Sửa chữa pin ô tô và xe đạp điện giúp tiết kiệm tiền và tài nguyên, nhưng các vấn đề đang cản trở sự phát triển của ngành
Rich Benoit nhận được cuộc gọi khoảng ba lần một ngày từ những người sở hữu một chiếc Tesla Model S cũ có pin bắt đầu hỏng tại cửa hàng ô tô của anh, The Electrified Garage.Pin có thể cung cấp phạm vi hoạt động hàng trăm dặm đột nhiên chỉ có thể chạy được 50 dặm sau một lần sạc.Những chiếc xe này thường không được bảo hành và việc thay pin có thể có giá lên tới 15.000 USD.
Đối với hầu hết các sản phẩm, sửa chữa là một lựa chọn tiết kiệm hơn thay thế.Benoit, người điều hành một trong số ít cửa hàng sửa chữa Tesla độc lập ở Mỹ, cho biết về mặt lý thuyết, nhiều loại pin Tesla có thể sửa chữa được.Nhưng do tốn thời gian và đào tạo, những lo ngại về an toàn và sự phức tạp của việc sửa chữa, Benoit cho biết việc sửa chữa ắc quy ô tô tại cửa hàng của anh có thể tốn tới 10.000 USD, nhiều hơn số tiền mà hầu hết người tiêu dùng sẵn sàng trả.Thay vào đó, nhiều người chọn cách bán hoặc phế liệu những chiếc xe cũ của mình và sau đó mua một chiếc Tesla hoàn toàn mới, ông nói.
“[Chiếc ô tô] bây giờ gần giống như một vật dụng tiêu hao, giống như một chiếc TV,” Benoit nói.
Kinh nghiệm của Benoit chỉ ra một vấn đề mà những người sử dụng sớm xe điện và các thiết bị di chuyển bằng điện vi mô như xe đạp điện và xe tay ga điện tử đang bắt đầu phải đối mặt: Những phương tiện này chứa pin lớn, đắt tiền và không thể mua được theo thời gian.Việc tái sản xuất những loại pin này có thể mang lại lợi ích bền vững bằng cách tiết kiệm năng lượng và tài nguyên mà lẽ ra sẽ được sử dụng để sản xuất pin mới.Điều này đặc biệt quan trọng đối với xe điện, loại xe chứa pin rất lớn phải sử dụng trong nhiều năm để bù đắp lượng khí thải carbon dioxide tạo ra trong quá trình sản xuất.Nhưng nhiều xe điện và pin xe điện được thiết kế khó sửa chữa và một số nhà sản xuất tích cực ngăn cản việc làm này với lý do lo ngại về an toàn.Các vấn đề về thiết kế, yêu cầu an toàn và tình trạng thiếu phụ tùng khiến một số thợ cơ khí độc lập được giao nhiệm vụ bảo dưỡng ắc quy xe điện hoặc xe đạp điện gặp khó khăn trong việc đủ khả năng sửa chữa.
Timothée Rouffignac, người điều hành một công ty sửa chữa pin xe đạp điện nhỏ tên là Daurema ở Brussels, Bỉ, cho biết: “Có rất nhiều pin trong thùng rác có thể được tân trang lại”.Nhưng “vì chúng không phải để sửa chữa nên khó tìm được mức giá tốt.”
Pin lithium-ion trong điện thoại thông minh chứa một “tế bào” bao gồm cực dương than chì, cực âm kim loại và chất điện phân lỏng cho phép các ion lithium di chuyển từ bên này sang bên kia, tạo ra điện thế.Pin xe đạp điện thường chứa hàng chục tế bào.Trong khi đó, pin xe điện có thể chứa hàng trăm đến hàng nghìn tế bào riêng lẻ, thường được đóng gói thành các “mô-đun” rồi kết hợp thành các bộ pin.Ngoài các tế bào và mô-đun, ắc quy xe điện và xe đạp điện thường bao gồm một hệ thống quản lý ắc quy nhằm theo dõi tình trạng của ắc quy và kiểm soát tốc độ sạc và xả.
Tất cả pin lithium-ion đều xuống cấp theo thời gian và cuối cùng sẽ cần được thay thế.Tuy nhiên, khi pin chứa nhiều tế bào riêng lẻ và các thành phần khác, tuổi thọ của pin đôi khi có thể được kéo dài thông qua sửa chữa, một quá trình bao gồm việc xác định và thay thế các tế bào hoặc mô-đun bị hỏng cũng như sửa chữa các thành phần bị lỗi khác, chẳng hạn như hệ thống quản lý pin bị lỗi.Trong một số trường hợp, chỉ cần thay thế một mô-đun.Việc thay thế mô-đun này, thay vì thay thế toàn bộ pin, sẽ giảm nhu cầu về kim loại như lithium, cũng như lượng khí thải carbon liên quan đến việc sản xuất pin thay thế (hoặc một chiếc ô tô mới).Gavin Harper, nhà nghiên cứu nghiên cứu về tính bền vững của pin tại Đại học Birmingham ở Anh, cho biết, điều này khiến việc tân trang pin trở nên “lý tưởng cho nền kinh tế tuần hoàn (một hệ thống tiết kiệm và tái sử dụng tài nguyên).
