對於電動汽車的崛起過程，鮮有人能夠比「特斯拉背後的智囊團」–施特勞貝爾（JB Straubel）–理解得更透徹。 2003年，工程師施特勞貝爾在午餐時的一番話，讓埃隆·馬斯克（Elon Musk）相信電動汽車事業大有可為。

特斯拉稱報廢電池實現100%回收

編譯/永妍

隨後，他在特斯拉擔任了15年的首席技術官，設計了特斯拉的第一批電池，管理充電站網路的搭建，並主導了美國內華達州超級工廠的建設。 2019年，施特勞貝爾從特斯拉離職，馬斯克的傳記作者阿什利·萬斯（Ashlee Vance）表示，特斯拉不僅失去了一位創始人，也失去了”一部分靈魂”。

憑藉業內名氣和過硬實力，施特勞貝爾幾乎可以隨便挑矽谷的工作，然而他並沒有。 施特勞貝爾留在了他位於內華達州卡森的牧場內，目所能及之處，看不到一棵樹。 據稱，著名作家馬克·吐溫（Mark Twain）在這裡住過。 馬克·吐溫曾描述這裡為”一片沙漠，被荒蕪的雪山所包圍。 ”

2017年，施特勞貝爾就是在這裡創建了Redwood Materials公司，從事著如煉金術一般神秘又複雜的業務：分解廢棄電池，將其重組成新的電動汽車所需的金屬材料，再重新投入到供應鏈中。

“城市採礦”，變廢為寶

施特勞貝爾的目標是解決電動汽車行業目前最突出的問題。 雖然電動汽車在行駛時可以實現「零排放」 但隨著電動汽車逐漸興起，電池原料開採、製造和處理過程卻暗藏著環境危機。

施特勞貝爾表示：「現在的電動汽車，根本談不上『可持續』，連相關的近期規劃都看不到。 還在特斯拉的時候，我就有些受不了;前公司做大做強之後，我就實在忍無可忍了。 ”

Redwood的倉庫是”汝之蜜糖，彼之砒霜”的最好注解。 每個工作日，都有兩三輛重型卡車運來約60噸的廢舊智能手機、電動工具和滑板車電池。 施特勞貝爾手下相關團隊的130名員工就會從這些廢品中分離出來各種金屬，例如鎳、鈷和鋰，再將它們粉碎，並用化學物品處理成新的鋰電池原料，重新投入供應鏈。

電池中所使用的金屬一般都來自剛果民主共和國、澳大利亞和智利等國家，從露天礦中挖出或從沙漠池塘中蒸發出來。 但施特勞貝爾認為，就在人們身邊，有一個”巨大的、未開發的”來源：普通美國人的車庫。 他還估計，美國家庭中的舊手機、舊筆記型電腦中總共有大約10億個廢舊電池，從中都能回收到有利用價值的金屬材料。

對這些電池進行分解，再重新利用的過程被稱為「城市採礦」。。 電池材料創業公司Sila Nano的首席執行官基恩·博迪切夫斯基（Gene Berdichevsky）表示，大規模「城市採礦」是一項艱巨的任務：一輛高端電動汽車中的電池材料數量大約是一部智能手機的1萬倍。 但是，他補充說，按每千瓦時計算，一輛汽車電池中的鈷用量大約僅為一部手機電池中鈷用量的30分之一。 博迪切夫斯基補充道，”因此，每回收300部智能手機，其中的鈷就能用於生產1輛電動汽車的電池。 ”

Redwood還在建立自己的工業合作夥伴網路，亞馬遜、電動巴士製造商Proterra和電動自行車製造商Specialized都包括在內，以回收他們的廢品。 Redwood已經開始從松下公司接收電子廢物，並將可重新利用的材料送回松下公司，松下公司在Redwood以北50英里處的特斯拉超級工廠內生產電池芯。

“零排放”還只是個概念

施特勞貝爾賭上自己特斯拉賺得的部分財富，認為Redwood可以在「迴圈經濟」的興起發揮重要作用。 所謂迴圈經濟是一個誕生於20世紀60年代的想法，其核心是改變商品的設計、製造和回收方式。 全球範圍內的一些大型企業正接受這一概念，其中就包括了蘋果公司，其CEOTim Cook（Tim Cook）所設定的目標是”不必從地球上開採任何東西來生產新的iPhone“，這是該公司在2030年前實現碳平衡的承諾的一部分。

等迴圈經濟流行起來時，我們現在的做法，在子孫後代的眼裡一定非常愚蠢。 目前鈷主要是來自非洲剛果民主共和國，通常在大型工業礦井中開採，也有的使用基本工具手工挖掘。 開採出的鈷可能被運往歐洲最大的鈷精鍊廠所在地芬蘭，再運到世界上大部分陰極和電池的生產地中國，再被運往美國和歐洲。 電池芯在歐美國家被組裝成電池組，再被運到電動汽車生產線上。

