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特斯拉联合创始人的目标是打造整个美国电池行业

汤姆·兰德尔

周二,2021年9月14日,晚上8:35

(彭博社)——由特斯拉公司联合创始人J.B.斯特劳贝尔(J.B. Straubel)创建的电池回收公司红杉材料公司(Redwood Materials Inc.)一直在保守一个大秘密:它不是一家真正的回收公司。

当然,红杉已经迅速崛起,成为美国最大的锂离子电池回收商。但斯特劳贝尔在2019年离开特斯拉并不只是为了清理美国的垃圾抽屉。他首次向彭博社描述了他更大的目标,即把电池组件行业的一大块业务从亚洲转移到美国。

斯特劳贝尔说:“看到这么多国家和汽车公司宣布转向电动汽车,这既令人鼓舞,又令人恐惧。”“但在需要采取什么措施方面存在巨大差距。”

为了填补这一空白,斯特劳贝尔已经着手建造世界上最大的电池材料工厂之一。红杉材料公司目前在内华达州经营着三家工厂,它正在更远的东部寻找一个地方,建造一个新的百万平方英尺的工厂。斯特劳贝尔表示,这一增加将使红杉成为美国主要的阴极生产商,成本远远超过10亿美元。(每个电池都有两个电极——阳极和阴极——数万亿个带电锂原子在这两个电极之间穿梭。阴极在很大程度上决定了电池的成本、性能和环境。)

斯特劳贝尔说,到2025年底,这家美国工厂将每年生产100千兆瓦时的电池材料。这足以每年生产约130万辆远程汽车,与亚洲最大的汽车生产商相当。他说,到2030年,这个设施将增加到每年5千兆瓦时。以今天的价格计算,每年阴极的价值是250亿美元。红杉计划到2023年在欧洲建立一个类似的工厂。

“这些数字听起来很疯狂,但当你看看市场需要什么时,我就会说,天哪——这够激进吗?”斯特劳贝尔说。“总得有人做这件事。事实上,我们需要至少四家公司在同一时间内做出同样积极、疯狂的事情。”

电动汽车目前仅占乘用车销量的4%,但大反转即将到来。至少有15个国家和31个城市已经宣布了完全淘汰内燃机汽车的时间表,从2025年的挪威开始。上个月,美国总统拜登签署了一项行政命令,目标是到2030年,美国汽车销售的一半是电动汽车。美国最大的汽车制造商通用汽车公司承诺,到2035年,所有汽车都将实现电气化。

这些电动汽车的承诺是基于电池价格下降的经济力量。根据彭博NEF追踪的数据,全球电池供应每增加一倍,电池的生产价格就会下降约18%。这是一条学习曲线,由电池制造业的巨额投资推动,比如特斯拉在内华达州的电池Gigafactory。这条规则有一个明显的例外:电池材料。

斯特劳贝尔离开特斯拉的部分原因是,他对全球供应链即将出现的瓶颈越来越感到担忧。他说,汽车公司终于开始关注电池制造,但对电池中“不那么吸引人”的部件不那么感兴趣。

红杉材料公司正在从事三种类型的业务:回收、制造铜箔作为阳极和生产阴极。回收工作在内华达州卡森市的总部完成。该公司最近在内华达州的斯托里县一处100英亩的场地破土动工,以生产这种供应短缺的精致铜箔。斯特劳贝尔说,阴极工厂将是其迄今为止最大的努力。

该公司的目标是在2025年达到100千瓦时,这意味着它不能再仅仅依靠回收材料。与一些消费电子产品不同的是,从电动汽车的生产到它们的电池准备好回收之间有很长的时间间隔。在次要应用程序中重用包可能会进一步延迟。如今,电动汽车的电池在红杉的回收库存中所占比例不到10%。斯特劳贝尔说:“我们将尽可能提高回收率,但这将取决于可回收材料的可用性。”“如果我们最终消耗了50%或更多的原始原料,那也没关系。”

斯特劳贝尔相信,在未来的几十年里,可回收材料将“接近100%”用于全球电池生产。他说,回收已经是有利可图的,不把回收与提炼和生产结合起来的公司最终将无法在成本上竞争。竞争对手对前景同样充满信心,包括马萨诸塞州伍斯特市的Battery Resourcers Inc.、加拿大初创企业Li-Cycle Holdings Corp.以及中国创业板(GEM Co.)等行业老牌企业。

据彭博NEF分析师James·弗里思称,红杉材料公司转向阴极生产是电动汽车行业的一大发展。阴极不仅是成本的最大驱动因素,也是电池生产中污染最严重的部分。整合美国的供应链——以及随之而来的技术进步——将极大地减少电池生产的污染排放。

“这将是世界上最大的阴极工厂之一,”弗里思说。“如果你摆脱了这条漫长的供应链,你就不必做那么多的原始炼油,你就能减少一大块排放。”

在企业等待第一波电动汽车的普及之际,消费电子产品提供了一个令人惊讶的有效替代品。例如,消费类电子产品的电池中钴的含量要高得多,而钴是最昂贵和最具争议的电池原料之一。根据彭博NEF的计算,要为一辆特斯拉Model Y提供足够的锂,需要6147块回收的iPhone电池,但只要166块iPhone电池就能提供足够的钴。斯特劳贝尔说,旧电子产品中钴含量太高,红杉公司通过回收生产的钴总是比生产所需的钴多。

与直觉相反的是,由于电池生产对能源的高要求,制造电动汽车比制造汽油动力汽车产生更多的污染。然而,电动汽车的运行效率要高得多,在汽车的使用寿命中,它们完全可以弥补这一开始的不足——即使在大多数电力来自煤炭的地方也是如此。

根据彭博NEF的数据,在美国,一辆电动汽车要行驶大约16000英里才能对环境产生净效益,也就是美国普通司机大约一年半的汽车保有量。据弗里思说,雷德伍德的计划几乎将这一数字削减了一半。如果在美国整合供应链,并使用50%的可回收材料,那么电池组制造过程中的排放至少会减少41%。

城市矿业

当任何人把旧手机或笔记本电脑放在百思买回收中心时,它就会被送到雷德伍德工厂。当松下在内华达州的Gigafactory为特斯拉生产电池时,废料也会产生。自从斯特劳贝尔离开特斯拉以来,红杉材料公司已经占据了美国锂离子电池回收市场的一半以上。它与亚马逊公司、电动巴士制造商Proterra Inc.、Specialized Bicycle Components Inc.达成了电池回收协议,更重要的是,它还与北美最大的电子产品整合商电子回收服务公司(ERI)达成了独家协议。

收集后,红杉材料公司将材料分解、撕碎、燃烧,并将其混合在泥浆中,以分离出有价值的镍、锂、钴和铜。据雷德伍德公司称,超过95%的核心电池材料都是可回收的。然后,产生的粉末会绕回供应链。

红杉材料公司之前,大多数美国回收商店只是碾碎电池成粗粉被称为“黑弥撒”,便于运输,然后运往海外提炼和处理这些材料,根据Jeffrey spangenberg主任能源部的刚电池回收研究中心。这比完全不回收要好,但它仍然会造成严重的环境破坏,并没有减少对外国供应商的依赖。

“我们想一次性购买这些材料,然后把它们保存在这里,”Spangenberger说。“回收者和制造商在一起——如果这能在一个屋檐下完成,那么我们就同时回答了两个问题。”

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