地點(diǎn):美國內(nèi)華達(dá)州卡森市的一家倉庫;時間:每天;事件:舊iPhone和其他廢舊個人電子產(chǎn)品被一卡車、一卡車的運(yùn)到這里,倉庫的工人們將它們敲開,取出電池,并剝成原材料。
一提到特斯拉,人們會不約而同的想到埃隆·馬斯克(Elon Musk),被稱為“硅谷鋼鐵俠”的他承載了特斯拉成功帶來的所有榮譽(yù)。而有一個人又與馬斯克的成功密不可分,他和馬斯克在青年時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,走過的每一步、每一次的技術(shù)改進(jìn)都少不了他的功勞,這個人就是特斯拉前首席技術(shù)官斯特勞貝爾(JB Straubel)。
打造更廉價的電動車的秘訣是什么?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電動汽車革命向前發(fā)展的關(guān)鍵,也是讓每個人都能買得起車的關(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?
斯特勞貝爾開創(chuàng)了鋰離子電池動力系統(tǒng)的設(shè)計(jì),在推動這家硅谷公司成為汽車行業(yè)估值最高的公司上功不可沒。自從一年前離開特斯拉后,他一直在努力解決這一成功背后潛在的問題。那就是去哪里尋找制造電池所需的鎳、鈷和鋰呢?
通過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,悄無聲息地定下目標(biāo),要建立美國最大的汽車電池回收業(yè)務(wù)。他篤定地說,他可以完善一種快速有效的方法,來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電動車一樣癡迷,但在其他方面兩人卻是風(fēng)格迥異。馬斯克是一個狂妄的臺前表演者,而斯特勞貝爾則是一個低調(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為其更換。
盡管斯特勞貝爾最初并不打算在汽車行業(yè)工作,但他對電動車的熱情由來已久。斯特勞貝爾自童年起就對化學(xué)和電池感興趣,在斯坦福大學(xué)讀書時,他曾自己改裝過一輛電動保時捷944,并在2000年贏得了世界電動車賽車紀(jì)錄。他以飆車為樂,在新興的電動車圈子里名聲大噪。
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。
目前還不清楚汽車電池回收的市場如何,以及競爭對手會是誰,因?yàn)楦鞣N長期回收商、采礦公司和初創(chuàng)企業(yè)都在關(guān)注這個市場,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)致幾乎所有汽車制造商將電動汽車納入其產(chǎn)品陣容。斯特勞貝爾說,按照如今各汽車制造商的計(jì)劃,如果要趕上電動車增產(chǎn)的速度,汽車電池回收這一環(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年特斯拉里諾超級工廠產(chǎn)量的22倍。
廢舊電池怎么辦?
長期以來,電池的高昂成本一直是“讓所有人都買得起電動車”的最大攔路虎。因此,與燃油車相比,電動車的價格仍有很高的溢價。麥肯錫公司估計(jì),這一溢價平均為1.2萬美元。比如,現(xiàn)代汽車公司的插電式混動Kona SUV的售價則比燃油版本高出了1.7萬美元。
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,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,廢舊電池的供應(yīng)量也在爆炸性增長。據(jù)專門研究回收和可再生能源的環(huán)境工程師Maria Kelleher稱,預(yù)計(jì)2025年將有50萬輛電動車報(bào)廢。她預(yù)計(jì),到2030年,這一數(shù)字將躍升至100萬輛以上。
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的東西",他說。
"整個市場永遠(yuǎn)都是由這些金屬的商品價格決定的,"斯特勞貝爾在2017年還在特斯拉工作時,首次接受深入采訪時談到了他的新企業(yè)。"這將改變行業(yè)公式,通過創(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)是與整個汽車行業(yè)合作,開發(fā)適用于任何電池和汽車設(shè)計(jì)的回收工藝。
與馬斯克青年時代的志同道合
斯特勞貝爾第一次對車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店附近閑逛,該店嘗試將電池串聯(lián)起來為一輛被稱為Tzero的汽車供電。當(dāng)時27歲的斯特勞貝爾想自己制造一輛擁有1萬塊電池的汽車,預(yù)計(jì)單次充電就能橫跨美國,并向馬斯克尋求資金,而馬斯克當(dāng)時正坐擁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人駕駛的氫動力飛機(jī)時,提出了他的另一個大野心,他的汽車項(xiàng)目,以及他正在一家名為AC Propulsion的改裝店工作。
正好此時馬斯克想要一輛電動跑車,但這家店并沒有興趣為他改裝。他轉(zhuǎn)而求助于門洛帕克的一家名為特斯拉汽車的小型創(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,并將其命名為Roadster,并且正在尋找投資者。
經(jīng)過一系列的機(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,通過他高調(diào)的炫耀與狂妄,這家初創(chuàng)公司的名字家喻戶曉。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),他去年離職時持有的特斯拉的少量股份,在他未出售的前提下,今天的價值將超過6億美元。
