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電動車大戰2.0最關鍵的一役!電池.循環.新黑金

文 / 林鳳琪    
2022-05-27
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電動車大戰2.0最關鍵的一役!電池.循環.新黑金
淨零浪潮掀電池大戰,電池循環新黑金,已是各界競逐的新戰場。陳之俊攝
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淨零浪潮下,全球掀起一股綠色新時尚運動。電動車從奢華玩具,逐漸變成全體人類的共同必需品,特斯拉創辦人馬斯克獨具慧眼,並躍居全球首富。但為了減碳,需求暴增的電池,卻也引發地球與人類的另一場浩劫。開發電池造成的「血鈷」「妖鎳」等問題,甚至電池廢棄的汙染,都讓電動車背負原罪。

因此,電池回收再生利用,已成為全球新經濟!特斯拉前技術長的「城市採礦」新創成了備受關注的獨角獸,中國大陸也已推動電池回收多年。電池將會是人類浩劫?抑或是「新黑金」帶來無窮商機?面對已經開打的電池循環戰,台灣「一級玩家」絕對不能缺席! 

我們面對著一場無從迴避、難以置身事外的戰役。而且,迫在眉睫。贏或輸?生或死?電池浩劫如何解套,不僅決定低碳轉型的成敗,更關乎地球未來的存亡!

是的,這場戰役的決勝關鍵是「速度」,而驅動成敗的主角,則是「電池」。從最近的全球趨勢,就可以看出這場「迫切的危機」!

淨零浪潮下,全球正掀起一股綠色新時尚運動。諷刺的是,為了減碳,需求暴增的電池,卻也引發了地球與人類另一場浩劫。

今年5月初,全球鋰價每公噸已驚漲至7萬8032美元,相較於2012年每公噸約4450美元,漲幅超過20倍以上。

血鈷妖鎳讓電動車背原罪 全球首富馬斯克也跳腳 

鋰價瘋漲,讓特斯拉執行長馬斯克(Elon Musk)急得跳腳,透過個人Twitter發文表示,若製造電池的關鍵金屬成本再繼續飆漲,那麼,為了確保電池關鍵原物料來源,特斯拉不排除自己跳下來,跨足鋰礦開採與精煉。

事實上,鋰元素並非稀缺金屬,卻因為電動車市場快速飆升,掀起全球搶鋰大戰。

今年5月中,中國傳出動力電池回收價飆漲逾140%。業界人士分析,通常回收價是新品的六折或七折,如今因鋰、鎳、鈷原物料價格驚漲,竟造成市場搶貨,回收價天天飆漲,甚至「廢料貴過新貨」的亂象頻傳。

鋰礦事件與廢料之亂,其實只是電池隱憂下的冰山一角。

在非洲,「血鈷」事件頻傳,猶如血鑽石翻版。

全球2/3的「鈷」,來自非洲的剛果共和國,製造鋰電池就占了其中50%。根據摩根士丹利分析,2018年約1.1萬噸鈷用來造車;隨著電動車成長,2025年,鈷的使用量,恐將逾6萬2940噸。

鈷有多重要?中國大陸國家物資儲備局對原油的安全庫存,僅約3天的全球供應量。但對鈷的安全庫存約5000噸,是全球15天的供應量。

電動車浪潮,也推升鈷價一路上漲,2021年甚至大漲119%。這也迫使特斯拉在部分平價車款,改用磷酸鋰鐵電池取代鋰三元電池。

豐厚利潤驅使下,非洲鈷礦開採不斷傳出虐待、囚禁童工等「血鈷」事件,猶如血鑽石翻版,也讓電動車在減碳永續的美好光環下,背負原罪。

非洲鈷礦血汗虐待頻傳,讓電池產業蒙上一層陰影。達志提供圖/非洲鈷礦血汗虐待頻傳,讓電池產業蒙上一層陰影。達志提供

俄烏戰事開打,「妖鎳」震驚全球 

鋰電池中,另一個關鍵元素「鎳」,也因供需失衡,頻傳「妖鎳」事件。

鎳主要產地之一,俄羅斯就占全球產量超過一成。今年2月俄羅斯與烏克蘭開戰後,鎳價也跟著飆漲,曾一夕漲逾250%。3月初,倫敦金屬交易所(LME)更因為軋空醜聞,爆發震驚全球的「妖鎳」事件。