Mặc dù nó không nhất thiết phải rẻ nhưng bạn có thể tiết kiệm tiền bằng cách sửa chữa pin.Thông thường, việc sửa chữa pin EV có giá chỉ bằng một nửa chi phí thay pin mới.Cox Automotive ước tính rằng kể từ khi bắt đầu cung cấp dịch vụ sửa chữa pin EV vào năm 2014, họ đã tiết kiệm được hơn 1 gigawatt giờ pin, đủ để cung cấp năng lượng cho khoảng 17.000 xe điện mới khỏi bị thải bỏ sớm.
“Có nhiều lý do tại sao việc sửa chữa lại tiết kiệm chi phí hơn là thay thế,” Help nói với Grist.
Nhưng các chuyên gia cho rằng việc sửa chữa pin rất nguy hiểm và không nên thực hiện tại nhà hoặc bởi những người mới sử dụng lần đầu.Nếu pin bị hỏng trong quá trình sửa chữa, có thể gây đoản mạch, dẫn đến cháy nổ.Không đeo găng tay điện áp cao thích hợp khi sửa chữa có thể dẫn đến điện giật.Nếu bạn không biết mình đang làm gì thì “bạn đang đùa với lửa”, John Matna, chủ cửa hàng sửa chữa xe đạp điện Chattanooga Electric Bike Co., cho biết. Ông lưu ý rằng một số pin xe đạp điện chứa “đủ dòng điện để giết chết một người."
Có thể nói rằng việc phục hồi pin đòi hỏi ít nhất phải được đào tạo về điện áp cao, kinh nghiệm về điện, thiết bị bảo hộ cá nhân và “hiểu biết cơ bản về cấu trúc cũng như cách thức hoạt động của pin”.Những người muốn sửa chữa pin xe điện cũng cần thiết bị để nâng xe lên khỏi mặt đất và tháo pin ra, thiết bị này có thể nặng hàng nghìn pound.
Benoit nói: “Rất ít người có thể hoặc thậm chí nên thử làm những việc như thế này.
Nhưng ngay cả những người được đào tạo bài bản cũng thường gặp khó khăn khi sửa chữa ắc quy xe điện hoặc xe đạp điện do thiết kế của chúng.Nhiều pin xe đạp điện được đựng trong hộp nhựa bền, rất khó, nếu không muốn nói là không thể mở mà không làm hỏng các bộ phận bên trong.Bên trong pin xe đạp điện hoặc các mô-đun pin EV riêng lẻ, các tế bào thường được dán hoặc hàn lại với nhau, khiến chúng khó hoặc không thể thay thế riêng lẻ.Ngoài ra, như báo cáo năm 2021 của Cơ quan Môi trường Châu Âu nhấn mạnh, một số pin xe điện có chứa phần mềm có thể khiến pin tắt nếu có dấu hiệu giả mạo.
Các nhà sản xuất tuyên bố rằng pin của họ được thiết kế để cải thiện độ an toàn, độ bền và hiệu suất, nhưng điều này có thể phải trả giá bằng khả năng sửa chữa, vì nhiều nhà sản xuất có thời hạn bảo hành (thường là hai năm đối với các thương hiệu lớn và thương hiệu xe đạp điện) cung cấp dịch vụ thay thế miễn phí. hoặc giảm giá.pin.Xe điện có tuổi thọ từ 8 đến 10 năm hoặc 100.000 dặm).Mặt khác, những người ủng hộ việc sửa chữa cho rằng các thiết kế mô-đun với ốc vít có thể đảo ngược như kẹp có thể tháo rời hoặc băng dính không nhất thiết ảnh hưởng đến sự an toàn và lợi ích của thiết kế sửa chữa lớn hơn nhiều so với chi phí.
Các chính trị gia châu Âu đang bắt đầu lắng nghe những người ủng hộ.Vào tháng 8, Liên minh Châu Âu đã thông qua một quy định mới nhằm làm cho pin trở nên thân thiện hơn với môi trường.Trong số những điều khác, nó bao gồm một điều khoản yêu cầu pin sử dụng trong xe đạp điện và các “phương tiện hạng nhẹ” khác như xe tay ga điện tử phải được các chuyên gia độc lập bảo dưỡng, cho đến cấp độ tế bào riêng lẻ.Ngành công nghiệp xe đạp điện tử châu Âu đã phản đối mạnh mẽ quy định này do lo ngại về độ an toàn, chứng nhận pin và trách nhiệm pháp lý, đồng thời hiện đang loay hoay tìm cách tuân thủ.
Nhà sản xuất pin xe đạp điện Bosch nói với Grist: “Chúng tôi vẫn đang xem xét cách có thể đáp ứng các yêu cầu của quy định mới về pin của EU trong khi vẫn tuân thủ các quy định an toàn hiện hành và tiêu chuẩn chất lượng cao của chúng tôi”.Bosch lưu ý những thách thức mà các nhà sản xuất phải đối mặt.“Xu hướng ngược lại đang được nhìn thấy ở Hoa Kỳ”, nơi “các quy định chặt chẽ hơn và tiêu chuẩn cao hơn đang được áp dụng cho hệ thống và pin xe đạp điện”.
