Vì sao cần sớm phát triển pin điện

Hãy tưởng tượng điều gì xảy ra nếu tất cả các pin trên thế giới này ngừng hoạt động? Không chỉ điện thoại di động hay laptop của bạn mà hàng tỷ các thiết bị điện tử khác trên khắp hành tinh đều xếp xó. Không chỉ mọi trái tim nhân tạo ngừng đập mà tất cả xe đạp/xe máy/ô-tô điện đều dừng bánh giữa đường. Pin hiện hữu với vai trò không thể thay thế trong hầu hết các thiết bị từ chăm sóc sức khỏe, gia dụng, thông tin liên lạc hay giao thông vận tải đến quốc phòng hay nghiên cứu vũ trụ. Đó là lý do vì sao chúng ta cần sớm phát triển được pin điện.

Còn một điểm ít người để ý, đó là vai trò của pin trong phát triển năng lượng tái tạo, bảo vệ môi trường. Để phát triển điện tái tạo bền vững, đáp ứng được nhu cầu thì cần có hệ thống lưu giữ và phân phối điện đủ mạnh, an toàn, và hiệu quả.

Hiện nay điện tái tạo thường được lưu giữ bằng ba cách: (1) Nạp vào các pin hay siêu tụ (supercapacitor); (2) Lưu giữ thủy điện (pump-storage hydroelectricity) – Dùng điện dư thừa bơm nước lên hồ chứa trên cao hay thượng nguồn sông, rồi khi cần thì xả xuống làm quay turbine (thủy điện), sinh điện trở lại, và (3) Chuyển thành hydro xanh (Green Hydrogen) – Dùng điện sạch điện phân nước, tạo ra hydro và oxy. Khí hydro sạch (Green) nhận được có thể đốt để sinh nhiệt (chẳng hạn, ở lò luyện thép) hay đưa vào thiết bị Fuel Cell để tái sinh điện (chẳng hạn, dùng chạy xe).

Hai cách sau lưu giữ được nhiều điện, nhưng cần đầu tư rất lớn và không thuận cho phân phối. (Chẳng ai có thể mang hồ nước đi nơi khác, còn vận chuyển Hydro cũng rất khó và tốn kém). Trong khi đó pin / siêu tu có thể vận chuyển và sử dụng rất linh hoạt và hiệu quả. Bởi vậy, chúng tôi cho rằng, phương pháp lưu giữ và phân phối điện bằng pin/siêu tụ là phù hợp với hoàn cảnh hiện tại của nước ta. Thực ra, pin dùng cho mạng lưới điện đang là nhu cầu nóng mang tính toàn cầu.

Mặt khác, lưới điện quốc gia liên quan đến an ninh kinh tế và chính trị của đất nước, nên phải tự mình nắm lấy, không thể giao phó cho nước ngoài. Đã có thời, một số tiểu bang của Australia để mất quyền kiểm soát phân phối điện vào tay các công ty Trung Quốc dẫn đến tình trạng, mà Clive Hamilton, thành viên ban giám đốc Cơ quan Quản lý Biến đổi Khí hậu của Chính phủ Australia, mô tả là ‘nếu Trung Quốc hắt hơi thì Australia viêm phổi’. Đó cũng là vì sao ta phải chủ động phát triển pin. Nhu cầu về pin cho lưu giữ và phân phối điện là rất lớn và cấp thiết.

Thêm nữa, ta nhất thiết phải sớm triển khai tái chế pin bằng công nghệ sạch và hiệu quả. Nhưng, công nghệ tái chế lại tùy thuộc thành phần và cấu trúc của pin. Thông thường, mỗi nhà sản xuất pin đều định hình sẵn một công nghệ tái chế phù hợp. Ở ta hiện nay, pin nhập đủ loại từ các nguồn khác nhau, còn tái chế thì nhỏ lẻ, tự phát, thiếu kiểm soát, đang tác động rất xấu tới môi trường. Việc chủ động phát triển pin sẽ tạo thuận lợi cho quá trình tái chế. Mà, nói đến phát triển cũng như tái chế pin ta có thể học được nhiều điều từ các công ty Trung Quốc.

Bài học từ công ty BYD của Trung Quốc

Năm 1995, Wang Chuanfu khởi nghiệp bằng thành lập Công ty pin Quảng Đông BYD (Build Your Dreams). Ban đầu BYD tập trung phát triển pin tái nạp Nikel-Cadmium (NiCd).

Vì sao BYD lại chọn NiCd làm sản phẩm khởi nghiệp vào 1995, khi Lithium-ion Battery (LIB) có các tính năng nổi trội hơn nhiều đã xuất hiện trên thị trường từ 1991? Chẳng phải, khi ấy nhiều công ty pin của Nhật đã rời bỏ NiCd để phát triển các pin cao cấp hơn, như NiMH (Nikel-Metal Hybrid) hay LIB, đó sao!

