Coban là một kim loại được sử dụng trong nhiều loại pin xe điện. Tin tức cho biết Tesla sẽ sử dụng pin "không chứa coban", nhưng coban là loại "tài nguyên" nào? Tôi sẽ tóm tắt những kiến thức cơ bản mà bạn muốn biết.
Tên của nó là Khoáng sản xung đột có nguồn gốc từ Quỷ dữ
Bạn có biết nguyên tố coban không? Nó không chỉ có trong pin của xe điện (EV) và điện thoại thông minh, mà còn được sử dụng trong các hợp kim kim loại coban chịu nhiệt như động cơ phản lực và mũi khoan, nam châm cho loa, và đáng ngạc nhiên là cả trong lọc dầu. Coban được đặt tên theo "Kobold", một loại quái vật thường xuất hiện trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng về ngục tối, và ở châu Âu thời trung cổ người ta tin rằng chúng dùng phép thuật để tạo ra các kim loại quý hiếm và độc hại trong các mỏ. Đúng vậy.
Hiện nay, dù có quái vật trong mỏ hay không, coban là chất độc hại và có thể gây ra những nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe như bệnh bụi phổi nếu không sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân phù hợp. Và mặc dù Cộng hòa Dân chủ Congo sản xuất hơn một nửa lượng coban của thế giới, nhưng các mỏ nhỏ (mỏ thủ công) nơi những người nghèo thất nghiệp đào hố bằng các công cụ thô sơ mà không được đào tạo an toàn, tai nạn sập hầm xảy ra thường xuyên, trẻ em bị buộc phải làm việc trong thời gian dài với mức lương thấp khoảng 200 yên một ngày, và thậm chí Amatsu còn là nguồn tài trợ cho các nhóm vũ trang, vì vậy coban, cùng với vàng, vonfram, thiếc và tantali, được gọi là khoáng sản xung đột.
Tuy nhiên, với sự phổ biến của xe điện và pin lithium-ion, trong những năm gần đây, các công ty toàn cầu đã bắt đầu điều tra xem liệu coban được sản xuất theo các quy trình không đúng chuẩn, bao gồm cả chuỗi cung ứng oxit coban và hydroxit coban, có đang được sử dụng hay không.
Ví dụ, các tập đoàn sản xuất pin khổng lồ CATL và LG Chem đang tham gia vào "Sáng kiến Cobalt có trách nhiệm (RCI)" do Trung Quốc dẫn đầu, chủ yếu nhằm mục đích xóa bỏ lao động trẻ em.
Năm 2018, Liên minh Cobalt Công bằng (FCA), một tổ chức thương mại công bằng về cobalt, được thành lập như một sáng kiến nhằm thúc đẩy tính minh bạch và hợp pháp của quá trình khai thác cobalt. Các thành viên tham gia bao gồm Tesla, công ty tiêu thụ pin lithium-ion, công ty khởi nghiệp xe điện Sono Motors của Đức, tập đoàn tài nguyên khổng lồ Glencore của Thụy Sĩ và Huayu Cobalt của Trung Quốc.
Nhìn sang Nhật Bản, Công ty TNHH Khai thác Kim loại Sumitomo, nhà cung cấp sỉ vật liệu điện cực dương cho pin lithium-ion cho Panasonic, đã ban hành “Chính sách về Thu mua Nguyên liệu Coban có Trách nhiệm” vào tháng 8 năm 2020 và bắt đầu thực hiện thẩm định và giám sát.
Trong tương lai, khi các công ty lớn lần lượt triển khai các dự án khai thác mỏ được quản lý bài bản, người lao động sẽ phải chấp nhận rủi ro và làm việc tại các mỏ nhỏ, và nhu cầu sẽ giảm dần.
Rõ ràng là thiếu coban.
Hiện nay, số lượng xe điện vẫn còn ít, tổng cộng chỉ khoảng 7 triệu chiếc, trong đó có 2,1 triệu chiếc được bán ra trên toàn thế giới vào năm 2019. Mặt khác, tổng số xe chạy bằng động cơ đốt trong trên thế giới được cho là khoảng 1 tỷ đến 1,3 tỷ chiếc, và nếu trong tương lai xe chạy xăng bị loại bỏ và thay thế bằng xe điện, thì sẽ cần một lượng lớn coban oxit và coban hydroxit.
Tổng lượng coban được sử dụng trong pin xe điện năm 2019 là 19.000 tấn, có nghĩa là trung bình cần 9 kg coban cho mỗi xe. Sản xuất 1 tỷ pin xe điện, mỗi pin cần 9 kg coban, sẽ cần 9 triệu tấn coban, nhưng tổng trữ lượng coban trên thế giới chỉ là 7,1 triệu tấn, và như đã đề cập ở phần đầu, mỗi năm các ngành công nghiệp khác sử dụng thêm 100.000 tấn. Vì đây là kim loại được sử dụng nhiều nên trữ lượng của nó đang bị cạn kiệt một cách rõ rệt.