Trên thực tế, Ủy ban An toàn Sản phẩm Tiêu dùng Liên bang gần đây đã thông báo rằng họ đang xem xét các quy định đối với xe đạp điện và pin của chúng.Nó xuất hiện sau khi một loạt vụ cháy pin xe đạp điện gần đây cũng thúc đẩy hành động chính sách của địa phương.Hội đồng thành phố New York gần đây đã thay đổi quy tắc cứu hỏa để cấm “lắp ráp hoặc sửa chữa pin lithium-ion” từ pin đã qua sử dụng từ các loại pin khác, điều mà những người sửa chữa đôi khi vẫn làm.
Thành phố gần đây cũng đã thông qua luật yêu cầu các nhà sản xuất xe điện phải đảm bảo pin sản phẩm của họ được chứng nhận đạt tiêu chuẩn thiết kế UL 2271, nhằm cải thiện độ an toàn.Ibrahim Jilani, giám đốc toàn cầu về công nghệ tiêu dùng của UL Solutions, một công ty đa quốc gia chuyên kiểm tra các tiêu chuẩn chứng nhận an toàn cho nhiều loại sản phẩm và vật liệu công nghiệp và tiêu dùng, cho biết pin tái sản xuất đáp ứng các yêu cầu này.Một Tiêu Chuẩn.Nhưng Gilani cho biết các công ty sửa chữa sẽ phải “giữ nguyên thiết kế như trước khi sửa chữa”, bao gồm cả việc sử dụng pin và linh kiện điện tử cùng nhãn hiệu và kiểu dáng.Jilani cho biết các cửa hàng sửa chữa pin cũng phải trải qua cuộc kiểm tra UL tại chỗ bốn lần một năm, điều này sẽ tiêu tốn của họ hơn 5.000 USD một năm.*
So với xe đạp điện, các nhà lập pháp tương đối thoải mái trong việc sửa chữa pin EV.Không có luật hoặc quy định cụ thể nào ở Hoa Kỳ giải quyết vấn đề này.Các quy định về pin mới của EU cũng không đề cập đến việc sửa chữa pin xe điện mà chỉ khuyến nghị các nhà lập pháp cập nhật các quy định về từng phương tiện “để đảm bảo rằng những loại pin này có thể được tháo, thay thế và tháo dỡ”.
Một phát ngôn viên nói với Grist rằng hiệp hội bảo hiểm GDV của Đức “ủng hộ mạnh mẽ” ý tưởng này.Vào tháng 10, nhóm đã công bố kết quả nghiên cứu cho thấy xe điện có chi phí sửa chữa cao hơn 1/3 so với các loại xe chạy bằng xăng tương đương, kết quả này được giải thích một phần là do chi phí sửa chữa hoặc thay pin cao.
Người phát ngôn của GDV nói với Grist: “Nhiều nhà sản xuất ô tô sẽ không cho phép sửa chữa pin ngay cả khi hộp pin bị hỏng nhẹ”.Các nhà sản xuất ô tô đôi khi quyết định thay pin nếu xe gặp tai nạn khiến túi khí bung ra.Người phát ngôn cho biết cả hai cách làm này “có thể dẫn đến tăng chi phí sửa chữa” và cuối cùng là phí bảo hiểm cao hơn.
Các quy định mới về khả năng sửa chữa của ắc quy xe điện được đưa ra vào thời điểm quan trọng.Cox Automotive's Help cho biết có hai xu hướng đồng thời trong thiết kế pin xe điện: “Pin sẽ trở nên rất dễ bảo trì hoặc hoàn toàn không thể bảo trì được”.
Một số loại pin, chẳng hạn như pin Volkswagen ID.4, có các mô-đun kiểu Lego, dễ tháo và thay thế.Các bộ pin khác, chẳng hạn như bộ pin Tesla 4680 mới, không chứa mô-đun nào cả.Thay vào đó, tất cả các tế bào được dán lại với nhau và gắn vào bộ pin.Giúp mô tả thiết kế này là “không thể sửa chữa được”.Nếu phát hiện bộ pin bị hỏng, toàn bộ pin phải được thay thế.
“Nó vẫn là một loại pin hoàn toàn có thể tái chế được,” Help nói.“Chỉ là bạn không thể sửa nó thôi.”
Bài viết này ban đầu được xuất bản bởi Grist, một tổ chức truyền thông phi lợi nhuận chuyên về khí hậu, công lý và các giải pháp.
Scientific American là một phần của Springer Nature, công ty sở hữu hoặc có mối quan hệ thương mại với hàng nghìn ấn phẩm khoa học (nhiều ấn phẩm trong số đó có thể tìm thấy tại www.springernature.com/us).Scientific American duy trì chính sách nghiêm ngặt về tính độc lập trong biên tập trong việc báo cáo những tiến bộ khoa học cho độc giả của chúng tôi.
Thời gian đăng: 26-12-2023