Điều khiến cho BYD có quyết định ‘ngược dòng’ như vậy chính là thị trường. Vào những năm ấy pin NiCd vẫn là sản phẩm đa số áp đảo trên thị trường pin dành cho các thiết bị điện tử gia đình. Nhu cầu thị trường về NiCd vẫn rất lớn, nhất là với một nước tỷ dân như Trung Quốc, thế mà nhiều hãng lại bỏ đi, đó chính là cơ hội cho BYD.

Vả lại, NiCd không quá cầu kỳ về công nghệ như LIB, nhiều khâu có thể làm bằng tay, trong khi giá nhân công ở Trung Quốc lại rẻ, điều này cho phép một ‘tân binh’ như BYD có thể cạnh trạnh mạnh về giá, mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Thời ấy năng suất lao động ở Trung Quốc chỉ bằng khoảng 1/10 của Nhật, thế mà giá thành bộ pin NiCd của BYD chỉ bằng 1/5 – 1/6 của các hãng Nhật. Thế là BYD đã thắng, và ngay năm 2002 đã trở thành nhà sản xuất pin NiCd số 1 thế giới (chiếm 65% sản lượng toàn cầu).

Với tiềm lực mới, BYD nhảy sang các dòng pịn cao cấp và chỉ bảy năm sau đã trở thành nhà sản xuất thứ hai thế giới về NiMH và thứ ba thế giới về LIB. Năm 2003 BYD bắt đầu hướng đến ô-tô và chỉ hai năm sau đã xuất xưởng xe xăng, rồi năm 2009 xuất xưởng ô-tô thuần điện đầu tiên. Ngày nay BYD là nhà sản xuất ô-tô điện số 1 thế giới

Thành công của BYD gợi mở nhiều bài học: (1) Không đầu tư theo phong trào, mà theo nhu cầu thị trường và khả năng bản thân, (2) Chọn cách đi khác biệt mà hợp lý (muốn phát triển xe điện phải chủ động về pin), (3) Tận dụng điểm mạnh của mình để chấp nhận canh tranh, và (4) Tự lực cánh sinh. (Mãi đến 2008 BYD mới nhận đầu tư nước ngoài đầu tiên từ Mid American Energy Holdings).

Bài học nào cũng đáng trân trọng, tuy nhiên, việc học hỏi còn tùy thuộc thực tiễn. BYD được khai sinh 1995 và lớn lên trong một đất nước có nền khoa học công nghệ (KHCN) phát triển khá mạnh và toàn diện. Thế còn ta?

Những bài học trong quá khứ

Phải thừa nhận rằng, nói chung, KHCN của ta hiện khá yếu, thiếu đồng bộ, và phát triển chậm. Cho dù quy mô dân số cả trăm triệu, ngoại trừ vài sản phẩm nông nghiệp, ta có rất ít sản phẩm công nghệ cao đủ sức cạnh tranh ngay trên sân nhà, chứ chưa nói thị trường quốc tế. Vì sao vậy?

Muốn có sức cạnh tranh, sản phẩm công nghệ phải có những tính năng nổi trội và khác biệt. Nếu iPhone đời sau không có gì nổi trội hơn đời trước thì ai mua? Mà, để có ‘nổi trội’ và ‘khác biệt’ thì phải nghiên cứu.

Ở ta, đã có những công ty từng mua công nghệ mới nhất, kèm theo cả nhà máy trọn gói, mà vẫn thất bại. Ấy là bởi, thông thường công nghệ đã thương mại hóa thì không còn là mới nhất nữa. Mà, nếu khi mua công nghệ có là mới nhất, thì khi dựng xong nhà máy nó cũng trở nên lạc hậu rồi. Điều kiện tiên quyết để phát triển sản phẩm công nghệ cao là phải nghiên cứu sâu và mạnh.

Gần đây, liên quan đến giấc mơ chip bán dẫn, nhiều người tiếc nuối ‘chúng ta đã nghiên cứu bán dẫn từ 40 năm trước!’.

