Công nghệ giúp Trung Quốc thu hồi 90% vật liệu từ pin mặt trời, ắc quy cũ

Tháng 4/2026, 120 tấn vật liệu được đưa ra khỏi cơ sở tái chế tấm pin năng lượng mặt trời của Công ty Huanghe Hydropower, thuộc Tập đoàn Đầu tư Điện lực Nhà nước Trung Quốc (SPIC), tại tỉnh Thanh Hải.

Đây không phải là những tấm pin nguyên miếng, mà là các tế bào silicon, khung nhôm, kính và hộp đấu nối đã được bóc tách và phân loại kỹ lưỡng để bán cho các đơn vị có nhu cầu sử dụng. Chuyến hàng đánh dấu lần đầu tiên doanh nghiệp này thương mại hóa sản phẩm tái chế ở quy mô lớn, với tỷ lệ thu hồi tổng hợp theo khối lượng lên tới 92,51% từ những tấm pin silicon tinh thể đã hết vòng đời.

Trung Quốc từ lâu đã là trung tâm sản xuất pin năng lượng mặt trời và ắc quy của thế giới. Giờ đây, cùng với việc mở rộng công suất sản xuất, các doanh nghiệp nước này đang phát triển một ngành công nghiệp khác, đó là thu hồi những nguyên liệu có giá trị từ các thiết bị cũ bị thải bỏ.

Phân tách pin mặt trời

Một tấm pin năng lượng mặt trời thường được thiết kế để chống chọi với nắng mưa trong suốt 25 - 30 năm, bằng cách dùng một lớp keo polymer gắn chặt lớp kính bảo vệ với các tế bào silicon bên trong. Tuy nhiên, chính sự bền bỉ này lại là rào cản lớn khi tái chế, bởi nếu chỉ nghiền nát theo cách thông thường, các vật liệu giá trị sẽ bị trộn lẫn và mất đi độ tinh khiết.

Để giải bài toán trên, các kỹ sư tại Huanghe Hydropower đã kết hợp nhịp nhàng bốn công đoạn: tháo dỡ cơ học, nhiệt phân để phá vỡ lớp keo polymer, phân tách có chọn lọc và tinh chế bằng phương pháp ướt.

Đầu tiên, các bộ phận bên ngoài như khung nhôm, hộp đấu nối và dây điện được tháo bỏ bằng phương pháp cơ học. Phần vật liệu nhiều lớp bên trong tiếp tục được xử lý bằng các kỹ thuật như cắt nhiệt và nhiệt phân, giúp phá vỡ liên kết của lớp polymer vốn gắn chặt kính với tế bào silicon. Những vật liệu sau khi phân tách được xử lý tiếp, trong đó các công đoạn tinh chế bằng phương pháp ướt giúp thu hồi những thành phần có giá trị.

Nhờ vậy, quy trình này không chỉ thu hồi những vật liệu dễ tách như kính và nhôm, mà còn hướng tới cả silicon và bạc nằm bên trong cấu trúc tấm pin.

Gao Peng, người đứng đầu Trung tâm Đổi mới Khoa học và Công nghệ của Huanghe Hydropower, cho biết công ty đã xây dựng được hệ thống công nghệ thu hồi vật liệu hoàn chỉnh trên dây chuyền trình diễn công nghiệp quy mô 30 MW. Các sản phẩm thu hồi đạt chất lượng và có thể đưa ra thị trường.

Đó là một tiến bộ đáng chú ý, bởi với pin năng lượng mặt trời, thu hồi được nhiều vật liệu chưa chắc đã mang lại giá trị kinh tế cao. Kính chiếm phần lớn khối lượng nhưng có giá trị tương đối thấp, trong khi bạc chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ lại có giá trị cao hơn nhiều. Muốn nâng hiệu quả kinh tế, doanh nghiệp phải vừa hạn chế thất thoát vật liệu, vừa giữ được chất lượng của các thành phần thu hồi.

Trong khi Huanghe Hydropower tập trung vào công nghệ phân tách và tinh chế, Tập đoàn Tiết kiệm Năng lượng và Bảo vệ Môi trường Trung Quốc (CECEP) lại giải quyết một bài toán khác, đó là chi phí vận chuyển pin năng lượng mặt trời phế thải.

