Lithium-ion hiện là công nghệ pin phổ biến và được ứng dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu, từ thiết bị điện tử tiêu dùng đến xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng. Đúng như tên gọi, lithium là thành phần cốt lõi của công nghệ này – một kim loại có khả năng trao đổi ion hiệu quả, cho phép pin có thể sạc lại nhiều lần với hiệu suất cao.

Khi vai trò của pin Lithium-ion ngày càng trở nên quan trọng trong quá trình điện hóa và chuyển dịch năng lượng, nhu cầu đối với Lithium cũng tăng mạnh. Điều này thúc đẩy hoạt động khai thác tài nguyên này trên quy mô lớn, kéo theo những tác động đáng kể.

Trong bài viết lần này, ban biên tập technologyMAG chia sẻ video của kênh Business Insider, nói về một số ảnh hưởng xung quanh quá trình khai thác lithium.

Để xem và hiểu một cách đầy đủ nội dung của video (bằng tiếng Anh), Quý độc giả nên tham khảo toàn bộ nội dung của bài viết trước khi xem video. Để xem video ở chế độ toàn màn hình (full-screen), vui lòng nhấn vào khung [ ] tại góc phải phía dưới của video hoặc nhấn phím F.

Nguồn lithium lớn nhất thế giới và cuộc đua “vàng trắng”
Bên dưới các cánh đồng muối của Bolivia là trữ lượng lithium lớn nhất thế giới. Kim loại nhẹ này thường được gọi là “vàng trắng” vì nó là thành phần thiết yếu để sản xuất pin sạc cho máy tính, điện thoại di động và xe điện. Sản lượng lithium toàn cầu đã tăng nhiều lần trong thập kỷ qua, nhưng vẫn chưa đủ để đáp ứng nhu cầu.

Vì vậy, các nhà sản xuất pin trên toàn thế giới đang hướng sự chú ý tới “Tam giác Lithium” – khu vực các cánh đồng muối ở độ cao lớn trải dài qua Bolivia, Chile và Argentina, nơi lưu trữ hơn một nửa trữ lượng lithium đã được biết đến trên thế giới.

Khai thác lithium tại Chile và áp lực lên tài nguyên nước
Tại Chile, lithium nằm trong nước muối ngầm, còn gọi là brine. Mỗi năm, hàng tỷ gallon nước muối được bơm lên bề mặt (với 1 gallon bằng khoảng 3,785 lít), sau đó để bay hơi nhằm tăng nồng độ. Các công ty khai thác cũng sử dụng hàng triệu gallon nước ngọt, và khi khu vực khai thác tại Chile được biết đến là một trong những khu vực khô hạn nhất trên Trái Đất, người dân địa phương lo ngại điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước vốn đã khan hiếm của họ.

Họ cũng lo rằng sẽ không được hưởng lợi công bằng từ làn sóng “vàng trắng” đang diễn ra ngay trên chính quê hương mình. Trong bối cảnh thế giới chuyển dịch sang tương lai điện hóa hoàn toàn, việc khai thác lithium tại Tam giác Lithium dường như là điều tất yếu, nhưng câu hỏi đặt ra là ảnh hưởng xung quanh việc khai thác là gì.

Tác động đến đời sống người dân Bolivia
Tại khu vực cánh đồng muối ở Bolivia, lượng mưa rất ít, và con sông gần đó từng cung cấp nước nay gần như đã cạn kiệt, buộc người dân phải bơm nước ngầm từ các giếng. Đầu năm 2023, chính phủ Bolivia đã cấp phép khai thác tại khu vực này với quy mô lớn, và những người như dân lo ngại rằng điều này sẽ khiến tình trạng hạn hán trở nên nghiêm trọng hơn.

Có thể nhìn sang Chile – nơi các cánh đồng muối Atacama vừa là kỳ quan thiên nhiên, vừa là lời cảnh báo. Đây là một trong những nơi khô hạn nhất trên thế giới, đồng thời là nguồn lithium khổng lồ. Các hồ màu sáng là những bể nước muối được để bay hơi, dần dần để lại hỗn hợp muối và khoáng chất. Màu càng vàng thì nồng độ càng cao.

