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编译/永妍
对于电动汽车的崛起过程 ， 鲜有人能够比“特斯拉背后的智囊团”--施特劳贝尔（JB Straubel）--理解得更透彻 。
2003年 ， 工程师施特劳贝尔在午餐时的一番话 ， 让埃隆·马斯克（Elon Musk）相信电动汽车事业大有可为 。 随后 ， 他在特斯拉担任了15年的首席技术官 ， 设计了特斯拉的第一批电池 ， 管理充电站网络的搭建 ， 并主导了美国内华达州超级工厂的建设 。 2019年 ， 施特劳贝尔从特斯拉离职 ， 马斯克的传记作者阿什利·万斯（Ashlee Vance）表示 ， 特斯拉不仅失去了一位创始人 ， 也失去了“一部分灵魂” 。
【新浪科技|电动汽车崛起 电池发展却还落后2万英里 | 海外周选】凭借业内名气和过硬实力 ， 施特劳贝尔几乎可以随便挑硅谷的工作 ， 然而他并没有 。 施特劳贝尔留在了他位于内华达州卡森的牧场内 ， 目所能及之处 ， 看不到一棵树 。 据称 ， 著名作家马克·吐温（Mark Twain）在这里住过 。 马克·吐温曾描述这里为“一片沙漠 ， 被荒芜的雪山所包围 。 ”
2017年 ， 施特劳贝尔就是在这里创建了Redwood Materials公司 ， 从事着如炼金术一般神秘又复杂的业务：分解废弃电池 ， 将其重组成新的电动汽车所需的金属材料 ， 再重新投入到供应链中 。
“城市采矿” ， 变废为宝
施特劳贝尔的目标是解决电动汽车行业目前最突出的问题 。 虽然电动汽车在行驶时可以实现“零排放” ， 但随着电动汽车逐渐兴起 ， 电池原料开采、制造和处理过程却暗藏着环境危机 。
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施特劳贝尔表示：“现在的电动汽车 ， 根本谈不上‘可持续’ ， 连相关的近期规划都看不到 。 还在特斯拉的时候 ， 我就有些受不了；前公司做大做强之后 ， 我就实在忍无可忍了 。 ”
Redwood的仓库是“汝之蜜糖 ， 彼之砒霜”的最好注解 。 每个工作日 ， 都有两三辆重型卡车运来约60吨的废旧智能手机、电动工具和滑板车电池 。 施特劳贝尔手下相关团队的130名员工就会从这些废品中分离出来各种金属 ， 例如镍、钴和锂 ， 再将它们粉碎 ， 并用化学物品处理成新的锂电池原料 ， 重新投入供应链 。
电池中所使用的金属一般都来自刚果民主共和国、澳大利亚和智利等国家 ， 从露天矿中挖出或从沙漠池塘中蒸发出来 。 但施特劳贝尔认为 ， 就在人们身边 ， 有一个“巨大的、未开发的”来源：普通美国人的车库 。 他还估计 ， 美国家庭中的旧手机、旧笔记本电脑中总共有大约10亿个废旧电池 ， 从中都能回收到有利用价值的金属材料 。
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对这些电池进行分解 ， 再重新利用的过程被称为“城市采矿” 。 电池材料创业公司Sila Nano的首席执行官基恩·博迪切夫斯基（Gene Berdichevsky）表示 ， 大规模“城市采矿”是一项艰巨的任务：一辆高端电动汽车中的电池材料数量大约是一部智能手机的1万倍 。 但是 ， 他补充说 ， 按每千瓦时计算 ， 一辆汽车电池中的钴用量大约仅为一部手机电池中钴用量的30分之一 。 博迪切夫斯基补充道 ， “因此 ， 每回收300部智能手机 ， 其中的钴就能用于生产1辆电动汽车的电池 。 ”
