地點(diǎn):美國(guó)內(nèi)華達(dá)州卡森市的一家倉(cāng)庫(kù);時(shí)間:每天;事件:舊iPhone和其他廢舊個(gè)人電子產(chǎn)品被一卡車(chē)、一卡車(chē)的運(yùn)到這里,倉(cāng)庫(kù)的工人們將它們敲開(kāi),取出電池,并剝成原材料。
一提到特斯拉,人們會(huì)不約而同的想到埃隆·馬斯克(Elon Musk),被稱(chēng)為“硅谷鋼鐵俠”的他承載了特斯拉成功帶來(lái)的所有榮譽(yù)。而有一個(gè)人又與馬斯克的成功密不可分,他和馬斯克在青年時(shí)期因志同道合走到一起,特斯拉從起步到聲名大噪的十幾年里,走過(guò)的每一步、每一次的技術(shù)改進(jìn)都少不了他的功勞,這個(gè)人就是特斯拉前首席技術(shù)官斯特勞貝爾(JB Straubel)。
打造更廉價(jià)的電動(dòng)車(chē)的秘訣是什么?斯特勞貝爾已經(jīng)有了答案。這要從一堆舊手機(jī)說(shuō)起。作為特斯拉背后的智囊團(tuán)成員之一,斯特勞貝爾表示,這些廢棄的電子垃圾是推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)革命向前發(fā)展的關(guān)鍵,也是讓每個(gè)人都能買(mǎi)得起車(chē)的關(guān)鍵。
斯特勞貝爾于2004年加入特斯拉,成為特斯拉的第5名員工,并被任命為聯(lián)合創(chuàng)始人,首任首席技術(shù)官。2017年,斯特勞貝爾成立了Redwood Materials公司,致力于鋰離子電池和電子垃圾的回收利用。
電池原材料哪里來(lái)?
斯特勞貝爾開(kāi)創(chuàng)了鋰離子電池動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì),在推動(dòng)這家硅谷公司成為汽車(chē)行業(yè)估值最高的公司上功不可沒(méi)。自從一年前離開(kāi)特斯拉后,他一直在努力解決這一成功背后潛在的問(wèn)題。那就是去哪里尋找制造電池所需的鎳、鈷和鋰呢?
通過(guò)采礦和其他工藝從自然界中提取這些材料,成本高昂且困難重重,而且產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于預(yù)期需求。斯特勞貝爾的Redwood Materials公司正在采取一種不同的策略,悄無(wú)聲息地定下目標(biāo),要建立美國(guó)最大的汽車(chē)電池回收業(yè)務(wù)。他篤定地說(shuō),他可以完善一種快速有效的方法,來(lái)收集和重新利用這些材料,以顛覆數(shù)百年的采礦業(yè)。
盡管斯特勞貝爾和馬斯克對(duì)電動(dòng)車(chē)一樣癡迷,但在其他方面兩人卻是風(fēng)格迥異。馬斯克是一個(gè)狂妄的臺(tái)前表演者,而斯特勞貝爾則是一個(gè)低調(diào)的幕后工程師,他住酒店都曾因房間里的燈泡功率太低而主動(dòng)為其更換。
盡管斯特勞貝爾最初并不打算在汽車(chē)行業(yè)工作,但他對(duì)電動(dòng)車(chē)的熱情由來(lái)已久。斯特勞貝爾自童年起就對(duì)化學(xué)和電池感興趣,在斯坦福大學(xué)讀書(shū)時(shí),他曾自己改裝過(guò)一輛電動(dòng)保時(shí)捷944,并在2000年贏得了世界電動(dòng)車(chē)賽車(chē)紀(jì)錄。他以飆車(chē)為樂(lè),在新興的電動(dòng)車(chē)圈子里名聲大噪。
如今,他所從事的是一項(xiàng)大規(guī)模的、困難的甚至危險(xiǎn)的工作。進(jìn)行電池回收的爐子在1482攝氏度的高溫下運(yùn)行,將材料還原成顏色鮮艷的粉末。鋰離子電池如果處理不當(dāng)很容易起火,而包裹它們的電池包通常重達(dá)數(shù)千磅,尺寸和配置也各有不同。
目前還不清楚汽車(chē)電池回收的市場(chǎng)如何,以及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手會(huì)是誰(shuí),因?yàn)楦鞣N長(zhǎng)期回收商、采礦公司和初創(chuàng)企業(yè)都在關(guān)注這個(gè)市場(chǎng),卻很少有人愿意為這些工作所需的機(jī)器和工具進(jìn)行巨額投資。
降低排放的監(jiān)管壓力和電池成本的降低,導(dǎo)致幾乎所有汽車(chē)制造商將電動(dòng)汽車(chē)納入其產(chǎn)品陣容。斯特勞貝爾說(shuō),按照如今各汽車(chē)制造商的計(jì)劃,如果要趕上電動(dòng)車(chē)增產(chǎn)的速度,汽車(chē)電池回收這一環(huán)節(jié)是必不可少的。
研究機(jī)構(gòu)Benchmark Mineral Intelligence的總經(jīng)理西蒙·莫爾斯(Simon Moores)表示,預(yù)計(jì)未來(lái)五年全球鋰離子電池的需求激增,從去年的177 GWh增至近800 GWh,約為2019年特斯拉里諾超級(jí)工廠產(chǎn)量的22倍。
廢舊電池怎么辦?
