2003 年，工程師施特勞貝爾（JB Straubel）在午餐時(shí)的一番話，讓埃隆?馬斯克（Elon Musk）相信電動(dòng)汽車事業(yè)大有可為。
隨后，他在特斯拉擔(dān)任了 15 年的首席技術(shù)官，設(shè)計(jì)了特斯拉的第一批電池，管理充電站網(wǎng)絡(luò)的搭建，并主導(dǎo)了美國內(nèi)華達(dá)州超級工廠的建設(shè)。
有人說，對于電動(dòng)汽車的崛起過程，鮮有人能夠比“特斯拉背后的智囊團(tuán)”--施特勞貝爾--理解得更透徹。
2019 年，施特勞貝爾從特斯拉離職，馬斯克的傳記作者阿什利?萬斯（Ashlee Vance）表示，特斯拉不僅失去了一位創(chuàng)始人，也失去了“一部分靈魂”。
憑借業(yè)內(nèi)名氣和過硬實(shí)力，施特勞貝爾幾乎可以隨便挑硅谷的工作，然而他并沒有。施特勞貝爾留在了他位于內(nèi)華達(dá)州卡森的牧場內(nèi)，目所能及之處，看不到一棵樹。據(jù)稱，著名作家馬克?吐溫（Mark Twain）在這里住過。馬克?吐溫曾描述這里為“一片沙漠，被荒蕪的雪山所包圍?！?/p>
2017 年，施特勞貝爾就是在這里創(chuàng)建了 Redwood Materials 公司，從事著如煉金術(shù)一般神秘又復(fù)雜的業(yè)務(wù)：分解廢棄電池，將其重組成新的電動(dòng)汽車所需的金屬材料，再重新投入到供應(yīng)鏈中。
“城市采礦”，變廢為寶
施特勞貝爾的目標(biāo)是解決電動(dòng)汽車行業(yè)目前最突出的問題。雖然電動(dòng)汽車在行駛時(shí)可以實(shí)現(xiàn)“零排放”，但隨著電動(dòng)汽車逐漸興起，電池原料開采、制造和處理過程卻暗藏著環(huán)境危機(jī)。
施特勞貝爾表示：“現(xiàn)在的電動(dòng)汽車，根本談不上‘可持續(xù)’，連相關(guān)的近期規(guī)劃都看不到。還在特斯拉的時(shí)候，我就有些受不了；前公司做大做強(qiáng)之后，我就實(shí)在忍無可忍了?！?/p>
Redwood 的倉庫是“汝之蜜糖，彼之砒霜”的最好注解。每個(gè)工作日，都有兩三輛重型卡車運(yùn)來約 60 噸的廢舊智能手機(jī)、電動(dòng)工具和滑板車電池。施特勞貝爾手下相關(guān)團(tuán)隊(duì)的 130 名員工就會(huì)從這些廢品中分離出來各種金屬，例如鎳、鈷和鋰，再將它們粉碎，并用化學(xué)物品處理成新的鋰電池原料，重新投入供應(yīng)鏈。
電池中所使用的金屬一般都來自剛果民主共和國、澳大利亞和智利等國家，從露天礦中挖出或從沙漠池塘中蒸發(fā)出來。但施特勞貝爾認(rèn)為，就在人們身邊，有一個(gè)“巨大的、未開發(fā)的”來源：普通美國人的車庫。他還估計(jì)，美國家庭中的舊手機(jī)、舊筆記本電腦中總共有大約 10 億個(gè)廢舊電池，從中都能回收到有利用價(jià)值的金屬材料。
對這些電池進(jìn)行分解，再重新利用的過程被稱為“城市采礦”。電池材料創(chuàng)業(yè)公司 Sila Nano 的首席執(zhí)行官基恩?博迪切夫斯基（Gene Berdichevsky）表示，大規(guī)?！俺鞘胁傻V”是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)：一輛高端電動(dòng)汽車中的電池材料數(shù)量大約是一部智能手機(jī)的 1 萬倍。但是，他補(bǔ)充說，按每千瓦時(shí)計(jì)算，一輛汽車電池中的鈷用量大約僅為一部手機(jī)電池中鈷用量的 30 分之一。博迪切夫斯基補(bǔ)充道，“因此，每回收 300 部智能手機(jī)，其中的鈷就能用于生產(chǎn) 1 輛電動(dòng)汽車的電池。”
Redwood 還在建立自己的工業(yè)合作伙伴網(wǎng)絡(luò)，亞馬遜、電動(dòng)巴士制造商 Proterra 和電動(dòng)自行車制造商 Specialized 都包括在內(nèi)，以回收他們的廢品。Redwood 已經(jīng)開始從松下公司接收電子廢物，并將可重新利用的材料送回松下公司，松下公司在 Redwood 以北 50 英里處的特斯拉超級工廠內(nèi)生產(chǎn)電池芯。
“零排放”還只是個(gè)概念
施特勞貝爾賭上自己特斯拉賺得的部分財(cái)富，認(rèn)為 Redwood 可以在“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的興起發(fā)揮重要作用。所謂循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一個(gè)誕生于 20 世紀(jì) 60 年代的想法，其核心是改變商品的設(shè)計(jì)、制造和回收方式。全球范圍內(nèi)的一些大型企業(yè)正接受這一概念，其中就包括了蘋果公司，其 CEO 蒂姆?庫克（Tim Cook）所設(shè)定的目標(biāo)是“不必從地球上開采任何東西來生產(chǎn)新的 iPhone”，這是該公司在 2030 年前實(shí)現(xiàn)碳平衡的承諾的一部分。
