Nhận cú tát đau điếng từ TQ, Nhật Bản "đâm lại bằng mũi giáo" thâm sâu: "Hết nước thì ta uống không khí thôi"

Trong bàn cờ địa chính trị năng lượng của thế kỷ 21, đất hiếm và các khoáng sản chiến lược không đơn thuần là nguyên liệu đầu vào cho sản xuất công nghiệp; chúng đã chuyển hóa thành những quân cờ định đoạt sự thịnh vượng hay suy vong của các nền kinh tế tiên tiến.

Trung Quốc, với tư thế là "công xưởng thế giới" và là người nắm giữ chìa khóa của chuỗi cung ứng khoáng sản toàn cầu, đã bắt đầu siết chặt gọng kìm quyền lực của mình. Những động thái kiểm soát xuất khẩu gali, gecmani và đặc biệt là than chì (graphite) trong giai đoạn 2023-2024 không chỉ là những đòn trả đũa thương mại đơn lẻ trong cuộc chiến công nghệ Mỹ-Trung, mà là lời cảnh báo đanh thép về sự phụ thuộc nguy hiểm của thế giới vào Bắc Kinh .

Giữa bối cảnh đầy biến động đó, phản ứng của Nhật Bản – một quốc gia vốn nổi tiếng nghèo tài nguyên thiên nhiên nhưng giàu tri thức công nghệ – đang thu hút sự chú ý đặc biệt của giới quan sát toàn cầu.

Thay vì hoảng loạn tìm kiếm các nguồn cung thay thế ngắn hạn hay nhượng bộ trước áp lực, Nhật Bản dường như đang thực hiện một nước đi "cao tay" hơn, mang tầm vóc chiến lược dài hạn: thay đổi hoàn toàn luật chơi.

Việc công bố lộ trình thương mại hóa pin thể rắn (Solid-State Battery - SSB) của Toyota, Nissan và Honda, kết hợp song song với các đại dự án khai thác biển sâu và tái chế đô thị, được coi là chiến lược an ninh kinh tế tổng thể, một nỗ lực phi thường nhằm vô hiệu hóa "vũ khí đất hiếm" của Trung Quốc.

Sự thống trị tuyệt đối của Trung Quốc

Trung Quốc nắm giữ khoảng 60% sản lượng khai thác toàn cầu, nhưng con số đáng sợ hơn nằm ở khâu tinh chế và tách chiết: họ kiểm soát tới 91% năng lực tinh chế đất hiếm toàn cầu. Điều này có nghĩa là ngay cả khi Mỹ hay Úc khai thác được quặng thô, họ vẫn phải gửi sang Trung Quốc để xử lý thành kim loại sử dụng được.

Than chì (Graphite) là "tử huyệt" của công nghệ pin lithium-ion hiện hành, đóng vai trò không thể thay thế trong cực âm (anode). Trung Quốc kiểm soát 77% sản lượng khai thác tự nhiên và kinh ngạc hơn, nắm giữ gần 100% năng lực tinh chế than chì chất lượng cao dùng cho pin.

Trong khi đó, Gali và Gecmani, hai nguyên tố sống còn cho ngành bán dẫn, chip quốc phòng và radar, đã bị Trung Quốc hạn chế xuất khẩu từ tháng 8 năm 2023, gây chấn động chuỗi cung ứng công nghệ cao.

Nhật Bản là quốc gia đầu tiên trên thế giới nếm trải "vị đắng" của sự phụ thuộc này, và đây chính là động lực lịch sử hun đúc nên chiến lược hiện tại. Những căng thẳng trên biển hồi năm 2010 từng dẫn đến lệnh cấm vận đất hiếm không chính thức từ Trung Quốc đã khiến nền công nghiệp công nghệ cao của Nhật Bản chao đảo dữ dội. Giá đất hiếm tăng vọt 10 lần chỉ trong một năm, đe dọa trực tiếp đến các tập đoàn như Toyota, Sony và Panasonic.

Kể từ thời điểm đó, Tokyo đã âm thầm nhưng quyết liệt xây dựng một chiến lược đa tầng để giảm thiểu rủi ro. Tuy nhiên, việc Trung Quốc tiếp tục siết chặt xuất khẩu than chì vào cuối năm 2023 là "giọt nước tràn ly", thúc đẩy Nhật Bản phải tăng tốc các giải pháp công nghệ mang tính cách mạng nhằm loại bỏ hoàn toàn sự cần thiết của các vật liệu này trong thế hệ pin tương lai.

Pin thể rắn chính là câu trả lời đanh thép nhất cho bài toán hóc búa này.