在一輛電動汽車被貼上「零排放」標籤之前，鈷從礦場開採出來，到最後送到汽車製造商手裡，需要經歷長達2萬英里（約3.2萬公里）的超長途旅行，而這一旅程可不是”零排放”。

儘管如此，仍有獨立研究者表示，電動汽車對環境的破壞還是比傳統內燃機汽車要小。 但是目前這個行業依然有很大的提升空間。 施特勞貝爾認為，如果電動汽車的電池可以不斷地被回收再利用，那麼電動汽車製造過程中的碳排放量可以減少一半以上。

7月，Redwood發展提速，從投資人那裡籌集了7億多美元，能夠再招500多名新員工，並擴大業務範圍。 按照當前37億美元的估值計算，這家公司現已成北美價值最高的電池回收企業。 今年，Redwood預計將處理2萬噸廢料，目前已回收的材料就足以生產4.5萬個電動汽車電池組。

迴圈經濟支援者們表示，這種經濟可以讓地球變得更加可持續，減少堆積如山的廢品。 2019年，世界經濟論壇估計，到2030年，「迴圈電池價值鏈」可以佔到實現巴黎協定規定的目標所需減排量的30%，並在全世界範圍內創造1000萬個安全和可持續方面的就業崗位。

Lombard Odier投資經理公司的可持續解決方案主管克莉絲蒂娜·克奇（Kristina Church）說，運輸是創建迴圈經濟的”核心”，它不僅佔了全球二氧化碳排放量的六分之一，而且還與採礦和能源網交織在一起。

採礦企業Glencore的銅與電子元件循環負責人庫努爾·辛哈（Kunal Sinha）說到：”要想讓全世界在2050年實現淨零排放，僅靠資源效率、電動汽車和清潔能源是遠遠不夠的。 這個差距可以通過推動迴圈經濟，改變消費方式，重複使用東西，以及回收再利用來彌補。 “他還補充說：”回收的作用不容小覷。 回收相當於提供了『額外』的供應，一方面填補了需求缺口，另一方面還有助於緩解排放壓力。 ”

供應緊縮不容小覷

“城市採礦”雖然現在還比較小眾，但電動汽車已贏得廣泛政治支持，應對氣候變化上也已出臺了相關政策，城市採礦將在2030年之前成為主流。 美國能源部部長珍妮弗·格蘭霍姆（Jennifer Granholm）就呼籲政府作出承諾，在美國本土建立一個鋰基電池供應鏈。

這也是拜登政府的目標之一，美國現任政府計劃在2035年實現100%的清潔電力，並到2050年實現凈零排放。 格蘭霍姆表示，到2030年末，全球清潔能源技術市場的價值將達2300萬美元。 格蘭霍姆還提到，隨著中國等國家加大相關投資力度，美國也不願落後。

歐洲監管機構也在強調環境和社會問題之間的矛盾。 例如，如果汽車製造商停止生產燃油車，德國就會面臨嚴重的失業威脅。

根據麥肯錫的數據，中國政府正在對該行業進行補貼，以在2030年之前每年將電動汽車的銷量提高24%。

然而，對電動汽車的大力支援，有可能會帶來意想不到的後果。

今年出現的全球半導體短缺問題暴露了準時制模式（Just-in-time，JIT模式）汽車供應鏈的脆弱性。 晶元短缺僅僅是一個預兆，它可能意味著更大的破壞即將來臨，由於所有汽車製造商都希望對各自的產品進行電動化，未來鎳、鈷和鋰等電動汽車電池關鍵材料的供應也很有可能會遭遇供應瓶頸。

彭博新能源財經（BloombergNEF）發佈的數據顯示，今年電動汽車的銷量僅佔全球汽車總銷量的4%。 但是預計到2030年時，這一比例將大幅提升至34%，2040年將進一步提升至70%。

英國伯明罕大學教授保羅·安德森（Paul Anderson）表示：”未來將出現對原材料的大規模爭奪。 大家現在都急著把技術推向市場，對回收利用卻沒有足夠的考慮。 ”

G2 Venture Partners的清潔能源投資人莫妮卡·瓦爾曼（Monica Varman）估計，電池金屬的需求將在兩到三年內超過供應。 隨著市場對使用可持續材料重新設計電池這一做法做出反應，將出現一場持續5年左右的”供應緊縮”。 再生材料有助於緩解供應問題，但分析師們認為，在未來10年中，它最多也只能滿足20%的需求。

像Redwood這種以回收並再利用廢棄材料為主要業務的創業公司目前還是少數。 其中一家就是位於加拿大多倫多的Li-Cycle公司。 Li-Cycle成立於2016年，今年早些時候在與一家特殊目的收購公司的合併中籌集了超過6億美元的資金，當前估值為17億美元。 Li-Cycle已經與14家汽車和電池公司建立了合作關係，其中包括通用汽車和LG化學的合資公司Ultium。

