Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14499-2-201:2025 (hoàn toàn tương đương với tài liệu quốc tế IEC/TR 62933-2-201:2024) quy định về Hệ thống lưu trữ điện năng - Phần 2-201: Thông số kỹ thuật và phương pháp thử - Rà soát thử nghiệm hệ thống lưu trữ điện năng sử dụng các pin chuyển đổi mục đích sử dụng và pin tái sử dụng. Tiêu chuẩn này tập trung vào việc đánh giá, thử nghiệm và xây dựng các giải pháp kỹ thuật nhằm tái sử dụng các loại pin thứ cấp (đặc biệt là pin xe điện - EV đã qua sử dụng) cho hệ thống lưu trữ điện năng dạng tĩnh (BESS), hướng tới mục tiêu tối ưu hóa tài nguyên và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các tổ chức, cá nhân tham gia vào chuỗi giá trị tái chế và tái sử dụng pin, bao gồm các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) ô tô, nhà sản xuất hệ thống lưu trữ điện năng bằng pin (BESS), các đơn vị cung cấp dịch vụ thử nghiệm, chứng nhận, và các nhà vận hành lưới điện (quy mô lớn và nhỏ). Đối tượng điều chỉnh chính là các cell pin, mô-đun pin và bộ pin thứ cấp đã qua sử dụng được chuyển đổi mục đích sang lưu trữ năng lượng tĩnh tại.

Xu hướng quản lý và chính sách công nghiệp tại các quốc gia đi đầu

• Trung Quốc: Quốc gia này đã thiết lập một khung hệ thống tiêu chuẩn toàn diện cho việc sử dụng cấp độ (echelon use) pin kéo từ năm 2012. Pin EV có dung lượng giảm dưới 80% giá trị ban đầu sẽ bị ngừng sử dụng trên xe và được phân loại thành Loại I (dung lượng từ 60% đến 80% dùng cho lưu trữ tải, kết nối lưới) và Loại II (dung lượng từ 20% đến 60% dùng làm nguồn dự phòng UPS, xe điện tốc độ thấp). Các chính sách quốc gia hỗ trợ nghiên cứu phát triển, ưu đãi thuế giá trị gia tăng (tăng tỷ lệ hoàn thuế từ 30% lên 50% cho doanh nghiệp tái chế) và thiết lập hệ thống truy xuất nguồn gốc nghiêm ngặt, điển hình là kế hoạch hành động xanh của Thượng Hải.
• Liên minh Châu Âu (EU): Chỉ thị về Pin của Châu Âu (đặc biệt là Điều 14 và Điều 59) quy định chặt chẽ về việc chuyển đổi mục đích sử dụng và chế tạo lại pin công nghiệp và pin EV trên 2 kWh. EU yêu cầu hệ thống quản lý pin phải cung cấp thông tin chi tiết về tình trạng sức khỏe (SOH) và tuổi thọ dự kiến dựa trên các tham số như dung lượng còn lại, mức suy giảm công suất, hiệu suất chu kỳ sạc-xả, tốc độ tự xả và nội trở. Hiệp hội EUROBAT đóng vai trò cầu nối kỹ thuật thúc đẩy các công nghệ pin bền vững đến năm 2030.
• Nhật Bản: Hướng tới mục tiêu trung hòa cacbon vào năm 2050 và giảm 46% khí nhà kính vào năm 2030, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) đã công bố Chiến lược ngành pin lưu trữ. Nhật Bản tập trung vào việc tính toán dấu chân cacbon (CFP), thẩm định nhân quyền và môi trường trong chuỗi cung ứng vật liệu (lithium, coban, niken, than chì), đồng thời thúc đẩy nền tảng cộng tác dữ liệu giữa các doanh nghiệp để tái sử dụng pin an toàn.
• Hàn Quốc: Thị trường xe điện tăng trưởng mạnh mẽ thúc đẩy ngành công nghiệp Pin dịch vụ (BaaS). Chính phủ Hàn Quốc đang xây dựng hệ thống đăng ký pin độc lập và thành lập các trung tâm thử nghiệm, chứng nhận quy mô lớn (như KTR) để đánh giá độ an toàn, độ tin cậy và quản lý lịch sử vòng đời của pin tái sử dụng thông qua các công nghệ AI và học máy.