Mũi giáo công nghệ thoát Trung của Nhật Bản

Phản ứng của Nhật Bản không phải là tìm kiếm nguồn than chì khác để thay thế Trung Quốc, mà là phát triển một công nghệ khiến than chì trở nên lỗi thời. Đây là tư duy chiến lược đỉnh cao: nếu đối thủ kiểm soát nguồn nước, hãy học cách uống không khí.

Pin thể rắn không chỉ là một phiên bản nâng cấp của pin lithium-ion; nó là một sự thay đổi hoàn toàn về kiến trúc vật liệu. Khác với pin truyền thống sử dụng dung dịch điện phân lỏng (dễ cháy, giới hạn điện áp), pin thể rắn sử dụng chất điện phân rắn (gốm, sulfide hoặc polymer).

Sự chuyển đổi sang chất điện phân rắn mang lại những ưu thế vượt trội mang tính chiến lược giúp Nhật Bản giải phóng mình khỏi sự kiềm tỏa về nguyên liệu:

Pin lithium-ion truyền thống phụ thuộc gần như tuyệt đối vào than chì cho cực âm. Tuy nhiên, pin thể rắn cho phép sử dụng cực âm bằng kim loại Lithium (Lithium-metal anode) hoặc Silicon, loại bỏ hoàn toàn hoặc giảm thiểu tối đa nhu cầu về than chì. Đây là đòn "tránh né" trực tiếp lệnh hạn chế xuất khẩu graphite của Bắc Kinh , biến lợi thế độc quyền 100% tinh chế than chì của Trung Quốc trở nên vô nghĩa đối với thế hệ xe tương lai của Nhật.

Công nghệ này có thể đạt mật độ năng lượng tới 500 Wh/kg, gấp đôi so với pin lithium-ion hiện tại. Điều này cho phép xe điện chạy được 1.200 km chỉ sau một lần sạc và sạc đầy trong vòng 10 phút, giải quyết triệt để nỗi lo về quãng đường của người dùng.

Không chỉ có vậy, việc loại bỏ dung môi hữu cơ lỏng giúp triệt tiêu nguy cơ cháy nổ, yếu tố sống còn cho các ứng dụng không chỉ trong dân sự mà còn trong quốc phòng và hàng không vũ trụ.

Nhật Bản là quốc gia có sự phối hợp chặt chẽ nhất giữa Chính phủ và các tập đoàn công nghiệp (Toyota, Nissan, Honda, Idemitsu).

Toyota, thường bị chỉ trích là chậm chạp trong làn sóng xe điện ban đầu, thực chất đã âm thầm tích lũy hơn 1.300 bằng sáng chế liên quan đến pin thể rắn, đứng đầu thế giới. Chiến lược của Toyota tập trung vào chất điện phân gốc Sulfide.

Tại sao lại là Sulfide? Đây là một nước cờ tinh quái. Sulfide có độ dẫn ion cao và tính chất mềm, dễ gia công. Quan trọng hơn, để sản xuất chất điện phân này, Toyota đã bắt tay với Idemitsu Kosan, một tập đoàn lọc hóa dầu khổng lồ. Idemitsu sở hữu công nghệ tách lưu huỳnh từ quá trình lọc dầu – một phụ phẩm có sẵn và dồi dào tại Nhật Bản.

Bằng cách sử dụng phụ phẩm từ ngành dầu khí nội địa để tạo ra chất điện phân, Nhật Bản giảm thiểu việc phải nhập khẩu các vật liệu gốm chứa đất hiếm từ nước ngoài. Idemitsu đang xây dựng nhà máy thí điểm lớn để sản xuất hàng loạt chất điện phân này, với mục tiêu thương mại hóa vào năm 2027-2028.

Nếu Toyota tập trung vào hiệu suất và quy mô, Nissan lại tấn công vào "tử huyệt" lớn nhất của pin thể rắn: giá thành. Hiện tại, pin thể rắn đắt gấp nhiều lần pin lỏng. Tuy nhiên, Nissan đã công bố lộ trình giảm chi phí pin xuống còn 75 USD/kWh vào năm 2028 và sau đó là 65 USD/kWh – mức giá ngang bằng, thậm chí rẻ hơn xe động cơ đốt trong.

Về phần mình, Nissan đang phát triển pin toàn thể rắn "cây nhà lá vườn" với dây chuyền sản xuất thử nghiệm tại Yokohama. Họ sử dụng các vật liệu cực âm không phụ thuộc vào coban, trực tiếp giảm sự phụ thuộc vào kim loại mà Trung Quốc đang kiểm soát chuỗi cung ứng tại Congo.