長(zhǎng)期以來(lái),電池的高昂成本一直是“讓所有人都買(mǎi)得起電動(dòng)車(chē)”的最大攔路虎。因此,與燃油車(chē)相比,電動(dòng)車(chē)的價(jià)格仍有很高的溢價(jià)。麥肯錫公司估計(jì),這一溢價(jià)平均為1.2萬(wàn)美元。比如,現(xiàn)代汽車(chē)公司的插電式混動(dòng)Kona SUV的售價(jià)則比燃油版本高出了1.7萬(wàn)美元。
特斯拉在降低電池成本方面取得了很大的成效,預(yù)計(jì)將在9月22日的電池日活動(dòng)中詳細(xì)介紹新的進(jìn)展。在其早期,電池的最大成本在于組裝電池的復(fù)雜工藝。隨著這些工藝的完善,斯特勞貝爾說(shuō),現(xiàn)在電池行業(yè)50%至75%的成本在于其原材料,這讓他看到了回收利用降低成本的潛力。
同時(shí),廢舊電池的供應(yīng)量也在爆炸性增長(zhǎng)。據(jù)專(zhuān)門(mén)研究回收和可再生能源的環(huán)境工程師Maria Kelleher稱(chēng),預(yù)計(jì)2025年將有50萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)報(bào)廢。她預(yù)計(jì),到2030年,這一數(shù)字將躍升至100萬(wàn)輛以上。
斯特勞貝爾已經(jīng)得到了一些大牌投資者的青睞。在今年的第一輪融資中,他從Capricorn投資集團(tuán)和Breakthrough Energy Ventures環(huán)保投資基金的投資者那里籌集了約4000萬(wàn)美元,其中包括亞馬遜公司創(chuàng)始人杰夫·貝佐斯(JeFF Bezos)和微軟公司聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨(Bill Gates)。Capricorn的總經(jīng)理Dipender Saluja表示,斯特勞貝爾提出的建議代表了一種思維的轉(zhuǎn)變。那就是"使用相同的材料重建我剛剛完成過(guò)的東西",他說(shuō)。
"整個(gè)市場(chǎng)永遠(yuǎn)都是由這些金屬的商品價(jià)格決定的,"斯特勞貝爾在2017年還在特斯拉工作時(shí),首次接受深入采訪時(shí)談到了他的新企業(yè)。"這將改變行業(yè)公式,通過(guò)創(chuàng)造新的循環(huán)實(shí)現(xiàn)材料成本節(jié)約。"斯特勞貝爾的目標(biāo)是與整個(gè)汽車(chē)行業(yè)合作,開(kāi)發(fā)適用于任何電池和汽車(chē)設(shè)計(jì)的回收工藝。
與馬斯克青年時(shí)代的志同道合
斯特勞貝爾第一次對(duì)車(chē)用鋰離子電池著迷是在2003年左右。那一年,他在洛杉磯的一家汽車(chē)店附近閑逛,該店嘗試將電池串聯(lián)起來(lái)為一輛被稱(chēng)為T(mén)zero的汽車(chē)供電。當(dāng)時(shí)27歲的斯特勞貝爾想自己制造一輛擁有1萬(wàn)塊電池的汽車(chē),預(yù)計(jì)單次充電就能橫跨美國(guó),并向馬斯克尋求資金,而馬斯克當(dāng)時(shí)正坐擁PayPal的股份,并投資了一家名為Space Exploration Technologies Corp.的火箭創(chuàng)業(yè)公司。
在2003年的一次午餐中,斯特勞貝爾在談?wù)摕o(wú)人駕駛的氫動(dòng)力飛機(jī)時(shí),提出了他的另一個(gè)大野心,他的汽車(chē)項(xiàng)目,以及他正在一家名為AC Propulsion的改裝店工作。