然而,斯特勞貝爾的真愛是電池而不是汽車。他深諳電動車發(fā)展的辛酸史。最初,特斯拉試驗(yàn)過昂貴的電池,且電池很重,保電量也相對較低,所以售價昂貴,不切實(shí)際,銷售也沒有起色。
斯特勞貝爾和馬斯克在2008年開始交付Roadster跑車時,電池情況已經(jīng)得到了很大的改善。近7000個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,主要針對的是小眾豪華市場。到了2013年,馬斯克將目光投向了大眾市場。他和斯特勞貝爾策劃了第一個超大型電池工廠,以生產(chǎn)未來幾年Model 3緊湊型汽車所需的數(shù)十億塊電池,這是該公司對電動車可能成為主流的最大賭注。
從那時起,電動車行業(yè)就開始爆發(fā)。隨著行業(yè)走向全球,通用汽車公司、日產(chǎn)汽車公司和韓國現(xiàn)代汽車公司等競爭對手也紛紛加入。
電動車行業(yè)“骯臟”的秘密
為了滿足更大的電池需求,世界各地正在出現(xiàn)一股復(fù)制特斯拉超級電池工廠(Gigafactory)模式的建設(shè)熱潮。莫爾斯說,中國每周都在建設(shè)一座超級電池工廠,而在美國,每四個月就有一座工廠開工。
但生產(chǎn)受制于原材料的匱乏。近年來,在人們對電動車的興奮和懷疑聲中,鋰和鈷等關(guān)鍵原料的商品價格經(jīng)歷了過山車式的上漲。鈷等原料的來源地往往充滿政治因素,使供應(yīng)商急于尋找可靠的來源。鈷來自世界各地的礦區(qū),如剛果民主共和國。
馬斯克在最近的一次財(cái)報(bào)電話會議上,竟然發(fā)出了公開懇求。"請開采更多的鎳,"他說。"如果你能有效地以環(huán)境友好的方式開采鎳,特斯拉將提供巨額長期合作合同。"
斯特勞貝爾多年前就預(yù)見到了這種緊縮局面的到來。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鎳礦時,調(diào)查了這個龐大的業(yè)務(wù)。它的規(guī)模和復(fù)雜性讓他意識到,簡單地開辟更多的礦山并不是真正的選擇。他想,為什么不把現(xiàn)在或不久的將來已經(jīng)存在的電池回收利用呢?
施特勞貝爾透露了電動車行業(yè)的一個“骯臟”的秘密。對于環(huán)境,該行業(yè)是極大的浪費(fèi)。他在監(jiān)督特斯拉里諾超級電池工廠的開發(fā)時,親眼目睹了這個過程是如何浪費(fèi)的。當(dāng)這家汽車制造商在2018年努力提高M(jìn)odel 3汽車的產(chǎn)量時,電池工廠成了一大痛點(diǎn),有前員工稱該公司浪費(fèi)了高達(dá)2億美元的廢舊材料。然而特斯拉表示,這個數(shù)額過于夸張。
豐田普銳斯電池正在等待回收
反向建造超級電池工廠
斯特勞貝爾不愿透露他的舊工廠產(chǎn)生了多少廢物,但他說,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超級電池工廠,"他說。
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公司正在通過研究手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的電池來磨練自己的工藝,與來自汽車的大型電池組相比,這些電池體積更小,更容易處理。
廢舊電池頂一個礦山
根據(jù)Benchmark Mineral公司莫爾斯的說法,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的電池將被銷毀,或相當(dāng)于2016年整個電池市場的規(guī)模。
他說,在這些廢料中,蘊(yùn)藏著6.4萬噸鋰,或相當(dāng)于兩個以上的礦山一年可能生產(chǎn)的鋰,其市場價值為5億至15億美元,這取決于市場價格的變化。廢棄物中還包括鈷、鎳等其他貴重原料,總共代表數(shù)十億美元的潛在價值。
"那些破解這種技術(shù),把它變成電池材料的人將會迎來一個巨大的商機(jī)。"莫爾斯說。斯特勞貝爾說,他希望在10年內(nèi),回收利用能使原材料的價格與礦山開采相比下降到一半左右。他說,這將有助于使電動系統(tǒng),從卡車到火車無處不在。
施特勞貝爾的愿景已經(jīng)贏得了包括松下在內(nèi)的客戶的認(rèn)同,松下是他在超級電池工廠的老伙伴。去年年底,該公司開始與Redwood合作,嘗試回收400多磅(181公斤)在制造電池芯過程中產(chǎn)生的廢料,現(xiàn)在已經(jīng)提高到2噸。現(xiàn)在,所有來自其內(nèi)華達(dá)州電池工廠這邊的廢料都被運(yùn)往Redwood。
"從環(huán)境角度來看,他的工藝看起來更具有可持續(xù)性,"北美松下能源公司副總裁、前特斯拉電池專家塞麗娜(Celina Mikolajczak)說,她曾是Roadster的原始電池問題的顧問。"他不需要填埋任何東西,而目前常見處理流程會填埋很多價值較低的材料。"
回收的材料被用來生產(chǎn)新產(chǎn)品。她說,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,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的來源。
斯特勞貝爾設(shè)想了一個非常高效的過程,未來幾年內(nèi)退役的電動車所產(chǎn)生的電池可以被快速剝離,回收其核心材料,并用于重建新的動力電池,形成一個幾乎沒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,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了他在特斯拉時期的一位前高級副手凱文·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圍建設(shè)新的設(shè)施。"我正在展望未來,看到這輛列車向我們駛來。"