Redwood还在建立自己的工业合作伙伴网络 ， 亚马逊、电动巴士制造商Proterra和电动自行车制造商Specialized都包括在内 ， 以回收他们的废品 。 Redwood已经开始从松下公司接收电子废物 ， 并将可重新利用的材料送回松下公司 ， 松下公司在Redwood以北50英里处的特斯拉超级工厂内生产电池芯 。
“零排放”还只是个概念
施特劳贝尔赌上自己特斯拉赚得的部分财富 ， 认为Redwood可以在“循环经济”的兴起发挥重要作用 。 所谓循环经济是一个诞生于20世纪60年代的想法 ， 其核心是改变商品的设计、制造和回收方式 。 全球范围内的一些大型企业正接受这一概念 ， 其中就包括了苹果公司 ， 其CEO蒂姆·库克（Tim Cook）所设定的目标是“不必从地球上开采任何东西来生产新的iPhone” ， 这是该公司在2030年前实现碳平衡的承诺的一部分 。
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等循环经济流行起来时 ， 我们现在的做法 ， 在子孙后代的眼里一定非常愚蠢 。 目前钴主要是来自非洲刚果民主共和国 ， 通常在大型工业矿井中开采 ， 也有的使用基本工具手工挖掘 。 开采出的钴可能被运往欧洲最大的钴精炼厂所在地芬兰 ， 再运到世界上大部分阴极和电池的生产地中国 ， 再被运往美国和欧洲 。 电池芯在欧美国家被组装成电池组 ， 再被运到电动汽车生产线上 。
在一辆电动汽车被贴上“零排放”标签之前 ， 钴从矿场开采出来 ， 到最后送到汽车制造商手里 ， 需要经历长达2万英里（约3.2万公里）的超长途旅行 ， 而这一旅程可不是“零排放” 。
尽管如此 ， 仍有独立研究者表示 ， 电动汽车对环境的破坏还是比传统内燃机汽车要小 。 但是目前这个行业依然有很大的提升空间 。 施特劳贝尔认为 ， 如果电动汽车的电池可以不断地被回收再利用 ， 那么电动汽车制造过程中的碳排放量可以减少一半以上 。
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7月 ， Redwood发展提速 ， 从投资人那里筹集了7亿多美元 ， 能够再招500多名新员工 ， 并扩大业务范围 。 按照当前37亿美元的估值计算 ， 这家公司现已成北美价值最高的电池回收企业 。 今年 ， Redwood预计将处理2万吨废料 ， 目前已回收的材料就足以生产4.5万个电动汽车电池组 。
循环经济支持者们表示 ， 这种经济可以让地球变得更加可持续 ， 减少堆积如山的废品 。 2019年 ， 世界经济论坛估计 ， 到2030年 ， “循环电池价值链”可以占到实现巴黎协议规定的目标所需减排量的30% ， 并在全世界范围内创造1000万个安全和可持续方面的就业岗位 。
Lombard Odier投资经理公司的可持续解决方案主管克里斯蒂娜·克奇（Kristina Church）说 ， 运输是创建循环经济的“核心” ， 它不仅占了全球二氧化碳排放量的六分之一 ， 而且还与采矿和能源网交织在一起 。
采矿企业Glencore的铜与电子元件循环负责人库努尔·辛哈（Kunal Sinha）说到：“要想让全世界在2050年实现净零排放 ， 仅靠资源效率、电动汽车和清洁能源是远远不够的 。 这个差距可以通过推动循环经济 ， 改变消费方式 ， 重复使用东西 ， 以及回收再利用来弥补 。 ”他还补充说：“回收的作用不容小觑 。 回收相当于提供了‘额外’的供应 ， 一方面填补了需求缺口 ， 另一方面还有助于缓解排放压力 。 ”
供应紧缩不容小觑
“城市采矿”虽然现在还比较小众 ， 但电动汽车已赢得广泛政治支持 ， 应对气候变化上也已出台了相关政策 ， 城市采矿将在2030年之前成为主流 。 美国能源部部长珍妮弗·格兰霍姆（Jennifer Granholm）就呼吁政府作出承诺 ， 在美国本土建立一个锂基电池供应链 。
