前特斯拉 CTO 再创业,竟然看上了这门生意

十年前,特斯拉第一辆量产车型 Model S 还未正式出现在公众面前时,有人问特斯拉联合创始人兼 CTO JB Straubel 什么才是特斯拉的核心,后者毫不犹豫地给出了答案:电池。

所以当 JB Straubel 2019 年宣布离开特斯拉,投身的下一份事业是电池材料回收相关的工作时,熟悉他的人没有觉得特别惊讶。

前特斯拉联合创始人兼 CTO JB Straubel 2019 年离开后,目前在一家电池回收初创公司 Redwood Materials 就职 | 官方供图

2017 年成立,一直「被雪藏」的 Redwood Materials 最近出现在了公众面前。这家由 Straubel 成立的初创公司和特斯拉位于内华达州的超级电池工厂离得并不远,主要进行电池材料的回收再利用业务,目前已经与松下建立了合作关系,将特斯拉超级电池工厂的废料进行回收利用,用于新电池的生产制造。

Straubel 认为,未来十年内,Redwood Materials 有望将电池原材料的成本拉低至现有的一半价格。

由于电池将近一半的成本都来自镍、钴、锰等贵重金属原材料,电池回收这门生意其中蕴含的巨大行业机会,也开始展现在人们面前。

锂电池好用,回收不易

2019 年 10 月 9 日,瑞典皇家科学院将 2019 年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科学家,以表彰三人在锂离子电池领域作出的贡献。如今笔记本电脑、手机,以及电动汽车等电子产品的盛行,都与这三位科学家有着千丝万缕的联系。

1985 年,日本化学工业公司研究员吉野彰(Akira Yoshino)使用碳质材料组装了一个原型电池,可以将锂离子作为其中一个电极使用,开发出了首个接近商用的锂离子电池。第二年,索尼开始着手研发可充电式锂电池,最终两家公司联手,在 1991 年发布首款商用锂电池。

经过近三十年的发展,锂电池至今仍是全球最主流的电池形态,也是目前性价比最高的电池。

手机中的电池或许是锂电池最成功的的商业产品之一 | Unsplash

市场调查公司 Markets and Markets 预计,今年全球锂离子电池市场需求总价值将达到 442 亿美元,到 2025 年还将进一步增至 944 亿美元,期间年复合增长率达 16.4%。而另一家咨询机构伍德麦肯兹从电池制造角度分析,预计到 2030 年,全球锂电池制造能力将在 2019 年的基础上翻两番,达到 1.3 太瓦时(1 太瓦时等于 1 万亿瓦时)。

面对锂电池市场激增的趋势,另一个问题也逐渐浮现出水面:科技产业固然能带动锂电池行业高速增长,但废弃的锂电池数量也处于迅猛增长的阶段。如果不经过合适的处理,这些电池将对环境产生极其恶劣的影响。

毫无疑问,电动汽车使用的锂电池是电池行业的又一突破性产品。但是不同于 5 号、7 号干电池,体型庞大的锂离子电池组在回收阶段要格外注意。

最早的电动汽车和电动自行车使用的电池没有什么两样,内部搭载的是铅酸电池。铅酸电池对环境最大的影响来自于其中的重金属铅,对人类健康有潜在的危害。但它的优势在于,可回收率高达 99%,几乎可以被完全回收重新利用。

但铅酸电池的能量密度远低于锂电池,所以在锂电应用成熟之后,铅酸电池正逐渐退出历史舞台。

这就回到了我们上面提到的问题,废弃锂电池的回收产业并不完善。许多年前流行的说法是,锂电池的回收率甚至不足 5%。

新能源汽车中的电池模组 | 视觉中国

为什么会出现这种状况?

福布斯杂志在今年发表的一篇文章中提到一点,除了消费电子产品中使用的小型电池(比如手机电池)以外,大规模使用的锂电池还没有达到使用寿命期限。新能源汽车就是其中最大的产业之一。

也就是说,相比铅酸电池,商业化三十年的锂电池才算是「刚刚起步」,而装载在电动汽车上的动力电池,可能是目前最大规模使用锂电池的产业。

已经逐渐成熟的新能源行业,大街上随处可见的电动汽车,背后的锂电池回收产业也开始受到关注。

一块电池的回收之路

关于锂电池的回收率,这几年已经有比较权威的数据证明其远不止 5%。

瑞典能源局此前发布的《循环储能报告》发现,实际上中国和韩国已经成为全球大多数废旧电池的回收中心。该研究指出,2018 年锂电池全球回收量高达 9.7 万吨,其中中国 6.7 万吨,韩国 1.8 万吨。