Các nghiên cứu điển hình về ứng dụng BESS sử dụng pin tái sử dụng

• Trung Quốc: Thượng Hải đi đầu với dây chuyền tháo dỡ nội địa hóa đầu tiên và trạm chạy thử lưu trữ năng lượng 1.574 MWh tại nhà máy Baowu Qingneng. Ngoài ra, pin tái sử dụng được ứng dụng rộng rãi để cấp nguồn dự phòng cho các trạm gốc viễn thông 5G, giúp cắt đỉnh tải và tiết kiệm chi phí vận hành lớn cho các nhà mạng.
• Vương quốc Anh và Châu Âu: Các doanh nghiệp liên kết với các nhà sản xuất ô tô (như Renault, BMW) để phát triển các hệ thống BESS quy mô lớn (ví dụ hệ thống 300 kW/360 kWh sử dụng 24 pin Renault EV đời thứ hai). Các ứng dụng bao gồm quản lý tải lưới cho bộ sạc nhanh EV, kiếm tiền từ điện dư thừa qua dịch vụ đáp ứng tần số và cung cấp nguồn dự phòng UPS.
• Nhật Bản: Tích hợp pin EV tái sử dụng vào các nhà máy điện ảo (VPP) để điều phối nguồn điện phân tán. Hệ thống sử dụng bộ chuyển đổi DC/DC tách rời để điều chỉnh dòng điện giữa các pin có mức độ lão hóa khác nhau, đảm bảo hệ thống vận hành liên tục ngay cả khi có pin bị hỏng.
• Australia: Dự án "NISSAN NODE" hợp tác giữa Nissan và Relectrify sử dụng pin Nissan Leaf cũ để chế tạo hệ thống BESS "REVOLVE" 36 kW/120 kWh tại nhà máy đúc nhôm, giúp giảm đáng kể lượng khí thải CO2. Công nghệ kiểm soát BMS cấp cell được áp dụng để cân bằng tải giữa cell mạnh và cell yếu.
• Bắc Mỹ: Các công ty khởi nghiệp (như Moment Energy, Smartville, B2U) triển khai các dự án lưu trữ năng lượng từ 40 kVA đến 25 MWh sử dụng pin cũ của Mercedes-Benz, Honda, Nissan, Tesla để cấp điện ngoài lưới, hỗ trợ hệ thống điện mặt trời trường học và tham gia thị trường bán buôn điện.

So sánh quy trình kỹ thuật giữa pin mới và pin tái sử dụng trong BESS

Việc sử dụng pin chuyển đổi mục đích và pin tái sử dụng đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp hơn so với pin mới do độ không đồng nhất và độ không đảm bảo về tính năng tăng cao theo thời gian sử dụng:

• Đối với pin mới: Có thông số kỹ thuật rõ ràng, tính năng dễ dự đoán, được bảo hành từ nhà sản xuất và áp dụng các quy trình thử nghiệm tiêu chuẩn hóa một cách dễ dàng.
• Đối với pin tái sử dụng: Đòi hỏi quy trình thử nghiệm toàn diện và chuyên biệt trước khi tích hợp; thiết lập tiêu chí lựa chọn nghiêm ngặt dựa trên dung lượng, tuổi thọ và hồ sơ an toàn; áp dụng hệ thống quản lý pin (BMS) và hệ thống điều khiển nguồn (PCS) tiên tiến để giám sát thời gian thực; thiết kế cơ chế dự phòng, cách ly lỗi và thực hiện bảo trì, phân tích dữ liệu liên tục để phòng ngừa nguy cơ cháy nổ, ngộ độc khí độc.