正好此時(shí)馬斯克想要一輛電動(dòng)跑車(chē),但這家店并沒(méi)有興趣為他改裝。他轉(zhuǎn)而求助于門(mén)洛帕克的一家名為特斯拉汽車(chē)的小型創(chuàng)業(yè)公司,這家公司剛剛起步,希望能夠制造出自己的跑車(chē),并將其命名為Roadster,并且正在尋找投資者。
經(jīng)過(guò)一系列的機(jī)緣巧合,馬斯克成為了特斯拉最大的投資人,也成為了特斯拉的公眾形象,通過(guò)他高調(diào)的炫耀與狂妄,這家初創(chuàng)公司的名字家喻戶(hù)曉。斯特勞貝爾也成為了特斯拉的元老,為該公司的崛起立下了汗馬功勞。
根據(jù)FactSet的數(shù)據(jù),他去年離職時(shí)持有的特斯拉的少量股份,在他未出售的前提下,今天的價(jià)值將超過(guò)6億美元。
然而,斯特勞貝爾的真愛(ài)是電池而不是汽車(chē)。他深諳電動(dòng)車(chē)發(fā)展的辛酸史。最初,特斯拉試驗(yàn)過(guò)昂貴的電池,且電池很重,保電量也相對(duì)較低,所以售價(jià)昂貴,不切實(shí)際,銷(xiāo)售也沒(méi)有起色。
斯特勞貝爾和馬斯克在2008年開(kāi)始交付Roadster跑車(chē)時(shí),電池情況已經(jīng)得到了很大的改善。近7000個(gè)電池單元緊緊地排列在一起,單次充電可行駛200多英里(321公里),靜止到100公里/時(shí)加速只需3.9秒。
2012年推出的Roadster和隨后推出的Model S豪華轎車(chē),主要針對(duì)的是小眾豪華市場(chǎng)。到了2013年,馬斯克將目光投向了大眾市場(chǎng)。他和斯特勞貝爾策劃了第一個(gè)超大型電池工廠,以生產(chǎn)未來(lái)幾年Model 3緊湊型汽車(chē)所需的數(shù)十億塊電池,這是該公司對(duì)電動(dòng)車(chē)可能成為主流的最大賭注。
從那時(shí)起,電動(dòng)車(chē)行業(yè)就開(kāi)始爆發(fā)。隨著行業(yè)走向全球,通用汽車(chē)公司、日產(chǎn)汽車(chē)公司和韓國(guó)現(xiàn)代汽車(chē)公司等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也紛紛加入。
電動(dòng)車(chē)行業(yè)“骯臟”的秘密
為了滿(mǎn)足更大的電池需求,世界各地正在出現(xiàn)一股復(fù)制特斯拉超級(jí)電池工廠(Gigafactory)模式的建設(shè)熱潮。莫爾斯說(shuō),中國(guó)每周都在建設(shè)一座超級(jí)電池工廠,而在美國(guó),每四個(gè)月就有一座工廠開(kāi)工。
但生產(chǎn)受制于原材料的匱乏。近年來(lái),在人們對(duì)電動(dòng)車(chē)的興奮和懷疑聲中,鋰和鈷等關(guān)鍵原料的商品價(jià)格經(jīng)歷了過(guò)山車(chē)式的上漲。鈷等原料的來(lái)源地往往充滿(mǎn)政治因素,使供應(yīng)商急于尋找可靠的來(lái)源。鈷來(lái)自世界各地的礦區(qū),如剛果民主共和國(guó)。
馬斯克在最近的一次財(cái)報(bào)電話(huà)會(huì)議上,竟然發(fā)出了公開(kāi)懇求。"請(qǐng)開(kāi)采更多的鎳,"他說(shuō)。"如果你能有效地以環(huán)境友好的方式開(kāi)采鎳,特斯拉將提供巨額長(zhǎng)期合作合同。"
斯特勞貝爾多年前就預(yù)見(jiàn)到了這種緊縮局面的到來(lái)。幾年前,當(dāng)他作為特斯拉的首席技術(shù)官考察加拿大的一個(gè)鎳礦時(shí),調(diào)查了這個(gè)龐大的業(yè)務(wù)。它的規(guī)模和復(fù)雜性讓他意識(shí)到,簡(jiǎn)單地開(kāi)辟更多的礦山并不是真正的選擇。他想,為什么不把現(xiàn)在或不久的將來(lái)已經(jīng)存在的電池回收利用呢?
