Tái chế ắc quy chì và các giải pháp tương lai

Vật liệu chì thu được từ quá trình tái chế ắc quy chì thường được dùng làm nguyên liệu để sản xuất tấm pin mặt trời mới. Tuy nhiên, thực trạng tái chế ắc quy này ở nước ta đang gặp nhiều vấn đề bất cập và nguy hại. Vì vậy việc chọn sử dụng phương tiện pin có tuổi thọ cao, dễ tái chế như Lithium là ưu tiên hàng đầu.

1. Quy trình tái chế ắc quy chì

Đặc điểm cấu tạo của ắc quy chì – axit gồm những thành phần nào rất quan trọng quá trình tái chế ắc quy chì. Thông thường, ắc quy chì được tạo thành từ các bản cực làm bằng kim loại chì và oxit chì được ngâm trong dung dịch điện phân axit sunfuric. 

Về mặt nguyên tắc kỹ thuật, hiện có 2 phương pháp tái chế ắc quy chì đang được áp dụng phổ biến trên thế giới. Mỗi phương pháp tái chế ắc quy này đều có những ưu và nhược điểm riêng. Chi tiết cách thực hiện và ưu, nhược điểm của từng phương pháp như sau: 

– Phương pháp tái chế 1: Thực hiện phân loại riêng biệt các loại vật liệu chứa chì (Pb) và vật liệu hữu cơ để tiến hành tái chế theo quy trình công nghệ tại nhà máy thu hồi và xử lý bình ắc quy chì thải. 

Chi tiết quy trình tái chế ắc quy chì theo phương pháp 1: 

Bước 1: Pin và ắc quy chì – axit cũ, bị hư hỏng sẽ được phân loại.

Bước 2: Với những bình ắc quy cũ chưa hư hỏng sẽ được phục hồi và cung cấp trở lại cho các đơn vị sản xuất bình ắc quy chì để phục hồi và tái sử dụng sản phẩm.

Bước 3: Những bình ắc quy đã bị hư hỏng sẽ được tách riêng và tiến hành chiết tách dung dịch axit chứa trong bình. Hỗn hợp dung dịch axit này tiếp tục được chiết lọc, làm sạch và có thể tái sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải của nhà máy tái chế pin.

Bước 4: Sau khi loại bỏ dung dịch axit, thân bình ắc quy hư hỏng sẽ được tách nắp, rửa sạch axit còn tồn dư và loại bỏ bản cực.

Bước 5: Phần vỏ bình và nắp bình được phân loại để tách riêng. Với những vỏ bình và nắp bình chưa bị hư hỏng sẽ tiếp tục được tái sử dụng.

Bước 6: Với những vỏ bình và nắp bình đã bị nứt vỡ, hay rò rỉ sẽ được tách riêng ra rồi chuyển tới công đoạn băm nghiền, nhằm làm giảm thể tích và trở thành vật liệu cung cấp cho các cơ sở chuyên sản xuất hạt nhựa tái sinh.

Bước 7: Các chi tiết đầu cọc, bản cực sau khi đã làm sạch dung dịch axit sẽ được lưu chứa trong kho của nhà máy để tái chế.

Ưu điểm phương pháp tái chế 1: Thực hiện tái chế đơn giản, dễ dàng và cho phép tận dụng nhiều bộ phận của ắc quy, từ đó giảm đáng kể lượng rác thải ra môi trường. 

Từ một bình ắc quy xe cũ có thể tái chế thành những tấm năng lượng mặt trời, đủ cung cấp cho nhiều hộ gia đình và nó cũng có khả năng tiếp tục được tái chế lại. Hơn nữa, quá trình tái chế và sản xuất phương pháp này cũng đơn giản và tốn ít chi phí hơn so với phương pháp sản xuất tấm năng lượng mặt trời mới từ vật liệu silic thông thường.

Nhược điểm phương pháp tái chế 1: Lượng axit trong bình ắc quy không được thu hồi triệt để và xử lý đúng cách có thể gây ảnh hưởng xấu đến môi trường và con người.

– Phương pháp tái chế 2: Với cách tái chế này, sau khi loại bỏ dung dịch axit trong bình ắc quy chì thì toàn bộ ắc quy cũ sẽ được nấu với các chất trợ dung và than cốc trong lò nấu. Quá trình nấu này sẽ tạo ra cả vật liệu chì thô lẫn cùng nhiều tạp chất khác. Sau đó phải đem nấu luyện thu lại kim loại chì. Với các thành phần khác khi bị đun cháy sẽ tạo ra xỉ thải hoặc vật liệu bị đốt cháy hoàn toàn tạo ra khí thải.