这也是拜登政府的目标之一 ， 美国现任政府计划在2035年实现100%的清洁电力 ， 并到2050年实现净零排放 。 格兰霍姆表示 ， 到2030年末 ， 全球清洁能源技术市场的价值将达2300万美元 。 格兰霍姆还提到 ， 随着中国等国家加大相关投资力度 ， 美国也不愿落后 。
欧洲监管机构也在强调环境和社会问题之间的矛盾 。 例如 ， 如果汽车制造商停止生产燃油车 ， 德国就会面临严重的失业威胁 。
根据麦肯锡的数据 ， 中国政府正在对该行业进行补贴 ， 以在2030年之前每年将电动汽车的销量提高24% 。
然而 ， 对电动汽车的大力支持 ， 有可能会带来意想不到的后果 。
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今年出现的全球半导体短缺问题暴露了准时制模式（Just-in-time ， JIT模式）汽车供应链的脆弱性 。 芯片短缺仅仅是一个预兆 ， 它可能意味着更大的破坏即将来临 ， 由于所有汽车制造商都希望对各自的产品进行电动化 ， 未来镍、钴和锂等电动汽车电池关键材料的供应也很有可能会遭遇供应瓶颈 。
彭博新能源财经（BloombergNEF）发布的数据显示 ， 今年电动汽车的销量仅占全球汽车总销量的4% 。 但是预计到2030年时 ， 这一比例将大幅提升至34% ， 2040年将进一步提升至70% 。
英国伯明翰大学教授保罗·安德森（Paul Anderson）表示：“未来将出现对原材料的大规模争夺 。 大家现在都急着把技术推向市场 ， 对回收利用却没有足够的考虑 。 ”
G2 Venture Partners的清洁能源投资人莫妮卡·瓦尔曼（Monica Varman）估计 ， 电池金属的需求将在两到三年内超过供应 。 随着市场对使用可持续材料重新设计电池这一做法做出反应 ， 将出现一场持续5年左右的“供应紧缩” 。 再生材料有助于缓解供应问题 ， 但分析师们认为 ， 在未来10年中 ， 它最多也只能满足20%的需求 。
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像Redwood这种以回收并再利用废弃材料为主要业务的创业公司目前还是少数 。 其中一家就是位于加拿大多伦多的Li-Cycle公司 。 Li-Cycle成立于2016年 ， 今年早些时候在与一家特殊目的收购公司的合并中筹集了超过6亿美元的资金 ， 当前估值为17亿美元 。 Li-Cycle已经与14家汽车和电池公司建立了合作关系 ， 其中包括通用汽车和LG化学的合资公司Ultium 。
Li-Cycle董事长蒂姆·约翰斯顿（Tim Johnston）表示 ， 公司计划在北美各地建设设施 ， 收集旧电池并将其转化为粉末形态的锂、镍、钴和石墨 。 Li-Cycle还将建立更大型的生产中心 ， 将95%以上的物质再加工成电池级的材料 。
约翰斯顿担心 ， 如果没有大规模的城市采矿 ， 即将到来的电池原材料短缺将带来与1973年阿拉伯石油禁运一样的后果 。 当时美国的汽油价格在四个月内翻了两番 ， 美国政府对那次事件的描述为“对整个国家经济稳定造成了结构性挑战” 。
约翰斯顿表示：“石油供应可以相对快速地恢复 ， 毕竟开发一个油井和开始抽油并不需要太长时间 。 但开采锂、钴或镍矿 ， 5年起步 。 因此 ， 电池原材料短缺不仅可能造成与石油禁运一样严峻的影响 ， 甚至是更为深远的长期影响 。 ”
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规模化回收？得从产品设计说起