施特勞貝爾透露了電動(dòng)車(chē)行業(yè)的一個(gè)“骯臟”的秘密。對(duì)于環(huán)境,該行業(yè)是極大的浪費(fèi)。他在監(jiān)督特斯拉里諾超級(jí)電池工廠的開(kāi)發(fā)時(shí),親眼目睹了這個(gè)過(guò)程是如何浪費(fèi)的。當(dāng)這家汽車(chē)制造商在2018年努力提高M(jìn)odel 3汽車(chē)的產(chǎn)量時(shí),電池工廠成了一大痛點(diǎn),有前員工稱(chēng)該公司浪費(fèi)了高達(dá)2億美元的廢舊材料。然而特斯拉表示,這個(gè)數(shù)額過(guò)于夸張。
豐田普銳斯電池正在等待回收
反向建造超級(jí)電池工廠
斯特勞貝爾不愿透露他的舊工廠產(chǎn)生了多少?gòu)U物,但他說(shuō),這強(qiáng)化了他的想法,即回收那些昂貴且難以處理的材料。"我們需要反向建造一個(gè)超級(jí)電池工廠,"他說(shuō)。
就像在特斯拉一樣,斯特勞貝爾有著宏偉的雄心壯志,但他準(zhǔn)備從小處著手,因?yàn)樵谶@種情況下,他要對(duì)付的是有著數(shù)百年歷史的礦業(yè)公司。Redwood Materials公司正在通過(guò)研究手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的電池來(lái)磨練自己的工藝,與來(lái)自汽車(chē)的大型電池組相比,這些電池體積更小,更容易處理。
廢舊電池頂一個(gè)礦山
根據(jù)Benchmark Mineral公司莫爾斯的說(shuō)法,電池工廠的平均廢棄率是10%左右。他預(yù)計(jì),到2025年,這可能意味著約80 GWh的電池將被銷(xiāo)毀,或相當(dāng)于2016年整個(gè)電池市場(chǎng)的規(guī)模。
他說(shuō),在這些廢料中,蘊(yùn)藏著6.4萬(wàn)噸鋰,或相當(dāng)于兩個(gè)以上的礦山一年可能生產(chǎn)的鋰,其市場(chǎng)價(jià)值為5億至15億美元,這取決于市場(chǎng)價(jià)格的變化。廢棄物中還包括鈷、鎳等其他貴重原料,總共代表數(shù)十億美元的潛在價(jià)值。
"那些破解這種技術(shù),把它變成電池材料的人將會(huì)迎來(lái)一個(gè)巨大的商機(jī)。"莫爾斯說(shuō)。斯特勞貝爾說(shuō),他希望在10年內(nèi),回收利用能使原材料的價(jià)格與礦山開(kāi)采相比下降到一半左右。他說(shuō),這將有助于使電動(dòng)系統(tǒng),從卡車(chē)到火車(chē)無(wú)處不在。
施特勞貝爾的愿景已經(jīng)贏得了包括松下在內(nèi)的客戶(hù)的認(rèn)同,松下是他在超級(jí)電池工廠的老伙伴。去年年底,該公司開(kāi)始與Redwood合作,嘗試回收400多磅(181公斤)在制造電池芯過(guò)程中產(chǎn)生的廢料,現(xiàn)在已經(jīng)提高到2噸?,F(xiàn)在,所有來(lái)自其內(nèi)華達(dá)州電池工廠這邊的廢料都被運(yùn)往Redwood。
"從環(huán)境角度來(lái)看,他的工藝看起來(lái)更具有可持續(xù)性,"北美松下能源公司副總裁、前特斯拉電池專(zhuān)家塞麗娜(Celina Mikolajczak)說(shuō),她曾是Roadster的原始電池問(wèn)題的顧問(wèn)。"他不需要填埋任何東西,而目前常見(jiàn)處理流程會(huì)填埋很多價(jià)值較低的材料。"
回收的材料被用來(lái)生產(chǎn)新產(chǎn)品。她說(shuō),松下正在與斯特勞貝爾合作,看看他的回收材料是否能很好地提煉出來(lái),以便在其電池中重新使用,并指出舊手機(jī)電池可能是新電池鈷不錯(cuò)的來(lái)源。
斯特勞貝爾設(shè)想了一個(gè)非常高效的過(guò)程,未來(lái)幾年內(nèi)退役的電動(dòng)車(chē)所產(chǎn)生的電池可以被快速剝離,回收其核心材料,并用于重建新的動(dòng)力電池,形成一個(gè)幾乎沒(méi)有任何材料損失的閉環(huán)。
外部資金旨在加速研究,建立運(yùn)營(yíng),并在年底前將Redwood員工人數(shù)從今年夏天的50人左右增加到200人之多。斯特勞貝爾最近聘請(qǐng)了他在特斯拉時(shí)期的一位前高級(jí)副手凱文·卡塞克特(Kevin Kassekert),他曾幫助監(jiān)督特斯拉斯帕克斯超級(jí)電池工廠的建設(shè)。
和特斯拉一樣,Redwood也有著面向全球的抱負(fù)。斯特勞貝爾已經(jīng)有了擴(kuò)大規(guī)模的計(jì)劃,并在其他電池工廠周?chē)ㄔO(shè)新的設(shè)施。"我正在展望未來(lái),看到這輛列車(chē)向我們駛來(lái)。"