等循環(huán)經(jīng)濟(jì)流行起來時(shí)，我們現(xiàn)在的做法，在子孫后代的眼里一定非常愚蠢。目前鈷主要是來自非洲剛果民主共和國，通常在大型工業(yè)礦井中開采，也有的使用基本工具手工挖掘。開采出的鈷可能被運(yùn)往歐洲最大的鈷精煉廠所在地芬蘭，再運(yùn)到世界上大部分陰極和電池的生產(chǎn)地中國，再被運(yùn)往美國和歐洲。電池芯在歐美國家被組裝成電池組，再被運(yùn)到電動(dòng)汽車生產(chǎn)線上。
在一輛電動(dòng)汽車被貼上“零排放”標(biāo)簽之前，鈷從礦場開采出來，到最后送到汽車制造商手里，需要經(jīng)歷長達(dá) 2 萬英里（約 3.2 萬公里）的超長途旅行，而這一旅程可不是“零排放”。
盡管如此，仍有獨(dú)立研究者表示，電動(dòng)汽車對環(huán)境的破壞還是比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車要小。但是目前這個(gè)行業(yè)依然有很大的提升空間。施特勞貝爾認(rèn)為，如果電動(dòng)汽車的電池可以不斷地被回收再利用，那么電動(dòng)汽車制造過程中的碳排放量可以減少一半以上。
7 月，Redwood 發(fā)展提速，從投資人那里籌集了 7 億多美元，能夠再招 500 多名新員工，并擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍。按照當(dāng)前 37 億美元的估值計(jì)算，這家公司現(xiàn)已成北美價(jià)值最高的電池回收企業(yè)。今年，Redwood 預(yù)計(jì)將處理 2 萬噸廢料，目前已回收的材料就足以生產(chǎn) 4.5 萬個(gè)電動(dòng)汽車電池組。
循環(huán)經(jīng)濟(jì)支持者們表示，這種經(jīng)濟(jì)可以讓地球變得更加可持續(xù)，減少堆積如山的廢品。2019 年，世界經(jīng)濟(jì)論壇估計(jì)，到 2030 年，“循環(huán)電池價(jià)值鏈”可以占到實(shí)現(xiàn)巴黎協(xié)議規(guī)定的目標(biāo)所需減排量的 30%，并在全世界范圍內(nèi)創(chuàng)造 1000 萬個(gè)安全和可持續(xù)方面的就業(yè)崗位。
Lombard Odier 投資經(jīng)理公司的可持續(xù)解決方案主管克里斯蒂娜?克奇（Kristina Church）說，運(yùn)輸是創(chuàng)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“核心”，它不僅占了全球二氧化碳排放量的六分之一，而且還與采礦和能源網(wǎng)交織在一起。
采礦企業(yè) Glencore 的銅與電子元件循環(huán)負(fù)責(zé)人庫努爾?辛哈（Kunal Sinha）說到：“要想讓全世界在 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放，僅靠資源效率、電動(dòng)汽車和清潔能源是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這個(gè)差距可以通過推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，改變消費(fèi)方式，重復(fù)使用東西，以及回收再利用來彌補(bǔ)。”他還補(bǔ)充說：“回收的作用不容小覷?；厥障喈?dāng)于提供了‘額外’的供應(yīng)，一方面填補(bǔ)了需求缺口，另一方面還有助于緩解排放壓力?！?/p>
供應(yīng)緊縮不容小覷
“城市采礦”雖然現(xiàn)在還比較小眾，但電動(dòng)汽車已贏得廣泛政治支持，應(yīng)對氣候變化上也已出臺(tái)了相關(guān)政策，城市采礦將在 2030 年之前成為主流。美國能源部部長珍妮弗?格蘭霍姆（Jennifer Granholm）就呼吁政府作出承諾，在美國本土建立一個(gè)鋰基電池供應(yīng)鏈。
這也是美國政府的目標(biāo)之一，美國現(xiàn)任政府計(jì)劃在 2035 年實(shí)現(xiàn) 100% 的清潔電力，并到 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放。格蘭霍姆表示，到 2030 年末，全球清潔能源技術(shù)市場的價(jià)值將達(dá) 2300 萬美元。格蘭霍姆還提到，隨著中國等國家加大相關(guān)投資力度，美國也不愿落后。