So sánh về hai phương pháp tái chế, phương pháp 2 sẽ giúp xử lý được triệt để mọi chất thải từ bình ắc quy chì đã thải bỏ. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi phải đầu tư xây dựng những nhà máy hiện đại, tốn nhiều chi phí để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường. Do đó, phương pháp 2 sẽ phù hợp hơn tại những nước công nghiệp phát triển hiện đại. Tại Việt Nam, phương pháp tái chế ắc quy chì đầu tiên đang được áp dụng phổ biến hơn. 

2. Thực trạng việc tái chế ắc quy chì ở nước ta hiện nay

Tại Việt Nam, mỗi năm ước tính có hàng trăm nghìn tấn pin và bình ắc quy chì đã qua sử dụng được thải ra môi trường từ các phương tiện giao thông, các thiết bị, đồ gia dụng từ các gia đình. 

Theo quy định hiện hành, tất cả các nhà sản xuất phải có trách nhiệm tổ chức thu hồi sản phẩm ắc quy chì thải bỏ do mình sản xuất đã bán ra tại thị trường Việt Nam. Nhà nước cũng khuyến khích các doanh nghiệp tiếp nhận các sản phẩm cùng loại với sản phẩm của hãng đã bán ra thị trường, không phân biệt nhãn hiệu hay đơn vị sản xuất. 

Tuy nhiên, thực tế dù đã có quy định cụ thể cho doanh nghiệp sản xuất phải có trách nhiệm thu hồi và xử lý loại rác thải nguy hại từ ắc quy chì đã qua sử dụng nhưng gần như việc triển khai chưa được thực hiện. Một số lý do dẫn đến tình trạng này có thể kể đến: 

• Chi phí thu hồi và xử lý ắc quy thải bỏ khá cao, thậm chí còn tốn kém hơn chi phí sản xuất sản phẩm ắc quy mới, khiến nhà sản xuất không thực sự tha thiết với việc thu hồi ắc quy cũ.
• Hầu hết các biện pháp thu gom và tái chế ắc quy chì hiện nay đề thực hiện theo cách thủ công. Các nhà sản xuất hay nhà máy thu gom và tái chế đúng quy trình còn khá ít nên khó cạnh tranh với các đơn vị thủ công, làng nghề truyền thống.
• Ngoài ra, các cơ quan chức năng hiện cũng chưa thể quản lý hết được và hiện các chế tài xử lý vi phạm về ắc quy chì thải bỏ chưa đủ mạnh để buộc các nhà sản xuất và đơn vị nhập khẩu phải có trách nhiệm đến cùng với sản phẩm do mình cung cấp.

Số lượng phương tiện giao thông sử dụng ắc quy chì tăng lên, cùng với việc thiếu cơ sở hạ tầng đạt tiêu chuẩn để tái chế ắc quy xe điện đúng cách đã dẫn đến 50% số lượng ắc quy axit chì đang được tái chế không an toàn. Điều này dẫn đến: 

– Ảnh hưởng đến môi trường

Khi tiến hành các hoạt động tái chế ắc quy chì (thường là bất hợp pháp), công nhân sẽ phá vỡ các vỏ pin hoặc bình ắc quy, rồi đổ axit và bụi chì ra đất. Sau đó họ tiến hành đốt cháy chì trong các lò nung thủ công ngoài trời và khói độc hại sẽ được thải trực tiếp ra môi trường xung quanh gây nguy hiểm cho cộng đồng. Trong pin/ắc quy chì cũng chứa một lượng lớn thủy ngân. Với một lượng thủy ngân có kích thước bằng cúc áo có thể gây ô nhiễm 500 lít nước hoặc 1 mét vuông đất trong vòng 50 năm.

Các làng nghề thu gom và tái chế chì không có bất kỳ biện pháp quản lý hay thiết bị xử lý ô nhiễm nào đáp ứng các yêu cầu về môi trường, dẫn đến nguồn đất, nước và không khí tại làng nghề và khu vực lân cận có thể bị ô nhiễm bởi khói bụi chì hay nước thải chứa axit. Đó cũng chính là nguyên nhân dẫn đến mức độ nhiễm chì của người dân, đặc biệt là trẻ em tăng đến mức báo động.

– Ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Bình ắc quy chì được đánh giá là một loại rác thải gây nguy hại cho môi trường và sức khỏe con người. Chì là nguyên nhân gây nên những căn bệnh nguy hiểm liên quan đến tim mạch, não bộ, thận, vô sinh, sảy thai và ung thư ở người trưởng thành. Đặc biệt, tình trạng nhiễm độc chì có thể ảnh hưởng đến trẻ em với quy mô lớn chưa từng có. 