除了能够缓解供应链压力并保护环境外 ， “城市采矿”还能带来更低价的原材料 。 2018年一项关于中国废弃电视机中的金和铜的回收研究表明 ， 回收过程的经济性是原始开采的13倍 。
施特劳贝尔指出 ， 现有电池中可提取的高价值材料要比开采出来的材料多得多 。 他说道：“在岩石、矿石和盐水中 ， 这些关键材料的浓度都非常低 ， 但回收电池中的材料浓度很高 。 我们在对的地方提取对的材料 ， 所以材料浓度要比传统的采矿业高出一大截 。 ”
Li-Cycle的约翰斯顿则表示 ， 当前在矿区发现的最高等级的锂矿石只含有2%到2.5%的氧化锂 ， 而在“城市采矿”中 ， 其浓度是这个数字的4到5倍 。
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然而 ， 由于许多产品在设计的时候并没有考虑到材料回收 ， 因此从废弃产品中提取有价值材料的过程非常复杂 。 计算机制造商戴尔的体验设计负责人艾德·博伊德（Ed Boyd）表示：“现在的产品在设计时考虑的都是组装时间、成本、质量等因素 ， 有些产品的拆卸和分解要花20至30分钟 ， 因此在回收时对其进行快速拆解不太实际 。 ”
约翰斯顿团队目前正研究如何大幅降低所用材料的数量 ， 并在1分钟之内完成产品拆解 。 他表示：“实际上 ， 做到这一点并不难 ， 只是以前没把拆解难度作为一个设计标准 。 ”
循环经济真正规模化：任重而道远
虽然很少有人断然否定循环经济的作用 ， 但是也有很多人对此怀疑这些过程是否能够迅速扩大规模 ， 以满足未来10年中对清洁能源接近指数级的需求 。 矿业企业Anglo Pacific的
CEO朱利安·特雷格（Julian Treger）表示：“废材料回收这个想法听着貌似有吸引力 ， 但最终它就像是冶炼和提炼 。 这是一个增值加工的环节 ， 一般不会带来巨大的利润 。 ”
南非的TechMet是一家投资于金属开采、加工和回收的企业 ， 其创始人布莱恩·蒙耐尔（Brian Menell）称循环经济是一个“艰巨的任务” 。 他说道：“10年后 ， 一个经过优化的锂离子电池回收行业也许能满足电动汽车行业25%的电池金属需求 。 所以它只能成为一个贡献因素 ， 而不是解决方案 。 ”
当行业开始回收更多的电动汽车电池时 ， 循环经济真正规模化 。 电动汽车电池的平均寿命为15年 ， 因此第一波电池在短时间内还不会达使用寿命而回收 。 这个较长的时间线足以让技术不断发展 ， 但是与此同时 ， 时间也会带来风险 。 G2 Ventures的瓦尔曼表示 ， 如今大力发展回收技术 ， 但如果化学物质快速发展 ， 那么现在的化学物质所构成的电池到时候可能被时代淘汰了 。
咨询公司Circular Energy Storage的创始人汉斯·埃里克·梅林（Hans Eric Melin）表示 ， 如何持续获得废弃的汽车电池也可能是一个挑战 ， 因为发达国家的旧汽车经常被出口到发展中国家重新使用 。
梅林发现 ， 截至2018年底 ， 日产聆风电动汽车大约有40万辆 ， 其中近五分之一已在乌克兰、俄罗斯、约旦、新西兰和斯里兰卡等国家注册 。 在这些国家 ， 回收废旧车辆电池难度更大 。
Sila Nano的博迪切夫斯基表示 ， 目标是生产出使用寿命为30年的电动汽车电池 。 如果成功 ， 未来的回收需求就会减少 ， 整车成本也会下降 ， 有利于降低电动汽车的普及门槛 。 他说道：“我有信心 ， 将来我们会换车 ， 但不会换电池 。 在延长电池使用寿命和回收利用方面而言 ， 我们甚至还没有触及到电池时代的表面 。 ”
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