歐洲監(jiān)管機(jī)構(gòu)也在強(qiáng)調(diào)環(huán)境和社會(huì)問題之間的矛盾。例如，如果汽車制造商停止生產(chǎn)燃油車，德國就會(huì)面臨嚴(yán)重的失業(yè)威脅。
根據(jù)麥肯錫的數(shù)據(jù)，中國政府正在對該行業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼，以在 2030 年之前每年將電動(dòng)汽車的銷量提高 24%。
然而，對電動(dòng)汽車的大力支持，有可能會(huì)帶來意想不到的后果。
今年出現(xiàn)的全球半導(dǎo)體短缺問題暴露了準(zhǔn)時(shí)制模式（Just-in-time，JIT 模式）汽車供應(yīng)鏈的脆弱性。芯片短缺僅僅是一個(gè)預(yù)兆，它可能意味著更大的破壞即將來臨，由于所有汽車制造商都希望對各自的產(chǎn)品進(jìn)行電動(dòng)化，未來鎳、鈷和鋰等電動(dòng)汽車電池關(guān)鍵材料的供應(yīng)也很有可能會(huì)遭遇供應(yīng)瓶頸。
彭博新能源財(cái)經(jīng)（BloombergNEF）發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，今年電動(dòng)汽車的銷量僅占全球汽車總銷量的 4%。但是預(yù)計(jì)到 2030 年時(shí)，這一比例將大幅提升至 34%，2040 年將進(jìn)一步提升至 70%。
英國伯明翰大學(xué)教授保羅?安德森（Paul Anderson）表示：“未來將出現(xiàn)對原材料的大規(guī)模爭奪。大家現(xiàn)在都急著把技術(shù)推向市場，對回收利用卻沒有足夠的考慮?！?/p>
G2 Venture Partners 的清潔能源投資人莫妮卡?瓦爾曼（Monica Varman）估計(jì)，電池金屬的需求將在兩到三年內(nèi)超過供應(yīng)。隨著市場對使用可持續(xù)材料重新設(shè)計(jì)電池這一做法做出反應(yīng)，將出現(xiàn)一場持續(xù) 5 年左右的“供應(yīng)緊縮”。再生材料有助于緩解供應(yīng)問題，但分析師們認(rèn)為，在未來 10 年中，它最多也只能滿足 20% 的需求。
像 Redwood 這種以回收并再利用廢棄材料為主要業(yè)務(wù)的創(chuàng)業(yè)公司目前還是少數(shù)。其中一家就是位于加拿大多倫多的 Li-Cycle 公司。Li-Cycle 成立于 2016 年，今年早些時(shí)候在與一家特殊目的收購公司的合并中籌集了超過 6 億美元的資金，當(dāng)前估值為 17 億美元。Li-Cycle 已經(jīng)與 14 家汽車和電池公司建立了合作關(guān)系，其中包括通用汽車和 LG 化學(xué)的合資公司 Ultium。
Li-Cycle 董事長蒂姆?約翰斯頓（Tim Johnston）表示，公司計(jì)劃在北美各地建設(shè)設(shè)施，收集舊電池并將其轉(zhuǎn)化為粉末形態(tài)的鋰、鎳、鈷和石墨。Li-Cycle 還將建立更大型的生產(chǎn)中心，將 95% 以上的物質(zhì)再加工成電池級的材料。
約翰斯頓擔(dān)心，如果沒有大規(guī)模的城市采礦，即將到來的電池原材料短缺將帶來與 1973 年阿拉伯石油禁運(yùn)一樣的后果。當(dāng)時(shí)美國的汽油價(jià)格在四個(gè)月內(nèi)翻了兩番，美國政府對那次事件的描述為“對整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定造成了結(jié)構(gòu)性挑戰(zhàn)”。
約翰斯頓表示：“石油供應(yīng)可以相對快速地恢復(fù)，畢竟開發(fā)一個(gè)油井和開始抽油并不需要太長時(shí)間。但開采鋰、鈷或鎳礦，5 年起步。因此，電池原材料短缺不僅可能造成與石油禁運(yùn)一樣嚴(yán)峻的影響，甚至是更為深遠(yuǎn)的長期影響?！?/p>
規(guī)?；厥?？得從產(chǎn)品設(shè)計(jì)說起
除了能夠緩解供應(yīng)鏈壓力并保護(hù)環(huán)境外，“城市采礦”還能帶來更低價(jià)的原材料。2018 年一項(xiàng)關(guān)于中國廢棄電視機(jī)中的金和銅的回收研究表明，回收過程的經(jīng)濟(jì)性是原始開采的 13 倍。
施特勞貝爾指出，現(xiàn)有電池中可提取的高價(jià)值材料要比開采出來的材料多得多。他說道：“在巖石、礦石和鹽水中，這些關(guān)鍵材料的濃度都非常低，但回收電池中的材料濃度很高。我們在對的地方提取對的材料，所以材料濃度要比傳統(tǒng)的采礦業(yè)高出一大截。”
