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電動車狂潮背後 一顆電池藏商機 讓特斯拉創辦人「轉行做回收」

2021-08-29
作者: 派翠克.麥基、亨利.山德森

▲斯特勞博從特斯拉出走,成立一家回收再利用廢棄電池的新創公司。(圖/取自國際運輸論壇flickr)

很少有人像斯特勞博(JB Straubel)這樣,一路看著電動車崛起。工程師斯特勞博公認是特斯拉公司背後的頭腦—2003年的一頓午餐上,他說服了馬斯克:電動車有前途。其後,他出任特斯拉技術長達15年,設計出特斯拉的第一組電池,並負責開發內華達州超級電池工廠Gigafactory。2019年,當他離開時,馬斯克的傳記作者萬斯(Ashlee Vance)說,特斯拉失去的不僅是一名創建人,而且「靈魂一角」也失去了。斯特勞博大可在矽谷繼續發展,但他卻住到了內華達州卡森市,一個被馬克吐溫描述為「被貧瘠雪山包圍的沙漠小鎮」,視線內沒有一棵綠樹。2017年,他在這裡成立紅木材料公司(Redwood Materials),擔負起艱鉅的任務—回收再利用廢棄電池。他的目標是解決電動車最明顯的大問題,雖然電池驅動號稱「零排放」,但電池的開採、製造和處置過程都為環境帶來災難。

特斯拉創建人 轉行做回收

每個工作天,兩三輛重型卡車會把大約60噸淘汰的智慧型手機、電動工具中的舊電池送到這裡;130名員工將金屬(包括鎳、鈷和鋰)分離出來,粉碎後以化學物處理,讓它們重新進入供應鏈,作為新型鋰電池的材料。

電池使用的金屬通常來自剛果、澳洲和智利的露天礦坑,但斯特勞博認為,還有另一個大規模開採的來源—車庫。他估計,美國人的車庫中約有10億顆舊電池,舊筆記電腦和手機裡頭也都含貴金屬。分解這些電池、重新利用,被稱為「城市採礦」,而每收集300支智慧型手機,就有足夠的鈷供電動車電池使用。

作為北美最大的電池回收公司,紅木也與包括亞馬遜、電動巴士製造商Proterra和電動自行車製造商Specialized合作,接收它們的廢品。它也從特斯拉50英里外的松下收電子廢料。

斯特勞博把個人財富部分押在「循環經濟」上,看好紅木會在催生循環經濟上扮演重要角色。循環經濟是1960年代孕育出的宏願,包括蘋果在內的一些大公司陸續接受這個理念,蘋果執行長庫克就設定了「不必消耗地球來製造新iPhone」,作為蘋果2030年碳中和承諾的一環。

目前鈷最大來源地是非洲剛果,開採後運往位於芬蘭的歐洲最大鈷精煉廠,然後運往中國—全球陰極和電池主要產地,再由此運到美國或歐洲包裝,繼而運到汽車生產線。為讓買家在汽車保險桿上貼上「零排放」貼紙,從礦廠到車廠,鈷被運送的路程超過兩萬英里。

根據研究指出,電動車對環境造成的破壞比內燃機小,但裡頭其實還有很大的改進空間—斯特勞博說電動車電池不斷回收利用,汙染排放可減少一半以上。今年7月,紅木籌集到7億多美元,雇用500多人擴大業務,預計年內可處理兩萬噸廢料,且已回收了足夠的材料,用來製造45000組電動車電池。

城市採礦 未來產業新主流 

支持者說,循環經濟可以減少浪費,締造出更為永續的地球。世界經濟論壇曾估計,要實現《巴黎協定》設定的目標,「循環電池價值鏈」可減少減排量的30%,並在2030年為全球「創造1000萬個可持續的就業機會」。

礦商嘉能可銅與電子產品回收部門主管辛哈(Kunal Sinha)表示:「全球要在2050年達到淨零,無法只靠提高資源效率、發展電動車和清潔能源,要加上推動循環經濟、改變消費方式,才能縮小落差。」他認為:「回收不僅可提供額外的供應,還可封住排放落差的缺口。」

儘管今天還是一個小的利基市場,但由於電動車有政策支援,「城市採礦」產業將成為未來10年的主流。美國能源部長格蘭霍姆(Jennifer Granholm)已呼籲「建立國內鋰電池供應鏈」。這是拜登政府目標的一環—2035年百分百清潔電力、2050年淨零排放,格蘭霍姆表示,本世紀末,全球清潔能源技術市場的商機將達到23兆美元。

