「為世界充電。」兩年前諾貝爾化學獎公布時,瑞典皇家科學院秘書長漢森(Göran K. Hansson)以此描述得獎者的貢獻。
鋰電池的發明,讓三位學者共同得獎,並被喻為「鋰電池之父」。他們在一九七○年代的石油危機期間,接力研究鋰離子(Lithium-ion)電池,讓電動車有機會取代燃油車,讓世人終能向「石油世紀」說再見。
其中,任教於美國紐約州立大學旗下賓漢姆頓大學(Binghamton University)材料研究所的惠廷翰(M. Stanley Whittingham),是三人中的第一棒,他開發出了第一個可運作的鋰電池。
商周獨家專訪惠廷翰,談「金屬世紀」的前景,以及對台灣的建議。以下為視訊專訪摘要:
商周問(以下簡稱問):你同意稀有金屬是「新石油」的時代到來了嗎?
史丹利.惠廷翰答(以下簡稱答):同意。如果你和加州帝王谷(Imperial Valley)的人聊天,這地方過去以農業為主,但你能想像,他們現在改叫「鋰谷」嗎?因為在當地的索爾頓湖(Salton Sea)以及地下,發現了大量的鋰。(編按:若開採順利,預計能生產世界上近三分之一的鋰。)
一九七○年代我在艾克森美孚(Exxon Mobil,美國市值最大的石化公司)工作。他們預計石油產量將在二○○○年達到高峰,所以要替將來做打算,當時就想製造電動車,我們認為將會以鋰電池做為動能。
但我們沒料到科技發展得這麼快。在七○年代,沒電腦、沒筆電,也沒手機。從那之後,這些東西全都被發明出來了。
現在時代真的變了,我們正從煤和石油的世紀,進入了電力的世紀。
問:相較石油能製成各種石化產品,進入我們的生活,這些稀有金屬還可能在哪些領域取代石油?
答:我認為這些金屬會被更廣泛的使用,但現實來說,我們仍將使用塑膠,它們仍將來自石油或類似原料。也許可以用二氧化碳為原料來製造塑化產品,這方面有很多研究,但石油不會消失。
我們還是會持續開採石油,但要的是乾淨的油。如果二十年後,煤炭沒有跟著完全消失,我會很驚訝。
電池製造將從亞洲轉回歐美
短期目標:停用「剛果鈷」
問:電池生產技術目前掌握在松下、LG及寧德時代等中日韓企業中,你會擔心少數企業把持,甚至掌控價格嗎?
答:某種程度我認為是的。但我們必須記住,電池技術及科學知識,主要仍由美國、英國和歐洲擁有,而不是亞洲。亞洲目前主導電池製造,我認為這在五年或十年內會改變,歐美會重拾電池製造。
你將會在世界各地找到區域供應鏈。如果為了製造電池,而必須將材料在世界各地運輸,我們就無法擁有(對環境)可持續的電池。
像美國和加拿大有很多鎳,愛達荷州有鈷、北美洲有鋰,美國政府將鼓勵企業在美國境內加工這些材料。現在有一些材料從美國送到加拿大加工,然後送到北歐進行二次加工,再送到中國進行最後加工。我認為未來會轉而在北美進行所有的加工。最終,美、加將合作,可能還會與墨西哥、南美合作。
問:你的意思是生產將會分散化,那原料呢?這些稀有金屬礦產仍然控制在少數幾個國家。
答:這就是科學家必須找到替代方案之處。我認為美國和世界上大多數國家,現在的一個大目標,是將鈷從電池中去除。三年到五年前,電池中鈷含量約為三三%,現在降到一○%以下,我預計明年將降至五%。我們會想出替代方案的。
鈷太貴了,無論如何都要停用鈷。此外,在西方世界,很多人擔心剛果(產鈷大國)的童工問題。所以現在像蘋果這樣的公司,(對上游電池及原料廠)施了巨大的壓力,要求「停用剛果鈷」。
另外,當我剛開始做鋰電池時,所有的鋰都來自北卡羅來納州,不久之後,鋰就改自澳洲和南美進口。只要價格上漲、需求增加,人們就會去找更多的礦源。
到最後,你必須回收所有的東西⋯⋯,屆時,所有回收的低成本材料,都將變得更有價值。~史丹利.惠廷翰
各國將重拾金屬掌控權
未來「回收材料」都將變有價值
問:從地緣政治角度來看,上世紀美國控制著中東這個主要石油供應地,但如今在金屬市場,中國似乎取代美國的地位?
答:中國可以試圖主導。但最終其他國家可能會說:「我們把它國有化吧!」例如委內瑞拉的石油業就是這樣,沙烏地阿拉伯的石油,基本上也是由國家掌控。你會發現南美現在也會開始想:「為什麼我們要讓中國拿鋰和鎳來賺錢?我們也要自我升級,賺更多的錢。」
各國政府不能像殖民地時期那樣,想幹什麼就幹什麼,其他國家都將採取相同的立場——知道要由自己國家掌控資源。
問:白宮的百日供應鏈報告中,將大容量電池和關鍵礦物視為發展關鍵。你認為,美國的政策將如何影響電池產業?
答:很明顯,美國最大電池商,以及韓國的三大電池製造商,都已經忙著在美國建廠。你會看到這些廠房在美國如雨後春筍般建造,連寧德時代都可能得在美國建立電池廠。
問:目前,電池中鋰、鈷等金屬的回收率仍然非常低,怎樣才能更環保?
答:紐約州的羅徹斯特有全美最大的回收公司,它們正在快速發展。而且,最終回收鋰電池會成為政府政策,和早年回收鉛酸電池的政策一樣,你必須回收它們,否則在美國就會受到處罰。現在,很多手機也慢慢被回收利用。事實上,在全美多數州,隨意丟棄、不回收手機是違法的。
我想,只要路上有很多電動車,電池回收的價值肯定會上漲。現在部分金屬回收的成本就已經比採礦便宜了,例如鈷電池,在一些有著廢手機的垃圾場,就可能有豐富的鈷礦。
到最後,你必須回收所有的東西,不管是非常貴重的金屬,或價值不高的塑膠,因為不能放任塑膠流入海洋。屆時,所有回收的低成本材料,都將變得更有價值。
問:你曾提到,鋰電池仍將在電池領域主導五年到十年。哪一種電池技術更有可能取代它?
答:也許五年到十年內,你可以看到固態電池,它們仍然是鋰離子,但是固態的更安全,也有更高的能量密度,我們會解決介面等很多技術問題。固態電池裡沒有像目前鋰電池中可燃的有機液體,而是使用純鋰,就像我們在七○年代早期做的那樣,(安全性)是推動純鋰電池的巨大動力。
台灣是電子與半導體世界第一
「這些東西有強大的交易能力」
問:台灣沒有石油,也沒有豐富的金屬資源。在上個世紀,我們很容易受到石油供應影響,現在進入金屬時代,你有何建議?
答:你們有聰明的工程師,他們能把事情做得很好,你可以占領一部分市場,例如汽車裡重要的半導體,都是在台灣製造的,你們成為該領域的第一,其他人也必須依賴你們。
要知道,在電子及半導體的領域,你們是世界第一,這些東西有強大的交易能力,可以用它來交換你想要的金屬。