Li-Cycle董事長蒂姆·約翰斯頓（Tim Johnston）表示，公司計劃在北美各地建設設施，收集舊電池並將其轉化為粉末形態的鋰、鎳、鈷和石墨。 Li-Cycle還將建立更大型的生產中心，將95%以上的物質再加工成電池級的材料。

約翰斯頓擔心，如果沒有大規模的城市採礦，即將到來的電池原材料短缺將帶來與1973年阿拉伯石油禁運一樣的後果。 當時美國的汽油價格在四個月內翻了兩番，美國政府對那次事件的描述為”對整個國家經濟穩定造成了結構性挑戰”。

約翰斯頓表示：「石油供應可以相對快速地恢復，畢竟開發一個油井和開始抽油並不需要太長時間。 但開採鋰、鈷或鎳礦，5年起步。 因此，電池原材料短缺不僅可能造成與石油禁運一樣嚴峻的影響，甚至是更為深遠的長期影響。 ”

規模化回收？ 得從產品設計說起

除了能夠緩解供應鏈壓力並保護環境外，「城市採礦」還能帶來更低價的原材料。 2018年一項關於中國廢棄電視機中的金和銅的回收研究表明，回收過程的經濟性是原始開採的13倍。

施特勞貝爾指出，現有電池中可提取的高價值材料要比開採出來的材料多得多。 他說道：「在岩石、礦石和鹽水中，這些關鍵材料的濃度都非常低，但回收電池中的材料濃度很高。 我們在對的地方提取對的材料，所以材料濃度要比傳統的採礦業高出一大截。 ”

Li-Cycle的約翰斯頓則表示，當前在礦區發現的最高等級的鋰礦石只含有2%到2.5%的氧化鋰，而在”城市採礦”中，其濃度是這個數位的4到5倍。

然而，由於許多產品在設計的時候並沒有考慮到材料回收，因此從廢棄產品中提取有價值材料的過程非常複雜。 計算機製造商戴爾的體驗設計負責人艾德·博伊德（Ed Boyd）表示：”現在的產品在設計時考慮的都是組裝時間、成本、品質等因素，有些產品的拆卸和分解要花20至30分鐘，因此在回收時對其進行快速拆解不太實際。 ”

約翰斯頓團隊目前正研究如何大幅降低所用材料的數量，並在1分鐘之內完成產品拆解。 他表示：「實際上，做到這一點並不難，只是以前沒把拆解難度作為一個設計標準。 ”

迴圈經濟真正規模化：任重而道遠

雖然很少有人斷然否定迴圈經濟的作用，但是也有很多人對此懷疑這些過程是否能夠迅速擴大規模，以滿足未來10年中對清潔能源接近指數級的需求。 礦業企業Anglo Pacific的

CEO朱利安·特雷格（Julian Treger）表示：”廢材料回收這個想法聽著貌似有吸引力，但最終它就像是冶鍊和提煉。 這是一個增值加工的環節，一般不會帶來巨大的利潤。 ”

南非的TechMet是一家投資於金屬開採、加工和回收的企業，其創始人布萊恩·蒙耐爾（Brian Menell）稱迴圈經濟是一個”艱巨的任務”。 他說道：”10年後，一個經過優化的鋰離子電池回收行業也許能滿足電動汽車行業25%的電池金屬需求。 所以它只能成為一個貢獻因素，而不是解決方案。 ”

當行業開始回收更多的電動汽車電池時，迴圈經濟真正規模化。 電動汽車電池的平均壽命為15年，因此第一波電池在短時間內還不會達使用壽命而回收。 這個較長的時間線足以讓技術不斷發展，但是與此同時，時間也會帶來風險。 G2 Ventures的瓦爾曼表示，如今大力發展回收技術，但如果化學物質快速發展，那麼現在的化學物質所構成的電池到時候可能被時代淘汰了。

諮詢公司Circular Energy Storage的創始人漢斯·埃裡克·梅林（Hans Eric Melin）表示，如何持續獲得廢棄的汽車電池也可能是一個挑戰，因為發達國家的舊汽車經常被出口到發展中國家重新使用。

梅林發現，截至2018年底，日產聆風電動汽車大約有40萬輛，其中近五分之一已在烏克蘭、俄羅斯、約旦、紐西蘭和斯裡蘭卡等國家註冊。 在這些國家，回收廢舊車輛電池難度更大。

Sila Nano的博迪切夫斯基表示，目標是生產出使用壽命為30年的電動汽車電池。 如果成功，未來的回收需求就會減少，整車成本也會下降，有利於降低電動汽車的普及門檻。 他說道：「我有信心，將來我們會換車，但不會換電池。 在延長電池使用壽命和回收利用方面而言，我們甚至還沒有觸及到電池時代的表面。 ”