Vào những năm 1970 đầu 1980 quả là ở ta đã có một số nơi nghiên cứu bán dẫn. Thời ấy có nhiều người học về bán dẫn ở Liên Xô và các nước xã hội chủ nghĩa Đông Âu về nước. Ai học gì, thì về lại làm nấy, thế thôi, tản mạn, không có định hướng chung, càng không có sản phẩm công nghệ cao. Thấy nước ngoài có gì hay thì lại chạy theo: sau bán dẫn là siêu dẫn nhiệt độ cao, rồi cấu trúc nano vv…

Bốn mươi năm trước cơ quan tôi đã có đề tài lớn nghiên cứu đất hiếm, nay Yên Bái vẫn lo phải xuất khẩu quặng thô. Dường như cái gì ‘ta’ cũng đã ‘nghiên cứu’, nhưng không có cái gì được nghiên cứu đến nơi đến chốn, cho dù đề tài/chương trình nào cũng được nghiệm thu đúng quy trình. Nghiên cứu KH&CN của ta vốn là vậy. Thế nên, có tiếc chăng là tiếc thời gian, công sức, và cơ hội.

Giờ đây, muốn phát triển sản phẩm công nghệ cao, trong đó có pin, ta phải nghiên cứu từ đầu. Và tiêu chí hướng tới phải là sản phẩm cụ thể, mà phải là sản phẩm bán được, đủ sức cạnh tranh trên thị trường.

Từ khi có nhiều doanh nghiệp FDI (Foreign Direct Investment), xuất hiện tâm lý ỷ lại vào họ, cho dù ai cũng biết, mục đích của FDI chỉ là lợi nhuận, càng cao càng tốt. Nói là hằng năm nước ta xuất khẩu nhiều sản phẩm công nghệ cao (Mobile phone, máy tính bảng …), nhưng đó không phải là sản phẩm của người Việt, và tiền bán sản phẩm cũng không thuộc về ta.

Ở nhiều nước, FDI bắt buộc phải chuyển giao công nghệ cho chủ nhà, thế mà ở ta việc ấy cũng đã bị bỏ qua. Đó là lỗi của ta. Chẳng FDI nào chủ động ‘xin’ được chuyển giao công nghệ. Chính ta phải đòi hỏi. Nhưng, muốn vậy ta phải biết mình cần công nghệ gì và ai có thể đón nhận. Không có định hướng hợp lý và cụ thể đang là rào cản lớn trong phát triển KH&CN nước nhà.

Mặt khác, một khi không chuyển giao công nghệ, các FDI không chỉ không trợ giúp, mà thực ra đang kìm hãm KH&CN nội địa. Ỷ lại vào FDI đang ảnh hưởng xấu đến khả năng tự chủ trong phát triển KH&CN, và thậm chí tự chủ kinh tế. Để thực sự làm chủ phải dựa vào sức mình là chính. Hợp tác chỉ bình đẳng giữa các đối tác ngang tầm.

Thực tế là, tự khởi nghiệp thành công về công nghệ cao ở ta hiện là rất khó. Không chỉ vì nền KH&CN của ta thấp và thiếu đồng bộ, như có lần hãng Honda đã nhận xét ‘ở Việt Nam không chỉ tìm một nơi sản xuất cái đinh ốc đạt tiêu chuẩn cũng còn khó khăn’, mà còn do tâm lý người dân và phần nữa là chính sách nhà nước còn chưa phù hợp.

Nói đến phát triển công nghệ, nhiều người nghĩ ngay đến mua của nước ngoài. Mua công nghệ ngoại mà không nghiên cứu phát triển tiếp thì, như đã nói ở trên, thất bại là chắc chắn.

Gần đây, nghe Hà Nội công bố sẽ thuê nước ngoài làm cả chục tuyến đường sắt nội đô, nhiều người băn khoăn, không biết, mỗi tuyến một công nghệ nhập, liệu chúng có chịu khớp với nhau? Thuê làm đường, mua tàu ngoại, thuê người nước ngoài vận hành, vậy người Việt làm gì? Mười năm trước thuê nước ngoài, bây giờ lại thuê, và mười năm sau cũng vậy. Không tập làm thì bao giờ biết làm?

Và, liệu có xảy ra tình trạng giống ở Australia, như Clive Hamilton đã kể trong cuốn sách của mình? Thời kỳ đầu các sản phẩm khởi nghiệp của Hàn Quốc đã từng thua nước ngoài cả về chất lượng và giá, nhưng dân Hàn vẫn đồng lòng dùng hàng nội, ủng hộ doanh nghiệp nội. Và, trước hết, đó chính là chủ trương nhất quán và mạnh mẽ của Chính phủ Hàn. Nhờ vậy, Hàn Quốc mới có nền KH&CN tiên tiến và đa dạng như ngày nay.

‘Tự lực cánh sinh’ hay ‘làm chủ’ không thể chỉ dừng ở khẩu hiệu, mà phải biến thành chính sách nhà nước và thói quen của người dân. Chỉ khi đó mới có thể khởi nghiệp thành công các sản phẩm công nghệ cao.

GS. TS. Nguyễn Văn Liễn
Trung tâm Vật lý lý thuyết, Viện Vật lý