống trị của Trung Quốc, các biện pháp như vậy là không khả thi ở những nơi khác.

"Thực tế là, nếu không có bất kỳ rào cản thương mại nào, khó có thể thấy ai có thể cạnh tranh một cách nghiêm túc với CATL", Xie nói.

Bảo Linh