Li-Cycle 的約翰斯頓則表示，當(dāng)前在礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的最高等級的鋰礦石只含有 2% 到 2.5% 的氧化鋰，而在“城市采礦”中，其濃度是這個(gè)數(shù)字的 4 到 5 倍。
然而，由于許多產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的時(shí)候并沒有考慮到材料回收，因此從廢棄產(chǎn)品中提取有價(jià)值材料的過程非常復(fù)雜。計(jì)算機(jī)制造商戴爾的體驗(yàn)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人艾德?博伊德（Ed Boyd）表示：“現(xiàn)在的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)考慮的都是組裝時(shí)間、成本、質(zhì)量等因素，有些產(chǎn)品的拆卸和分解要花 20 至 30 分鐘，因此在回收時(shí)對其進(jìn)行快速拆解不太實(shí)際?！?/p>
約翰斯頓團(tuán)隊(duì)目前正研究如何大幅降低所用材料的數(shù)量，并在 1 分鐘之內(nèi)完成產(chǎn)品拆解。他表示：“實(shí)際上，做到這一點(diǎn)并不難，只是以前沒把拆解難度作為一個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>
循環(huán)經(jīng)濟(jì)真正規(guī)模化：任重而道遠(yuǎn)
雖然很少有人斷然否定循環(huán)經(jīng)濟(jì)的作用，但是也有很多人對此懷疑這些過程是否能夠迅速擴(kuò)大規(guī)模，以滿足未來 10 年中對清潔能源接近指數(shù)級的需求。礦業(yè)企業(yè) Anglo Pacific 的
CEO 朱利安?特雷格（Julian Treger）表示：“廢材料回收這個(gè)想法聽著貌似有吸引力，但最終它就像是冶煉和提煉。這是一個(gè)增值加工的環(huán)節(jié)，一般不會(huì)帶來巨大的利潤?！?/p>
南非的 TechMet 是一家投資于金屬開采、加工和回收的企業(yè)，其創(chuàng)始人布萊恩?蒙耐爾（Brian Menell）稱循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一個(gè)“艱巨的任務(wù)”。他說道：“10 年后，一個(gè)經(jīng)過優(yōu)化的鋰離子電池回收行業(yè)也許能滿足電動(dòng)汽車行業(yè) 25% 的電池金屬需求。所以它只能成為一個(gè)貢獻(xiàn)因素，而不是解決方案?！?/p>
當(dāng)行業(yè)開始回收更多的電動(dòng)汽車電池時(shí)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)真正規(guī)?；?。電動(dòng)汽車電池的平均壽命為 15 年，因此第一波電池在短時(shí)間內(nèi)還不會(huì)達(dá)使用壽命而回收。這個(gè)較長的時(shí)間線足以讓技術(shù)不斷發(fā)展，但是與此同時(shí)，時(shí)間也會(huì)帶來風(fēng)險(xiǎn)。G2 Ventures 的瓦爾曼表示，如今大力發(fā)展回收技術(shù)，但如果化學(xué)物質(zhì)快速發(fā)展，那么現(xiàn)在的化學(xué)物質(zhì)所構(gòu)成的電池到時(shí)候可能被時(shí)代淘汰了。
咨詢公司 Circular Energy Storage 的創(chuàng)始人漢斯?埃里克?梅林（Hans Eric Melin）表示，如何持續(xù)獲得廢棄的汽車電池也可能是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)榘l(fā)達(dá)國家的舊汽車經(jīng)常被出口到發(fā)展中國家重新使用。
梅林發(fā)現(xiàn)，截至 2018 年底，日產(chǎn)聆風(fēng)電動(dòng)汽車大約有 40 萬輛，其中近五分之一已在烏克蘭、俄羅斯、約旦、新西蘭和斯里蘭卡等國家注冊。在這些國家，回收廢舊車輛電池難度更大。
Sila Nano 的博迪切夫斯基表示，目標(biāo)是生產(chǎn)出使用壽命為 30 年的電動(dòng)汽車電池。如果成功，未來的回收需求就會(huì)減少，整車成本也會(huì)下降，有利于降低電動(dòng)汽車的普及門檻。他說道：“我有信心，將來我們會(huì)換車，但不會(huì)換電池。在延長電池使用壽命和回收利用方面而言，我們甚至還沒有觸及到電池時(shí)代的表面?！?/p>
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