Theo báo cáo trên cho biết, cứ 3 trẻ em trên thế giới thì có 1 trẻ (khoảng 800 triệu trẻ em) có mức chì trong máu cao hơn hoặc bằng 5 microgam/deciliter (µg/dL). Đây là mức độ đáng báo động và cần có biện pháp can thiệp kịp thời. Bởi theo Viện Đánh giá số liệu y tế (IHME): Kim loại chì là một chất độc thần kinh tương đối mạnh, có thể gây những tác hại không thể khắc phục đối với não bộ của trẻ em và sức khỏe tâm thần hành vi. 

Bên cạnh việc đẩy mạnh tuyên truyền và xây dựng chế tài đủ mạnh quy định rõ trách nhiệm, quyền lợi của nhà sản xuất và người dân trong việc thu hồi sản phẩm ắc quy chì axit thải bỏ, chúng ta cũng có thể giảm thiểu tác hại bằng cách sử dụng các loại pin Lithium bền lâu hơn. Khi so sánh pin Lithium và ắc quy cho thấy các loại pin Lithium-ion có thể kéo dài tuổi thọ sử dụng từ 10 – 20 năm trước khi thay thế.

3. Cải thiện môi trường và sức khỏe con người bằng “pin xanh”

Bên cạnh việc tái chế ắc quy chì, lựa chọn sử dụng pin Lithium-ion cũng là một giải pháp giúp cải thiện môi trường và sức khỏe con người. Pin Lithium hiện được sử dụng phổ biến trên ô tô và xe máy điện với tuổi thọ bền bỉ. Điển hình như nhà sản xuất xe điện hiện đại VinFast, có thời gian bảo hành từ 3 – 3,5 năm cho pin Lithium cho xe máy điện. 

Thông thường pin Lithium-ion trên điện thoại thông minh sẽ có chu kỳ sạc khoảng 500 lần. Trong khi pin Lithium trên xe điện được ứng dụng giải pháp thông minh hơn, giúp kéo dài tuổi thọ và thời gian hoạt động của pin. Cơ chế được pin xe máy điện sử dụng đó chính là hạn chế việc người lái xe không thể sử dụng hết cạn kiệt năng lượng pin lưu trữ, từ đó làm giảm số chu kỳ sạc cho pin. Thường khi pin xe máy điện báo chỉ còn khoảng 20 – 30%, bạn cần nhanh chóng kết nối sạc pin. 

Ngoài ra, pin Lithium cũng ứng dụng những công nghệ tiên tiến khác như hệ thống làm mát thông minh, kéo dài tuổi thọ pin xe điện, giảm thiểu chi phí thay thế, bảo dưỡng pin trước khi gặp vấn đề.

Thêm một ưu điểm khi sử dụng xe điện xanh được trang bị pin Lithium-ion đó là khi pin đã hết hạn sử dụng sau hàng chục năm sử dụng thì bạn vẫn có thể biến pin thành hệ thống lưu trữ điện năng di động trong gia đình. Ví dụ, bạn có thể sử dụng pin xe điện làm nguồn cấp điện dự phòng cho một số thiết bị thắp sáng nếu chẳng may nhà bị mất điện lưới. 

Các nhà sản xuất pin Lithium cũng có trách nhiệm thu hồi và tiếp tục tái chế pin xe điện, nhằm tận dụng tối đa những nguyên liệu đắt đỏ dùng để sản xuất loại pin Lithium này. Trong đó, tiêu biểu là VinFast – Thương hiệu xe điện đầu tiên tại Việt Nam với dịch vụ cho thuê pin/đổi pin, hãng đã xây dựng quy trình quản lý pin tốt nhất nhằm tái chế, xử lý pin đã hết hạn sử dụng, nhằm giảm thiểu việc thải loại pin ra môi trường bên ngoài. 

Nhờ vậy, việc sử dụng pin Lithium thay thế pin ắc quy chì – axit sẽ giúp giảm thiểu nguy cơ tăng lượng rác thải hóa học từ những bộ ắc quy chì đã hết giá trị sử dụng bị thải ra môi trường. Tình trạng này sẽ không xảy ra đối với pin Lithium-ion bởi đây là một trong những bộ phận đắt tiền nhất trên mỗi chiếc xe điện và có khả năng sử dụng và tái chế cao.

Trước thực trạng tái chế ắc quy chì ở Việt Nam còn nhiều bất cập, việc sử dụng pin Lithium trên ô tô điện và các dòng xe máy điện VinFast thân thiện với môi trường sẽ giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến tuổi thọ pin, chất thải ô nhiễm và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. 

Bên cạnh pin Lithium, VinFast cũng đã hợp tác sản xuất pin thể rắn với ProLogium – Đơn vị đầu tiên có dây chuyền thử nghiệm công nghệ pin thể rắn cho ô tô điện trên thế giới . Đây đều là 2 loại pin không phát thải khí ô nhiễm ra môi trường, góp phần mang lại không khí trong lành hơn khi di chuyển.