Quy trình sản xuất lithium và quy mô khai thác
Cần hơn 1.000 gallon nước muối để sản xuất đủ lithium cho một pin xe điện (tương đương 3.785 lít). Tại Atacama, quyền khai thác thuộc về hai công ty – Albemarle của Mỹ và SQM của Chile. Năm 2021, Chile xuất khẩu gần 1 tỷ USD lithium carbonate, và hình ảnh vệ tinh cho thấy cảnh quan đã thay đổi đáng kể do hoạt động này.

Quá trình bay hơi có thể kéo dài khoảng 18 tháng. Sau đó, nước muối giàu lithium được xử lý thành lithium carbonate, rồi chuyển tới nhà máy gần bờ biển để tinh chế thành lithium cấp pin. Hai công ty này bơm lượng nước muối đủ để lấp đầy một bể bơi Olympic cứ mỗi 20 phút. Đồng thời, họ cũng khai thác 32 gallon nước ngọt mỗi giây từ các tầng chứa nước ngầm để phục vụ sản xuất – tương đương việc lấp đầy một bể bơi Olympic trong khoảng 5 giờ.

Khủng hoảng nước và rủi ro môi trường
Việc sử dụng nước trở thành vấn đề đặc biệt nhạy cảm tại khu vực khô hạn này. Miền trung Chile đã trải qua một siêu hạn hán kể từ năm 2010 – dài nhất trong lịch sử. Nước muối có mật độ cao hơn nhiều so với nước ngọt và hiếm khi trộn lẫn, nhưng các cơ quan quản lý lo ngại rằng việc bơm quá nhiều nước muối quá nhanh có thể làm tăng nguy cơ ô nhiễm nước ngọt.

Lithium không phải là ngành duy nhất tiêu tốn nước. Từ những năm 1980, các mỏ đồng đã chiếm khoảng một nửa lượng nước ngọt tiêu thụ trong khu vực. Chính phủ Chile cho rằng ngành đồng và lithium đã khiến mực nước ngầm giảm 25 cm, dù các mỏ đồng dự kiến sẽ chuyển sang sử dụng nước khử mặn vào năm 2030.

Xung đột với cộng đồng bản địa
Một số thành viên của cộng đồng bản địa Atacameño (Chile) đã lo ngại sâu sắc về tác động môi trường. Vào những năm 1990, chính phủ Chile đồng ý trả lại đất tổ tiên cho cộng đồng bản địa, bao gồm cả khu vực xung quanh mỏ lithium Atacama. Tuy nhiên, các mỏ lại không được trả lại. Hai công ty khai thác không tham vấn người dân trước khi bắt đầu hoạt động, và khi đó họ cũng không bị yêu cầu phải làm vậy. 

Đến năm 2008, chính phủ mới cam kết sẽ tham vấn cộng đồng bản địa trong các quyết định ảnh hưởng trực tiếp. Tuy nhiên, phải mất thêm 8 năm Albemarle mới bắt đầu chia hơn 3,5% lợi nhuận. Cùng năm đó, SQM bị kiện vì khai thác vượt mức cho phép. Dù đã cam kết giảm sử dụng nước và theo dõi tác động môi trường, một số người cho rằng chưa bao giờ có sự minh bạch thực sự.

Nhu cầu lithium và lợi thế công nghệ
Nhu cầu lithium tiếp tục tăng mạnh. Đây là kim loại lý tưởng cho pin vì trọng lượng nhẹ và khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn nhiều so với pin truyền thống. Một pin lithium có thể lưu trữ lượng năng lượng tương đương khoảng bốn pin chì-axit cùng kích thước. Điều này giúp tối ưu công suất mà không làm tăng đáng kể khối lượng hoặc kích thước.

Sự bùng nổ của ngành xe điện đã khiến giá lithium tăng lên nhiều lần, khi các công ty chạy đua mở rộng sản xuất. Vì vậy, sự chú ý đang đổ dồn vào Bolivia và trữ lượng “vàng trắng” khổng lồ của quốc gia này.

Kỳ vọng và thực tế tại Bolivia
Cánh đồng muối Uyuni rộng hơn 4.000 dặm vuông (khoảng 10.360 km²), lớn gấp đôi Grand Canyon và có thể nhìn thấy từ không gian.  Một công ty nhà nước đã xây dựng nhà máy thí điểm vào năm 2013, nhưng Bolivia thiếu năng lực kỹ thuật để mở rộng quy mô. Gần một thập kỷ sau, nhà máy chỉ sản xuất vài trăm tấn lithium carbonate (Li₂CO₃) mỗi năm – rất nhỏ so với Chile. Điều này khiến những kỳ vọng về việc làm không trở thành hiện thực.

