撰文?/?馬曉蕾
編輯?/?黃大路
設計?/?杜?凱
來源?/?華爾街日報?作者?Tim?Higgins
地點:美國內華達州卡森市的壹家倉庫;時間:每天;事件:舊iPhone和其他廢舊個人電子產品被壹卡車、壹卡車的運到這裏,倉庫的工人們將它們敲開,取出電池,並剝成原材料。
壹提到特斯拉,人們會不約而同的想到埃隆·馬斯克(Elon?Musk),被稱為“矽谷鋼鐵俠”的他承載了特斯拉成功帶來的所有榮譽。而有壹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誌同道合走到壹起,特斯拉從起步到聲名大噪的十幾年裏,走過的每壹步、每壹次的技術改進都少不了他的功勞,這個人就是特斯拉前首席技術官斯特勞貝爾(JB?Straubel)。
打造更廉價的電動車的秘訣是什麽?斯特勞貝爾已經有了答案。這要從壹堆舊手機說起。作為特斯拉背後的智囊團成員之壹,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展的關鍵,也是讓每個人都能買得起車的關鍵。
斯特勞貝爾於2004年加入特斯拉,成為特斯拉的第5名員工,並被任命為聯合創始人,首任首席技術官。2017年,斯特勞貝爾成立了Redwood?Materials公司,致力於鋰離子電池和電子垃圾的回收利用。
電池原材料哪裏來??
斯特勞貝爾開創了鋰離子電池動力系統的設計,在推動這家矽谷公司成為汽車行業估值最高的公司上功不可沒。自從壹年前離開特斯拉後,他壹直在努力解決這壹成功背後潛在的問題。那就是去哪裏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,而且產量遠遠落後於預期需求。斯特勞貝爾的Redwood?Materials公司正在采取壹種不同的策略,悄無聲息地定下目標,要建立美國最大的汽車電池回收業務。他篤定地說,他可以完善壹種快速有效的方法,來收集和重新利用這些材料,以顛覆數百年的采礦業。
盡管斯特勞貝爾和馬斯克對電動車壹樣癡迷,但在其他方面兩人卻是風格迥異。馬斯克是壹個狂妄的臺前表演者,而斯特勞貝爾則是壹個低調的幕後工程師,他住酒店都曾因房間裏的燈泡功率太低而主動為其更換。
盡管斯特勞貝爾最初並不打算在汽車行業工作,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和電池感興趣,在斯坦福大學讀書時,他曾自己改裝過壹輛電動保時捷944,並在2000年贏得了世界電動車賽車紀錄。他以飆車為樂,在新興的電動車圈子裏名聲大噪。
如今,他所從事的是壹項大規模的、困難的甚至危險的工作。進行電池回收的爐子在1482攝氏度的高溫下運行,將材料還原成顏色鮮艷的粉末。鋰離子電池如果處理不當很容易起火,而包裹它們的電池包通常重達數千磅,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,因為各種長期回收商、采礦公司和初創企業都在關註這個市場,卻很少有人願意為這些工作所需的機器和工具進行巨額投資。
降低排放的監管壓力和電池成本的降低,導致幾乎所有汽車制造商將電動汽車納入其產品陣容。斯特勞貝爾說,按照如今各汽車制造商的計劃,如果要趕上電動車增產的速度,汽車電池回收這壹環節是必不可少的。
研究機構Benchmark?Mineral?Intelligence的總經理西蒙·莫爾斯(Simon?Moores)表示,預計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年特斯拉裏諾超級工廠產量的22倍。
廢舊電池怎麽辦?
長期以來,電池的高昂成本壹直是“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,這壹溢價平均為1.2萬美元。比如,現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,預計將在9月22日的電池日活動中詳細介紹新的進展。在其早期,電池的最大成本在於組裝電池的復雜工藝。隨著這些工藝的完善,斯特勞貝爾說,現在電池行業50%至75%的成本在於其原材料,這讓他看到了回收利用降低成本的潛力。
同時,廢舊電池的供應量也在爆炸性增長。據專門研究回收和可再生能源的環境工程師Maria?Kelleher稱,預計2025年將有50萬輛電動車報廢。她預計,到2030年,這壹數字將躍升至100萬輛以上。
斯特勞貝爾已經得到了壹些大牌投資者的青睞。在今年的第壹輪融資中,他從Capricorn投資集團和Breakthrough?Energy?Ventures環保投資基金的投資者那裏籌集了約4000萬美元,其中包括亞馬遜公司創始人傑夫·貝佐斯(Jeff?Bezos)和微軟公司聯合創始人比爾·蓋茨(Bill?Gates)。Capricorn的總經理Dipender?Saluja表示,斯特勞貝爾提出的建議代表了壹種思維的轉變。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。"這將改變行業公式,通過創造新的循環實現材料成本節約。"斯特勞貝爾的目標是與整個汽車行業合作,開發適用於任何電池和汽車設計的回收工藝。
與馬斯克青年時代的誌同道合
斯特勞貝爾第壹次對車用鋰離子電池著迷是在2003年左右。那壹年,他在洛杉磯的壹家汽車店附近閑逛,該店嘗試將電池串聯起來為壹輛被稱為Tzero的汽車供電。當時27歲的斯特勞貝爾想自己制造壹輛擁有1萬塊電池的汽車,預計單次充電就能橫跨美國,並向馬斯克尋求資金,而馬斯克當時正坐擁PayPal的股份,並投資了壹家名為Space?Exploration?Technologies?Corp.的火箭創業公司。
在2003年的壹次午餐中,斯特勞貝爾在談論無人駕駛的氫動力飛機時,提出了他的另壹個大野心,他的汽車項目,以及他正在壹家名為AC?Propulsion的改裝店工作。