然而,這種支持可能牽動意想不到的後果。今年半導體缺貨,顯示「及時」汽車供應鏈的脆弱性,全球損失估計超過1100億美元;部分專家也擔心,未來鎳、鈷、鋰等電池的關鍵材料供應,也可能出現瓶頸,從而阻撓了電動車產業的發展。

去年的電動車銷量僅占全球總銷量的4%,但彭博社預計2030年這項比率將擴大至2034%,10年後增至70%。伯明翰大學教授安德森(Paul Anderson)說:「未來這些材料會出現大搶購,人人都在為技術上市著急,但對回收利用思考不夠。」

資源枯竭 禁運夢魘恐重現

G2風險投資公司清潔技術投資人瓦爾曼(Monica Varman)估計,未來2、3年電池金屬材料供不應求,電池材料市場會出現5年的「緊縮期」。回收材料可能有助於緩解供應不足,但分析師認為,未來10年回收材料最多只能滿足20%的需求。

除了紅木公司外,目前只有少數幾家初創公司能夠應付再生廢棄材料的生產挑戰。其中,多倫多的Li-Cycle已與14家汽車和電池公司建立了合作夥伴關係,包括通用汽車與LG化學合資的Ultium。 Li-Cycle董事長強斯頓(Tim Johnston)表示,該集團計畫在北美各地建立大量廢舊電池回收站,將其轉化為「黑色物質」—粉狀的鎳、鈷、石墨等鋰電池材料,然後集中在大廠區重新加工成電池級材料。

強斯頓擔心,缺乏具規模的「城市採礦」產業,石油禁運危機可能重演在電池產業上。他說:「重新開發油井的時間不會太長,但新開發鋰、鈷或鎳資源至少要5年的時程;石油禁運衝擊不僅可能再現,影響也會更久。」

「城市採礦」成本相對低廉。2018年中國一項關於廢棄電視機回收黃金和銅的研究發現,回收再利用的經濟效益是初礦開採的13倍。斯特勞博也指出,與開採的材料相比,現有電池中貴重材料的濃度高很多;當前礦井中發現的氧化鋰含量只有2~2.5%的頂級鋰,但「城市採礦」的含量是它的4~5倍。

然而,從廢棄產品中提取貴重材料的工序依然複雜。戴爾電腦設計組負責人博伊德(Ed Boyd)說:「當代的設計參數是快速組裝,但有些產品拆解需要20、30分鐘—這太費時費力,不切實際。」他的團隊正在研究如何減少使用材料的數量,並在分秒之內就能將產品拆開。他說:「這其實並不難做到,只是以前沒有為拆解設定參數。」

對循環經濟不屑一顧的人不多,但許多人懷疑流程能否滿足未來10年清潔能源技術的爆炸性需求。英美資源集團執行長崔格(Julian Treger)表示:「回收很動聽,但它到底就像冶煉提煉,這種加值產業通常沒有可觀的利潤。」

▲美國人的車庫中約有10億顆舊電池,舊筆記電腦和手機裡也都含貴金屬,這些都可回收再利用。(圖/達志)

回收價值 還是有人提質疑

美國政府投資的TechMet創辦人梅內爾(Brian Menell)表示,「10年後,完全優化的鋰離子回收電池產業,可能會為電動車產業提供25%的電池金屬需求;它會有貢獻,但不是全面解決問題的辦法。」

當產業循環使用更多的電動車電池時,量就會出來。但是它們平均要15年,因此要回收利用時,第一波電池還未到壽命盡頭。這一拖長的時程,表示技術有發展空間,但同時也有風險存在。G2風險投資公司的瓦爾曼說,現在開發的先進電池回收技術,在化學產業突飛猛進之下,到頭來有可能會是多餘的。

循環儲能諮詢公司創始人梅林(Hans Eric Melin)表示,即使持續取得廢棄的汽車電池不是問題,也會是一項挑戰,因為舊車往往會被運到開發中國家重複使用。梅林發現,日產汽車2018年底之前生產的40萬輛Leaf電動車中,有近1/5輸往烏克蘭、俄羅斯、約旦、紐西蘭和斯里蘭卡,而要在這些地方回收報廢電池十分困難。

電池材料初創公司Sila Nano的執行長貝迪契夫斯基(Gene Berdichevsky)強調,他的目標是製造可持續使用30年的電動車電池;能做到這一點,回收利用的需求就不會那麼吃重,成本也可下降,有助於使電動車更經濟實惠。他說:「將來消費者換車但不換電池,對此我非常有信心;有關如何因應電池壽命與回收利用,我們甚至只是剛起步。」

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