这个数字,约占当年报废电池的 50%。

所以,在动力电池回收的产业链中,作为全世界动力电池产能前三的中日韩,已经开始有所行动。

话又说回来,回收电池到底有多少技术含量?这就不得不提到电池回收的体系。

而需要明确的是,回收电池并不是完全地把电池原封不动地用在其他地方,而是分为几个板块,形成一条不断有分岔口的大路。

首先,废旧动力电池有两种主要回收形式:梯次利用和拆解回收。

动力电池回收产业链 | 广发证券研究报告

梯次利用指的是使用一段时间后电池容量降低,电动汽车无法继续正常运行,但是电池本身没有报废,就可以用在电力储能、通信基站后备电源等场景。

整个过程步骤也比较繁琐:企业需要将报废电池中一致性较高、性能相对较好的电池通过检测等方式筛选出来,完成电池组的配组,进而出售给下游的梯次利用企业。

中国铁塔是下游企业的典型代表,这家公司可以根据电价水平和电网负荷情况快速响应:在电价高峰时段和用电高峰等发电厂高负荷运转时段,由梯次锂电池为基站供电。

受益于存量基站更新换代、5G 基站大规模普及带来的通信储能广阔市场空间以及电力储能在发电侧、电网侧、用户侧的快速商业化,锂电池储能市场发展迅速。

如果梯次利用使用得当,不仅可以降低动力电池的成本并延长使用寿命,还可以有效降低储能成本,一举两得。

另一种形式就是拆解回收。这种形式更容易被人们理解,就是提炼报废电池中的贵金属。这也是 Redwood Materials 切入的领域和方向。

以目前电动汽车上最常见的三元锂电池为例,其拆解产物镍钴锂铜铝等金属仍具有较高的经济价值,经过提炼后的金属还可以用于动力电池的再制造。

镍、钴、锰均为稀缺资源,回收再利用的商业价值极高 | 视觉中国

回收方式也比较讲究,通过对金属选择性溶解,分离浸出溶解液中的金属,将金属离子提取出来。这种回收方式被称作「湿法冶金」,工艺相对复杂,但回收率较高。

相应地,在成本方面,湿法冶金的门槛也会更高。此前在铅酸电池的回收中大多以高温降解的方式,即通过高温焚烧去除粘合剂,将各类金属热解。如今这种方式已不再适用。

特斯拉技术联创成立的 Redwood Materials 主要进行的就是电池材料的回收再利用业务,目前已经与松下建立了合作关系,将特斯拉超级电池工厂的废料进行回收利用,用于新电池的生产制造。

电池回收的商业拐点

日前,商务部、工信部等部门联合发布《报废机动车回收管理办法实施细则》,将于今日起施行。细则对动力电池回收利用做了进一步规定,要求回收拆解企业对报废新能源汽车的废旧动力蓄电池或其他类型储能装置进行拆卸、收集、贮存、运输及回收利用,加强全过程安全管理。

关于动力电池回收的政策并不是刚刚出现,早在 2018 年 3 月,工信部等七部委发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》,算是政策上第一次号召建立动力电池的回收体系。该实施方案中提到,探索形成动力蓄电池回收利用创新商业模式,支持中国铁塔公司等企业结合各地区试点工作开展动力蓄电池梯次利用示范工程建设。

中国铁塔也在 2019 年初宣布,公司已全面停止采购铅酸电池,统一采购锂电池。这则消息也从某种程度上说明了动力电池更新换代的节点。

中国铁塔停止采购铅酸电池,全面转向锂电池是动力电池回收的一个节点 | 视觉中国

2019-2020 年是一个相对明显的分界线。这之前,动力电池回收还是一个偏小众的生意,无人愿意涉足。但随着新能源汽车市场的增长,动力电池回收也随之开始进入业内人士的视野。

我们先来看下中国新能源汽车的销量。

2009 年是中国开始大力推广新能源汽车的时间点,2010 年中国新能源汽车销量仅 8159 辆。2015 年,新能源汽车销量陡然增高达到 33.1 万辆,比 2014 年增长近 5 倍,并且渗透率首次超过 1%,是新能源汽车在中国实现高速增长的标志性事件。

按照动力电池的平均寿命为 5-6 年来计算,第一批大规模「退休」的新能源汽车即将到来。

据中国汽车技术研究中心数据显示,2020 年,我国动力电池累计退役量将达 20 万吨 (约 25GWh);2025 年,累计退役量约为 78 万吨 (约 116GWh)。这也与新能源汽车销量增长步调基本一致。

同样,高速增长的需求已然刺激到了动力电池回收背后的产业链。有些人蠢蠢欲动,有些人也早已看到了其中蕴藏的机会。

「第三方回收公司里,格林美应该是最大企业之一。」一位业内人士告诉极客公园(ID:geekpark)。2001 年成立的深圳格林美以废旧电池回收起家,现已扩展打造「电池回收—原料再造—材料再造—电池包再造—新能源汽车服务」的新能源全生命周期价值链。

近日,格林美发布的财报显示,2020 上半年公司回收动力电池包及模组超过去年全年总量,且动力电池回收业务实现盈利。

动力电池回收正在成为一门大生意 | 视觉中国

目前,格林美已与全球 201 家知名整车厂及电池厂签署了动力电池回收协议并展开合作,包括比亚迪汽车、北汽、蔚来汽车、捷豹路虎等企业,足以说明动力电池回收大规模增长的需求。

另一方面,电池生产厂商也是最早发现并布局动力电池回收行业的公司。

中航锂电、深圳比克、国轩高科等电池厂商分别在 2014-2016 年自建电池拆解回收产线。全球最大的电池厂商宁德时代则在 2015 年全资收购了当时市场份额最高的电池回收企业邦普科技,作为其内部「电池生产-销售-回收」的循环产业链补充。

在宁德时代的财报中,电池回收没有单独呈现,而是被归到「储能系统」业务中。宁德时代方面表示,公司持续加大储能业务的产品开发和市场推广力度,储能系统销售收入为 5.67 亿元,同比增长 136.41%。不管是梯次利用或拆解回收,这个数字都不容忽视。

可以预见,从当前的节点出发,电池回收会越来越受人关注。国际能源署也预计,2030 年左右全球锂离子电池回收市场将增长到 200 亿欧元(约合人民币 1648 亿元)。

不仅市场规模,对电池的严格管控、技术加持的门槛和对环保的要求,都让动力电池回收获得了许多关注。

不管在动力电池还是更大范围的锂电池行业中,当下也许都会是一个重要的历史拐点。

责任编辑:于本一

题图来源:视觉中国

本文首发于极客公园,转载请联系极客君微信 geekparker 或 zhuanzai@geekpark.net

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