正好此時馬斯克想要壹輛電動跑車,但這家店並沒有興趣為他改裝。他轉而求助於門洛帕克的壹家名為特斯拉汽車的小型創業公司,這家公司剛剛起步,希望能夠制造出自己的跑車,並將其命名為Roadster,並且正在尋找投資者。
經過壹系列的機緣巧合,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,通過他高調的炫耀與狂妄,這家初創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FactSet的數據,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。他深諳電動車發展的辛酸史。最初,特斯拉試驗過昂貴的電池,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,電池情況已經得到了很大的改善。近7000個電池單元緊緊地排列在壹起,單次充電可行駛200多英裏(321公裏),靜止到100公裏/時加速只需3.9秒。
2012年推出的Roadster和隨後推出的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壹個超大型電池工廠,以生產未來幾年Model?3緊湊型汽車所需的數十億塊電池,這是該公司對電動車可能成為主流的最大賭註。
從那時起,電動車行業就開始爆發。隨著行業走向全球,通用汽車公司、日產汽車公司和韓國現代汽車公司等競爭對手也紛紛加入。
電動車行業“骯臟”的秘密
為了滿足更大的電池需求,世界各地正在出現壹股復制特斯拉超級電池工廠(Gigafactory)模式的建設熱潮。莫爾斯說,中國每周都在建設壹座超級電池工廠,而在美國,每四個月就有壹座工廠開工。
但生產受制於原材料的匱乏。近年來,在人們對電動車的興奮和懷疑聲中,鋰和鈷等關鍵原料的商品價格經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,使供應商急於尋找可靠的來源。鈷來自世界各地的礦區,如剛果民主***和國。
馬斯克在最近的壹次財報電話會議上,竟然發出了公開懇求。"請開采更多的鎳,"他說。"如果妳能有效地以環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見到了這種緊縮局面的到來。幾年前,當他作為特斯拉的首席技術官考察加拿大的壹個鎳礦時,調查了這個龐大的業務。它的規模和復雜性讓他意識到,簡單地開辟更多的礦山並不是真正的選擇。他想,為什麽不把現在或不久的將來已經存在的電池回收利用呢?
施特勞貝爾透露了電動車行業的壹個“骯臟”的秘密。對於環境,該行業是極大的浪費。他在監督特斯拉裏諾超級電池工廠的開發時,親眼目睹了這個過程是如何浪費的。當這家汽車制造商在2018年努力提高Model?3汽車的產量時,電池工廠成了壹大痛點,有前員工稱該公司浪費了高達2億美元的廢舊材料。然而特斯拉表示,這個數額過於誇張。
豐田普銳斯電池正在等待回收
反向建造超級電池工廠
斯特勞貝爾不願透露他的舊工廠產生了多少廢物,但他說,這強化了他的想法,即回收那些昂貴且難以處理的材料。"我們需要反向建造壹個超級電池工廠,"他說。
就像在特斯拉壹樣,斯特勞貝爾有著宏偉的雄心壯誌,但他準備從小處著手,因為在這種情況下,他要對付的是有著數百年歷史的礦業公司。Redwood?Materials公司正在通過研究手機等消費電子產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。
廢舊電池頂壹個礦山
根據Benchmark?Mineral公司莫爾斯的說法,電池工廠的平均廢棄率是10%左右。他預計,到2025年,這可能意味著約80?GWh的電池將被銷毀,或相當於2016年整個電池市場的規模。
他說,在這些廢料中,蘊藏著6.4萬噸鋰,或相當於兩個以上的礦山壹年可能生產的鋰,其市場價值為5億至15億美元,這取決於市場價格的變化。廢棄物中還包括鈷、鎳等其他貴重原料,總***代表數十億美元的潛在價值。
"那些破解這種技術,把它變成電池材料的人將會迎來壹個巨大的商機。"莫爾斯說。斯特勞貝爾說,他希望在10年內,回收利用能使原材料的價格與礦山開采相比下降到壹半左右。他說,這將有助於使電動系統,從卡車到火車無處不在。
施特勞貝爾的願景已經贏得了包括松下在內的客戶的認同,松下是他在超級電池工廠的老夥伴。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生的廢料,現在已經提高到2噸。現在,所有來自其內華達州電池工廠這邊的廢料都被運往Redwood。
"從環境角度來看,他的工藝看起來更具有可持續性,"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新產品。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,並指出舊手機電池可能是新電池鈷不錯的來源。
斯特勞貝爾設想了壹個非常高效的過程,未來幾年內退役的電動車所產生的電池可以被快速剝離,回收其核心材料,並用於重建新的動力電池,形成壹個幾乎沒有任何材料損失的閉環。
外部資金旨在加速研究,建立運營,並在年底前將Redwood員工人數從今年夏天的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壹位前高級副手凱文·卡塞克特(Kevin?Kassekert),他曾幫助監督特斯拉斯帕克斯超級電池工廠的建設。
和特斯拉壹樣,Redwood也有著面向全球的抱負。斯特勞貝爾已經有了擴大規模的計劃,並在其他電池工廠周圍建設新的設施。"我正在展望未來,看到這輛列車向我們駛來。"
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。