以現況來看,電池生產過程,已釀生態耗竭;隨著退役潮湧現,廢電池若沒妥善處理,更將掀起另一場環境浩劫。隨著電動車銷量成長,隱憂已現。

電動車電池容量一旦低於80%,就會被淘汰。以車用電池平均壽命五至八年推估,全球將迎來電池汰役潮。中國首當其衝,如何處理暴增的廢電池?將是各國最棘手的問題。

中國大陸近幾年,就面臨廢電池因存放不易,爆炸事件頻傳的棘手挑戰。2021年,湖南特斯拉供應鏈廠商,深夜傳出爆炸,火舌衝天,甚至炸出一朵蕈狀雲,顯示爆炸威力不小。

歸根結柢,近年,所有電池引發的亂象,皆起因於一組關鍵數字,「1.5℃」,這是本世紀,最重要的一組數字;也是21世紀,人類最嚴峻的挑戰之一。

為了替地球降溫,人們不得不鬆手工業革命百年來,深深依賴的化石燃料能源;全面轉身,擁抱潔淨能源。

揮別化石燃料,電動車百花齊放 

減碳急迫壓力驅動的「新低碳經濟」,此刻,正風起雲湧。

其中,尤以能降低交通碳排的電動車,以及調節電網、穩定再生能源供應的儲能,是各國拚減碳,重中之重的關鍵。

減碳已是各國競逐的關鍵戰場。

整理:林鳳琪圖/整理:林鳳琪

很快的,2025年,荷蘭與挪威將全面禁售燃油汽車;德國與印度的目標是2030年;法國、英國則是2040年。

美國總統拜登上台後,宣示減碳決心。除了計畫將65萬輛公務車全汰換為電動車,為達2040年全面零排放電動車的目標,更打算投入數十億美元,增建55萬座充電站。

依此趨勢,工研院研究推估,再過三年,2025年,美國電動車滲透率將達21.88%;意即每五輛新車,就有一輛是電動車。

中國大陸甚至更早在2018年,就已強制要求車廠,電動車需占年銷售額10%以上。達不到的車廠,將喪失賣車資格。

全球各大車廠也積極搶進電動車。歐洲福斯、美國通用一線要角,紛紛訂出燃油車末日期程。連日本豐田、本田、日產等車廠,也擋不住浪潮,2021年,不約而同宣布,全力發展電動車。彭博新能源推估,2040年,全球有2/3的車輛,將會是電動車。

2040年,推估全球2/3的車輛將會是電動車。圖/2040年,推估全球2/3的車輛將會是電動車。

儲能攸關國安,各國擴建供應鏈 

電動車時代將來臨。除了電動車,低碳新經濟的另一個關鍵要角,就是儲能。

根據彭博新能源預測,2030年,全球儲能裝置將達358GW、1028GWh,相較2020年的17GW、34GWh,成長驚人,超過20倍。

整理:林鳳琪圖/整理:林鳳琪

不論是電動車或儲能,都少不了的關鍵,就是作為能源載體的電池,尤其是以能量密度較高的鋰電池為主流。

2030年,隨著電動車年銷售量達1050萬台,電池年需求量也達554GWh。

若以儲能需求推估,工研院材化所主任陳金銘指出,2025年全球電池儲能市場超過15GW,產值將逾新台幣2000億。

這也帶動全球鋰電池需求飆漲。2021年全球約303GWh;2030年,需求量將超過1200GWh。

十年快速成長四倍,推升電池成為繼晶片後,各大車廠瘋搶的關鍵物資。更是繼半導體後,被各國政府列為重要戰略物資與國安產業。

美國總統拜登於白宮就職百日演說時,整理盤點美國重要的國安物資,包括:高容量電池與半導體、關鍵礦物與材料、藥品與原料藥,並列為四大國安戰略產業。

美國能源部也發布「鋰電池國家藍圖」,指出:「美國在運輸、電網和航空領域的電池供應鏈,關鍵技術受制於他國,非常脆弱,」並提出十年計畫,要在美國境內,打造涵蓋關鍵礦物取得及電池回收之完整鋰電池供應鏈。