Honda chọn con đường tối ưu hóa quy trình sản xuất để tăng tốc độ sản xuất đại trà. Họ cũng đang xây dựng dây chuyền thí điểm tại Tochigi và dự kiến trang bị pin thể rắn cho các dòng xe ra mắt nửa sau thập kỷ 2020, tạo thế chân kiềng vững chắc cho ngành công nghiệp ô tô Nhật Bản.

Cuộc chiến đa mặt trận, tìm kho báu dưới đáy biển

Nhận thức được rằng công nghệ pin thể rắn dù ưu việt đến đâu vẫn cần nguyên liệu (đặc biệt là Lithium), Nhật Bản đã kích hoạt một chiến lược song song về nguồn cung tài nguyên.

Tổ chức An ninh Năng lượng và Kim loại Nhật Bản (JOGMEC) đóng vai trò trung tâm như một ngân hàng đầu tư chiến lược. Khác với cách tiếp cận thị trường tự do của phương Tây, JOGMEC được chính phủ Nhật Bản "bơm" quyền lực và tài chính để hỗ trợ các công ty Nhật thâm nhập vào các mỏ khoáng sản ở nước ngoài.

JOGMEC đã đầu tư mạnh mẽ vào Lynas (Úc) để đảm bảo nguồn cung đất hiếm nhẹ và nặng, phá vỡ thế độc quyền của Trung Quốc về tinh chế đất hiếm bên ngoài đại lục. Đồng thời, họ cũng thâm nhập vào "Tam giác Lithium" ở Nam Mỹ (Argentina, Chile) để đảm bảo nguồn lithium cho kỷ nguyên pin thể rắn sắp tới.

Hơn tất cả, không đâu bằng việc tự nắm quyền làm chủ tài nguyên của chính mình. Đây có thể coi là "nước cờ thần sầu" tiềm năng nhất của Nhật Bản, một cú hích có thể thay đổi vĩnh viễn bản đồ tài nguyên thế giới.

Các nhà khoa học Nhật Bản đã phát hiện một trữ lượng bùn đất hiếm khổng lồ dưới đáy biển sâu 6.000m quanh đảo Minami-Torishima, nằm hoàn toàn trong vùng đặc quyền kinh tế của họ.

Trữ lượng ước tính lên tới hàng chục triệu tấn, đủ đáp ứng nhu cầu đất hiếm của toàn thế giới trong hàng trăm năm. Đặc biệt, loại bùn này rất giàu Dysprosium và Terbium – hai nguyên tố đất hiếm nặng cực kỳ quan trọng cho nam châm chịu nhiệt trong động cơ xe điện và tên lửa, mà hiện tại Trung Quốc gần như độc quyền.

Bất chấp thách thức kỹ thuật khủng khiếp của việc khai thác ở độ sâu 6.000m, Nhật Bản đã lên kế hoạch bắt đầu thử nghiệm khai thác quy mô lớn vào tháng 1 năm 2026. Mục tiêu là xác nhận khả năng khai thác liên tục 350 tấn bùn mỗi ngày. Nếu thành công và tiến tới thương mại hóa vào năm 2027, Nhật Bản sẽ chuyển từ quốc gia nhập khẩu ròng sang tự chủ hoàn toàn, thậm chí xuất khẩu đất hiếm, vô hiệu hóa hoàn toàn vũ khí cấm vận của Trung Quốc.

Động thái tung ra công nghệ pin thể rắn và khai thác tài nguyên biển sâu của Nhật Bản là một canh bạc lịch sử nhằm tái định hình trật tự năng lượng toàn cầu. Bằng cách tấn công vào công nghệ lõi để loại bỏ nhu cầu đối với các vật liệu mà đối thủ nắm độc quyền, Nhật Bản đang cho thấy một tư duy chiến lược sắc bén, xứng đáng với danh xưng "cao tay".

Khả năng thoát khỏi sự phụ thuộc vào đất hiếm của Nhật Bản là khả thi và hiện thực hơn bất kỳ quốc gia nào khác. Tuy nhiên, con đường phía trước vẫn đầy chông gai.

Thách thức lớn nhất không còn là công nghệ, mà là tốc độ và chi phí. Nếu Nhật Bản không thể thương mại hóa pin thể rắn với giá cạnh tranh (dưới 75 USD/kWh) trước năm 2030, hoặc nếu Trung Quốc kịp thời bắt kịp về công nghệ này nhờ lợi thế quy mô, nỗ lực "thoát Trung" của Nhật Bản có thể sẽ gặp khó khăn lớn.

Dù vậy, với những gì đang diễn ra, Nhật Bản đã chứng minh rằng trong thế giới công nghệ, kẻ nắm giữ tài nguyên chưa chắc đã là kẻ chiến thắng cuối cùng – mà là kẻ biết cách khiến tài nguyên đó trở nên vô nghĩa.