Bài học lịch sử và sự hoài nghi
Lịch sử Bolivia đã từng chứng kiến một tình huống tương tự. Trong hơn 500 năm, hoạt động khai thác bạc đã để lại nhiều hệ lụy. Từ thế kỷ 16, người Tây Ban Nha đã khai thác mỏ bạc lớn nhất thế giới tại đây. Việc sử dụng thủy ngân dùng để tinh luyện bạc đã gây ô nhiễm môi trường.

Dù tạo ra khối tài sản khổng lồ, khu vực Potosí vẫn là nơi nghèo nhất Bolivia. Điều này khiến người dân lo ngại rằng lithium có thể lặp lại câu chuyện cũ.

Đầu tư mới và công nghệ DLE
Chính phủ Bolivia vẫn lạc quan về tương lai ngành lithium. Gần 3 tỷ USD đầu tư từ Trung Quốc và Nga sẽ xây dựng các nhà máy có khả năng sản xuất khoảng 100.000 tấn lithium carbonate mỗi năm. Chính phủ cho rằng điều này sẽ mang lại hạ tầng và việc làm.

Tuy nhiên, họ đang chờ đợi vào công nghệ mới: Direct Lithium Extraction, tức chiết xuất lithium trực tiếp. Thay vì bay hơi nước muối, phương pháp này sử dụng các kỹ thuật lọc để tách lithium chỉ trong vài giờ. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ mức tiêu thụ nước và năng lượng của công nghệ này. Dù đã được thử nghiệm tại Mỹ và Argentina, công nghệ này chưa được chứng minh ở quy mô lớn. Sự thiếu chắc chắn này vẫn khiến nhiều người lo lắng.

Kết luận
Khai thác lithium đang trở thành một mắt xích không thể thiếu trong quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế điện hóa toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu pin cho xe điện và lưu trữ năng lượng tiếp tục tăng mạnh. Tuy nhiên, những gì diễn ra tại Tam giác Lithium cho thấy bài toán này không chỉ đơn thuần là vấn đề tài nguyên hay công nghệ, mà còn là sự cân bằng phức tạp giữa phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường và lợi ích của cộng đồng địa phương.

Trong ngắn hạn, việc mở rộng khai thác gần như là tất yếu để đáp ứng nhu cầu toàn cầu. Nhưng về dài hạn, tính bền vững của ngành sẽ phụ thuộc vào cách các quốc gia và doanh nghiệp quản lý tài nguyên nước, minh bạch trong vận hành, cũng như đảm bảo sự tham gia và quyền lợi của người dân bản địa. Nếu không giải quyết được những thách thức này, “vàng trắng” có nguy cơ lặp lại mô hình khai thác tài nguyên truyền thống – nơi giá trị được tạo ra không đi kèm với sự phát triển bền vững cho khu vực sở hữu nó.

Tiếp tục khám phá chuyên đề BESS & Pin trên trang technologyMAG
Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) đang trở thành một trong những công nghệ quan trọng trong quá trình chuyển dịch năng lượng, từ điện mặt trời, điện gió cho đến các ứng dụng công nghiệp và lưới điện hiện đại. Tuy nhiên, đây cũng là lĩnh vực bao gồm nhiều khái niệm, công nghệ và tiêu chuẩn kỹ thuật khác nhau cần được tìm hiểu theo từng bước.

Để giúp độc giả thuận tiện tra cứu và theo dõi toàn bộ chuỗi nội dung, Ban biên tập technologyMAG đã xây dựng Trang tổng hợp chuyên đề BESS & Pin, bao gồm các nhóm bài viết về tổng quan công nghệ, cấu tạo hệ thống, pin lưu trữ, tiêu chuẩn kỹ thuật, ứng dụng thực tế và các xu hướng mới trong ngành.

Tìm hiểu thêm chuyên đề BESS & Pin tại đây: www.technologymag.net/technologymag-gioi-thieu-loat-tin-bai-chu-de-bess-pin/

Để xem các tin bài khác về “Lithium”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Business Insider