Toyota đang sử dụng pin xe điện cũ để chạy nhà máy của Mazda

Công việc xử lý pin điện áp cao từ các dòng xe hybrid và xe điện thuần túy luôn là một thách thức lớn. Trong nhiều trường hợp, dù xe bị hư hỏng nặng sau va chạm, nhưng bộ pin vẫn còn hoạt động tốt, và có thể tiếp tục được sử dụng trong nhiều năm thay vì phải tái chế sớm hoặc tệ hơn là bị vứt bỏ ra bãi phế liệu.

Với hàng triệu chiếc xe điện dự kiến sẽ kết thúc vòng đời trong vài thập kỷ tới, việc tìm ra các giải pháp tái sử dụng bền vững cho những bộ pin đã qua sử dụng đang trở thành ưu tiên của ngành ô tô và năng lượng toàn cầu.

Một giải pháp hiệu quả là tái sử dụng pin xe điện cũ cho hệ thống lưu trữ năng lượng tĩnh. Toyota đã áp dụng hướng đi này tại Nhật Bản với hệ thống Sweep Energy Storage System, hiện được lắp đặt tại nhà máy của Mazda ở Hiroshima.

Bộ pin xe điện cũ có thể được tái sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau

Sweep Battery, được tạo thành từ các bộ pin lấy từ xe điện, đang trong giai đoạn thử nghiệm. Các kỹ sư theo dõi chặt chẽ độ ổn định của chu kỳ sạc và xả để đánh giá khả năng cung cấp điện ổn định cho một phần nhà máy.

Trong tương lai, hệ thống này dự kiến sẽ đóng vai trò như bộ đệm giữa nhà máy điện mặt trời của Mazda và dây chuyền lắp ráp, tương tự cách các hệ thống lưu trữ năng lượng trong gia đình hoạt động.

Điểm khác biệt lớn là Toyota đã tích hợp bộ biến tần gốc của xe, giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng một bộ biến tần riêng biệt. Hệ thống còn có thể hoạt động với pin có dung lượng, hóa học và tình trạng khác nhau, vậy nên tạo sự linh hoạt và tiết kiệm chi phí.

Hệ thống Sweep Battery của Toyota có thể dùng để hỗ trợ cung cấp điện cho dây chuyền lắp ráp của Mazda

Sweep Energy Storage System đầu tiên đã được triển khai vào năm 2022 với sự hợp tác của Jera, công ty phát điện lớn nhất Nhật Bản và cũng là một trong những nhà nhập khẩu khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) lớn nhất thế giới. Hệ thống này có công suất đầu ra 485 kW và dung lượng lưu trữ 1.260 kWh, sử dụng kết hợp các loại pin lithium-ion, nickel-metal hydride và axit-chì.

Để quản lý hỗn hợp đa dạng này, Toyota đã phát triển thiết bị “sweep” độc quyền, có khả năng kiểm soát việc xả điện trong từng micro giây. Nhờ đó, dòng điện có thể được chuyển đổi linh hoạt, cho phép bỏ qua một số pin trong khi các pin khác vẫn hoạt động tùy theo nhu cầu năng lượng.

Ngoài dự án của Toyota, pin xe điện tái sử dụng còn đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác. Các công ty điện lực ngày càng quan tâm đến việc dùng pin xe điện để ổn định lưới điện, lưu trữ năng lượng tái tạo khi dư thừa và phát điện trong giờ cao điểm. Điều này giúp giảm sự biến động của điện gió và điện mặt trời, đồng thời hạn chế phụ thuộc vào nguồn điện hóa thạch.

Nhiều nhà sản xuất ô tô trên thế giới cũng triển khai sáng kiến tương tự. Nissan đang hợp tác với các công ty năng lượng để tái sử dụng pin Leaf trong các hệ thống lưu trữ tĩnh, được triển khai tại sân vận động và tòa nhà văn phòng.

BMW đã tận dụng pin i3 đã qua sử dụng cho các cơ sở lưu trữ năng lượng tại Đức, trong khi Renault phát triển các dự án tại Châu Âu để cung cấp điện dự phòng cho tòa nhà thương mại và trạm sạc. Những chương trình này cho thấy việc tái sử dụng pin quy mô lớn không chỉ khả thi mà còn mang lại hiệu quả kinh tế.

Ở cấp độ cộng đồng dân cư, pin xe điện đã qua sử dụng đang được thử nghiệm như nguồn điện dự phòng cho các khu vực xa xôi hoặc thường xuyên chịu thiên tai. Việc lưu trữ điện tại chỗ giúp đảm bảo nguồn cung trong trường hợp lưới điện bị gián đoạn.

Ở quy mô nhỏ hơn, pin xe điện cũ có thể được cấu hình lại để dùng trong gia đình, lưu trữ điện mặt trời vào ban ngày và cung cấp lại vào buổi tối hoặc khi mất điện. Một số công ty khởi nghiệp thậm chí còn đang phát triển các trạm sạc di động sử dụng pin tái chế, nhằm mục đích cung cấp hạ tầng sạc tạm thời cho sự kiện hoặc khu vực thiếu dịch vụ.

Khi việc phổ cập xe điện trên toàn cầu tiếp tục tăng nhanh, số lượng pin hết vòng đời sử dụng trên xe cũng sẽ gia tăng mạnh. Việc tái sử dụng các bộ pin này trong “vòng đời thứ hai” không chỉ kéo dài giá trị sử dụng, giảm tác động môi trường mà còn hỗ trợ chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.

Sweep Energy Storage System của Toyota, cùng với các sáng kiến tương tự từ nhiều hãng xe khác, cho thấy tiềm năng to lớn trong việc xây dựng một hệ sinh thái năng lượng bền vững hơn.