Doanh số bán xe điện dự kiến sẽ tăng gấp mười lần vào năm 2025, với nhu cầu hàng năm đạt 250.000 tấn, bao gồm pin xe, hợp kim đặc biệt và các ứng dụng khác. Ngay cả khi nhu cầu xe điện ổn định, tất cả các nguồn dự trữ hiện có cũng sẽ cạn kiệt trong vòng 30 năm.
Trong bối cảnh đó, các nhà phát triển pin đang nỗ lực ngày đêm tìm cách giảm lượng coban. Ví dụ, pin NMC sử dụng niken, mangan và coban đang được cải tiến từ NMC111 (tỷ lệ niken, mangan và coban là 1:1. Lượng coban đã được giảm dần từ 1:1) đến NMC532 và NMC811, và NMC9.5.5 (tỷ lệ coban là 0,5) hiện đang được phát triển.
Pin NCA (niken, coban, nhôm) được Tesla sử dụng có hàm lượng coban giảm xuống còn 3%, nhưng Model 3 sản xuất tại Trung Quốc sử dụng pin lithium sắt photphat (LFP) không chứa coban. Mặc dù hiệu năng của LFP kém hơn NCA, nhưng nó lại có ưu điểm là vật liệu rẻ, nguồn cung ổn định và tuổi thọ cao.
Tại sự kiện "Ngày hội pin Tesla" dự kiến diễn ra lúc 6:30 sáng ngày 23 tháng 9 năm 2020 theo giờ Trung Quốc, một loại pin mới không chứa coban sẽ được công bố, và dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt với sự hợp tác của Panasonic trong vài năm tới.
Nhân tiện, ở Nhật Bản, "kim loại hiếm" và "đất hiếm" thường bị nhầm lẫn. Kim loại hiếm được sử dụng trong công nghiệp vì "đảm bảo nguồn cung ổn định là điều quan trọng về mặt chính sách đối với các kim loại có trữ lượng khan hiếm hoặc khó khai thác do lý do kỹ thuật và kinh tế (Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp)". Đất hiếm là thuật ngữ chung cho 31 loại kim loại, bao gồm liti, titan, crom, coban, niken, bạch kim và đất hiếm. Trong số đó, đất hiếm được gọi là đất hiếm, và có 17 loại như neodymium và dysprosium được sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu.
Trong bối cảnh thiếu hụt nguồn tài nguyên coban, tấm và bột kim loại coban, cũng như các hợp chất coban như coban clorua và thậm chí cả hexaamminecobalt(III) clorua đều khan hiếm.
Việc ngừng sử dụng coban một cách có trách nhiệm
Khi yêu cầu về hiệu năng của xe điện tăng lên, dự kiến các loại pin không cần coban, chẳng hạn như pin thể rắn toàn phần và pin lithium-sulfur, sẽ phát triển trong tương lai, vì vậy may mắn là chúng ta không nghĩ rằng nguồn tài nguyên này sẽ cạn kiệt. Tuy nhiên, điều đó có nghĩa là nhu cầu về coban sẽ giảm mạnh ở một thời điểm nào đó.
Bước ngoặt sẽ đến sớm nhất trong vòng 5 đến 10 năm nữa, và các công ty khai thác lớn đang ngần ngại đầu tư dài hạn vào coban. Tuy nhiên, vì chúng ta đang chứng kiến giai đoạn kết thúc, chúng tôi muốn các thợ mỏ địa phương có môi trường làm việc an toàn hơn so với trước khi bong bóng coban vỡ.
Và pin của các xe điện hiện đang có trên thị trường cũng cần được tái chế sau khi chúng hoàn thành nhiệm vụ từ 10 đến 20 năm. Đây là điều mà Redwood Materials, được thành lập bởi Sumitomo Metals và cựu giám đốc công nghệ của Tesla, JB Strobel, cùng các công ty khác đã thiết lập công nghệ thu hồi coban và sẽ tái sử dụng nó với các nguồn tài nguyên khác.
Ngay cả khi nhu cầu về một số nguồn tài nguyên tạm thời tăng lên trong quá trình phát triển xe điện, chúng ta vẫn sẽ kiên quyết bảo vệ tính bền vững và quyền con người của người lao động, và sẽ không để bị mua chuộc bởi sự giận dữ của những kẻ phá hoại ẩn nấp trong hang động. Tôi muốn kết thúc câu chuyện này với hy vọng về một xã hội tốt đẹp hơn.