Nhiều trang trại điện mặt trời nằm cách xa các cơ sở tái chế tập trung, khiến việc chuyên chở hàng nghìn tấm pin cồng kềnh rất tốn kém. Để giảm chi phí, CECEP phát triển dây chuyền tái chế thông minh dạng container, có thể di chuyển đến gần nơi phát sinh rác thải. Đầu năm 2025, doanh nghiệp đưa vào vận hành hệ thống đầu tiên tại nhà máy điện mặt trời Giám Lợi, tỉnh Hồ Bắc, với năng suất tháo dỡ được công bố lên tới 60 tấm pin mỗi giờ. Kính và khung nhôm thu hồi đạt độ tinh khiết trên 99%. Dây chuyền còn được trang bị vật liệu cách âm và thiết bị thu gom bụi nhằm hạn chế tác động môi trường trong quá trình xử lý.

Đến cuối năm 2025, doanh nghiệp đã triển khai thêm một dây chuyền thế hệ mới, có thể xử lý cả tấm pin một lớp kính và hai lớp kính, vốn có cấu tạo khác nhau và đòi hỏi phương pháp tháo tách phù hợp.

Cách tiếp cận này giúp giải quyết đồng thời hai vấn đề. Việc xử lý ngay tại chỗ giảm chi phí vận chuyển những tấm pin nguyên vẹn, còn quá trình phân loại tự động giúp tạo ra các dòng vật liệu riêng biệt, thuận tiện hơn cho bước tái chế hoặc tinh chế tiếp theo.

Tái chế ắc quy cũ thành nguyên liệu sản xuất mới

Với ắc quy chì–axit, công nghệ tái chế tại Trung Quốc đã phát triển ở quy mô lớn hơn và tạo thành chuỗi công nghiệp tương đối hoàn chỉnh.

Loại ắc quy này được sử dụng phổ biến trong ô tô, xe máy, xe đạp điện, hệ thống lưu điện và nhiều thiết bị công nghiệp. Khi hết hạn sử dụng, nó vẫn chứa lượng chì đáng kể có thể tái chế, nhưng cũng tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng nếu bị tháo dỡ hoặc luyện chì không đúng cách.

Tại bốn khu công nghiệp ở Chiết Giang, An Huy, Hà Nam và Giang Tô, tập đoàn Tianneng đã kết hợp dây chuyền tháo dỡ tự động với công nghệ luyện kim quy mô lớn.

Ắc quy được đưa vào thiết bị nghiền, sau đó phân tách thành các dòng vật liệu: vỏ nhựa, bản cực chì, bột chì và dung dịch điện phân chứa axit. Nhựa được làm sạch để tái chế thành nguyên liệu polymer. Các thành phần chứa chì được xử lý bằng công nghệ luyện kim, tinh chế thành chì tái sinh, trong khi dung dịch axit và các chất thải phải được xử lý riêng.

Tianneng còn ứng dụng công nghệ đúc hợp kim tự động và tinh luyện chì tái sinh nhằm loại bỏ các tạp chất kim loại. Theo công bố của doanh nghiệp, tỷ lệ thu hồi chì vượt 98,5%, còn tỷ lệ thu hồi kim loại và nhựa từ ắc quy phế thải đạt trên 99%.

Để nhà máy không rơi vào cảnh "đói" nguyên liệu, Tianneng tự phát triển nền tảng số "Qian Dan" (Trứng chì). Theo công bố của doanh nghiệp năm 2026, nền tảng này đã kết nối gần 90.000 cửa hàng kinh doanh trên khắp 22 tỉnh thành, giúp theo dõi và thu gom tổng cộng hơn 1,2 triệu tấn ắc quy thải bỏ. Nhờ vậy, một chuỗi sản xuất, bán hàng, thu gom, tái chế và cung cấp nguyên liệu cho sản xuất mới tương đối khép kín đã hình thành.