Thử nghiệm và thiết kế hệ thống BESS với pin tái sử dụng

• Độ không đảm bảo về tính năng: Dung lượng hữu dụng của pin tái sử dụng phụ thuộc lớn vào công suất sạc/xả và lịch sử hoạt động trước đó. Khi pin bị suy giảm sâu, quỹ đạo lão hóa của các cell pin rẽ nhánh rất nhanh và không đồng đều, gây khó khăn cho việc dự đoán tính năng của toàn bộ hệ thống BESS nếu chỉ dựa vào các phương pháp thử nghiệm thông thường (như TCVN 14499-2-1 đến 2-3).
• Kiến trúc hệ thống chuyển đổi và điều khiển: Hệ thống chuyển đổi năng lượng cần có khả năng điều phối dòng tải chuyên sâu đến từng nhánh pin dựa trên mức độ suy giảm của chúng và ngắt kết nối các nhánh tính năng thấp. Hệ thống điều khiển (BMS/BMU) phải giải quyết được xung đột giao diện (như CAN, địa chỉ IP) và sự không tương thích phần mềm khi tích hợp nhiều loại pin từ các nhà cung cấp khác nhau.
• Độ chính xác của phép đo: Thông tin SOH và SOC từ BMS cũ của xe điện thường không chính xác khi chuyển sang sử dụng tĩnh tại do ảnh hưởng của thiết bị phụ trợ, độ trôi của phép đo dòng điện DC-CT và giới hạn điện áp của bộ biến tần (PCS). Do đó, cần thiết kế hệ thống BMS mới chuyên dụng hoặc thực hiện hiệu chuẩn thường xuyên.

Quan điểm vận hành từ phía nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng

• Nhà điều hành lưới điện quy mô lớn (FTM - Phía trước công tơ): Chịu trách nhiệm duy trì sự ổn định của lưới điện khu vực/quốc gia, điều chỉnh tần số, điện áp và tích hợp năng lượng tái tạo. Đối với BESS dùng pin tái sử dụng, họ yêu cầu độ chính xác cực cao trong đo lường SOE, SOH, thiết kế dự phòng nghiêm ngặt và quy trình bảo trì tối ưu để tránh gián đoạn hệ thống.
• Người dùng quy mô nhỏ (BTM - Phía sau công tơ): Tập trung vào việc giảm nhu cầu cao điểm, chuyển dịch phụ tải để tối ưu hóa chi phí và làm nguồn dự phòng cục bộ. Do pin tái sử dụng có nguy cơ cháy nổ và rò rỉ khí độc cao hơn, người vận hành quy mô nhỏ phải tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn an toàn, phòng cháy chữa cháy và quản lý vòng đời sản phẩm (MTBF, MTTF).

Đề xuất hướng đi và tiêu chuẩn hóa trong tương lai

Để thúc đẩy việc sử dụng pin tái sử dụng một cách an toàn và hiệu quả, tiêu chuẩn nhấn mạnh các nội dung cần thảo luận và hoàn thiện trong tương lai:

• Xây dựng quy định rõ ràng về trách nhiệm cung cấp dữ liệu lịch sử sử dụng pin từ phía các nhà thu gom và OEM ô tô để đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc.
• Nghiên cứu các tiêu chuẩn kỹ thuật đồng bộ cho việc kiểm soát tải chủ động ở cấp độ cell pin nhằm kéo dài tuổi thọ hệ thống.
• Hoàn thiện khung pháp lý phân biệt giữa ứng dụng phía trước công tơ (FTM) và phía sau công tơ (BTM) đối với các hệ thống lưu trữ sử dụng pin tái chế.
• Thiết lập các quy trình kiểm tra điều kiện chấp nhận đầu vào nghiêm ngặt đối với các bộ pin không rõ nguồn gốc hoặc không có sự tham gia của OEM ô tô.

Tình trạng hiệu lực

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14499-2-201:2025 được xây dựng dựa trên tài liệu kỹ thuật quốc tế IEC/TR 62933-2-201:2024. Hiện tại, văn bản đang đóng vai trò là hướng dẫn kỹ thuật quan trọng cho việc rà soát thử nghiệm và thiết kế các hệ thống lưu trữ điện năng sử dụng pin chuyển đổi mục đích và pin tái sử dụng tại Việt Nam.