意識到電池攸關未來能源與產業安全的歐洲,也快馬加鞭,從2019年境內供應鏈僅約20GWh產量,一舉拉高至2030年的700GWh。

整理:林鳳琪圖/整理:林鳳琪

比晶片還缺,電池荒到礦藏稀缺 

然而,全球從瘋搶電池,到各國搶建電池供應鏈與製造廠,卻也捲起另一場風暴;搶完電池,搶關鍵金屬礦,鋰、鎳、鈷,這些金屬愈來愈稀缺,價格也不斷飆漲。

各國政府不但將電池供應鏈與製造廠,列為國安戰略物資,更積極推動電池材料與礦源的自主化。

電動車的汰役電池梯次利用,以及廢電池提煉貴金屬再生利用的城市採礦,已被業界視為最可行的關鍵解方。

開發特斯拉關鍵電池與動力技術,被馬斯克視為共同創辦人,特斯拉前技術長史特勞貝爾(JB Straubel),就嗅到電池隱憂。

2017年史特勞貝爾投資逾8億美元,創Redwood Materials,在美國內華達州建立電池回收和加工廠,每年預計將可回收處理2萬噸電池材料,供松下與特斯拉使用。

看好城市採礦的趨勢與巨大商機,亞馬遜也捧著現金搶投,如今Redwood Materials已是估值達37億美元,備受關注的獨角獸之一。

除了城市採礦,如何讓電池梯次利用,發揮最大效益,也是各大車廠積極研發的技術。

電池再生成顯學,推動城市採礦 

工研院產科國際所經理呂學隆指出,在日本,住友商事就與Nissan成立合資公司4R Energy corp,成功建構Leaf車用電池回收與梯次再利用於儲能市場。

電池產業經驗將近20年,創揚創辦人李泰安觀察,為解決電池荒與成本居高不下,電池梯次利用已是各大車廠參戰電動車的關鍵戰場。

全球政府與車廠,皆對電池產業大力支援,原因亦可能與國安有關。達志提供圖/全球政府與車廠,皆對電池產業大力支援,原因亦可能與國安有關。達志提供

李泰安更透露,為了方便回收再利用,歐洲某知名電動房車,已從源頭設計,統一電池規格,打造更易於抽換、組裝的抽屜式模組,就是為了梯次利用布局。「電動車汰役電池,能梯次利用於超級充電站儲能櫃,今年就會問世。」

在日本電力自由化與虛擬電廠扮演關鍵要角的台灣新創「聯齊科技」,創辦人兼執行長顏哲淵分析,日本自從311大地震後,缺電焦慮,讓日本家家戶戶幾乎都建置儲能系統,電力公司並打造社區虛擬電廠,即時救援。

聯齊曾以汰役電池梯次利用,替日本超商打造結合太陽能發電、儲能與智慧電網的虛擬電廠。但顏哲淵提醒,關鍵是電池管理。看好電池循環經濟,為能掌控每個電池的使用旅程與數據,聯齊計畫在台灣自建電池模組廠。

整理:林鳳琪圖/整理:林鳳琪

永續未來的低碳經濟戰 不能缺席「新黑金」商機 

淨零倡議影片中,呈現了電動車、綠能將帶來的永續未來與美好想像。

街道上,一輛又一輛的電動車,零排放。海面上,一座座的離岸風電;屋頂上,一片片光燦燦的太陽能板,全綠能的日常,彷彿近在眼前。

事實上,全球有少數幾個低碳社區,也完美詮釋了永續循環,地球共好的美好未來樣貌。

使用汰役電池打造微電網,實踐低碳社區 

在泰國中西部,有一座由豐田與當地政府聯手打造的Toyota Green Town Ayutthaya。

被喚為豐田綠城的大成府,在城市大街小巷中,只看得到電動車;家家戶戶都設置太陽能板,甚至連儲能電池,都是將各種電動車汰役的電池,梯次循環再利用。

在日本島根縣,大田市結合太陽能及汰役電池,打造家戶儲能與社區分散式微電網系統。

不論是泰國的Toyota Green Town,或是日本島根縣大田市社區,想實踐能源自主與永續,都少不了關鍵的能源載體、電池。更巧妙的,是將汰役電池梯次再利用。

能源轉型驅動,風起雲湧的低碳經濟,讓電池猶如科技發展關鍵的晶片,也像是在嚴峻疫情下,各國瘋搶的疫苗。

這,將是地球另一場浩劫?抑或是新黑金?無論如何,全球新一輪賽局都已開始。

而這場台灣絕不能缺席的戰役,不僅是迫切的危機,更是前景無限的轉機!

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