Một mô hình khép kín tương tự cũng đang dần thành hình trong ngành công nghiệp tái chế pin lithium-ion dành cho xe điện, dù công nghệ xử lý đòi hỏi sự tinh vi hơn nhiều. Tại GEM, một doanh nghiệp lớn trong ngành, những bộ pin hỏng sẽ được tháo dỡ để lấy vỏ kim loại và thu lại hỗn hợp "bột đen" chứa lithium, nickel hay cobalt, tùy loại pin. Bằng công nghệ thủy luyện tiên tiến, GEM công bố thu hồi được hơn 96,5% lithium và trên 99,5% nickel, cobalt. Không chỉ đơn thuần xử lý rác, GEM đã trở thành một mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng khi thiết lập quan hệ hợp tác tái chế với các nhà sản xuất pin và xe điện hàng đầu như BYD hay CATL.

Theo báo cáo thường niên năm 2025, GEM đã xử lý tháo dỡ 52.576 tấn pin động lực thải bỏ, tăng 46% so với năm trước. Đặc biệt, công ty cho biết mảng tái chế pin động lực đã có lợi nhuận trong năm này.

Những nút thắt còn lại

Mặc dù đã phát triển được nhiều dây chuyền tái chế có hiệu suất thu hồi cao, Trung Quốc vẫn đối mặt với một vấn đề chung của ngành tái chế trên thế giới: làm thế nào để duy trì hoạt động có lãi?

Thực tế cho thấy, dây chuyền tái chế di động của CECEP dù có công suất thiết kế 10.000 tấn/năm, nhưng tính đến cuối năm 2025 mới xử lý lũy kế khoảng 8.200 tấm pin.

Hơn nữa, việc tháo dỡ thủ công những bộ pin xe điện cũng ngốn quá nhiều thời gian, chi phí nhân công. Trong một phóng sự của TMTPost tại khu công nghiệp tái chế GEM ở Vũ Hán năm 2024, kỹ sư Song Huawei, Viện trưởng Viện Nghiên cứu Đổi mới Công nghiệp Xanh Vũ Hán thuộc GEM, giới thiệu một bộ pin nặng khoảng 400 kg, gồm 10 module và hơn 300 con ốc vít. Để giữ lại các linh kiện có thể tái sử dụng, công nhân phải tháo dỡ cẩn thận thay vì nghiền toàn bộ pin ngay từ đầu.

"Quá nhiều ốc vít, hệ thống dây điện lại quá phức tạp. Tính trung bình, một công nhân mỗi ngày chỉ tháo được hai đến ba bộ pin", ông giải thích.

Mỗi hãng xe lại có thiết kế pin riêng. Khi tiếp nhận một mẫu pin mới, công nhân phải làm quen với cấu trúc và quy trình tháo dỡ khác nhau.

Đằng sau những tỷ lệ thu hồi cao còn là vấn đề ô nhiễm thứ cấp. Công nghệ thủy luyện có thể sử dụng axit và các hóa chất khác, còn nhiệt luyện cần kiểm soát khí thải và chất thải phát sinh. Nếu không được xử lý đúng cách, quá trình thu hồi kim loại có nguy cơ tạo thêm gánh nặng môi trường.

Với ắc quy chì-axit, các nhà máy chính quy còn phải cạnh tranh nguồn nguyên liệu với những cơ sở thu gom và luyện chì nhỏ lẻ. Những đơn vị không đầu tư đầy đủ cho xử lý chất thải có thể có chi phí thấp hơn, làm giảm khả năng tiếp cận ắc quy cũ của các doanh nghiệp tuân thủ quy định.

Nhận thức rõ những nút thắt này, các nhà quản lý Trung Quốc đã ban hành một hướng dẫn quan trọng vào tháng 3/2026, khuyến khích các nhà sản xuất thiết kế pin để sau này dễ dàng tháo dỡ, thu hồi vật liệu. Từ tháng 4, các hãng xe điện và pin bắt buộc phải gắn "mã định danh kỹ thuật số" để nhà nước theo dõi toàn bộ vòng đời sản phẩm, và phải chịu trách nhiệm tái chế số pin do mình bán ra.

Hà Trang tổng hợp