在最近舉行的一次高規(guī)格圓桌會(huì)議上,美國(guó)能源部部長(zhǎng)Jennifer Granholm談到了在美國(guó)國(guó)內(nèi)創(chuàng)建先進(jìn)電池制造價(jià)值鏈的迫切需求。
Granholm部長(zhǎng)和賓夕法尼亞州第18國(guó)會(huì)區(qū)的議員Mike Doyle出席了此次會(huì)議。在回答能源部(DOE)負(fù)責(zé)人的問(wèn)題之前,在電池儲(chǔ)能領(lǐng)域有利害關(guān)系的六家私營(yíng)公司的行業(yè)代表做了簡(jiǎn)短發(fā)言。
會(huì)議由Kelly Speakes-Backman主持。Energy-Storage的讀者可能還記得,他是國(guó)家儲(chǔ)能協(xié)會(huì)的前首席執(zhí)行官,現(xiàn)在是DOE負(fù)責(zé)能效和可再生能源的代理助理部長(zhǎng)和首席副部長(zhǎng)。
參加會(huì)議的行業(yè)代表包括
- 化學(xué)品公司Albemarle Corporation副總裁兼鋰技術(shù)首席技術(shù)官Glen Merfeld博士
- 半導(dǎo)體行業(yè)服務(wù)、軟件和設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)用材料Applied Materials 公司董事兼杰出技術(shù)專(zhuān)家Subra Herle博士
- 硅和硅氣體公司REC Silicon的FBR(流化床反應(yīng)器)銷(xiāo)售副總裁Chuck Sutton
- 固態(tài)電池技術(shù)公司Solid Power的CEO Doug Campbell
- 儲(chǔ)能電池和系統(tǒng)制造商KORE Power的CEO Lindsay Gorrill
- 電動(dòng)車(chē)和ESS公司特斯拉的政策業(yè)務(wù)發(fā)展高級(jí)顧問(wèn)Joseph Mendelson
- 鋰電池再回收和利用集團(tuán)Redwood Materials的CEO兼聯(lián)合創(chuàng)始人JB Straubel
以下是每場(chǎng)演講及之后的問(wèn)答環(huán)節(jié)中的一些關(guān)鍵點(diǎn)和收獲。
美國(guó)能源部部長(zhǎng)Jennifer Granholm表示,隨著技術(shù)成為21世紀(jì)生活的核心,鋰電池成為清潔能源轉(zhuǎn)型、就業(yè)崗位創(chuàng)造、工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和氣候變化應(yīng)對(duì)方案的重要組成部分。
美國(guó)的目標(biāo)是至2035年實(shí)現(xiàn)100%的清潔電力,因而對(duì)清潔能源技術(shù)的需求越來(lái)越大。人們主要的擔(dān)憂在于,中國(guó)是目前世界上唯一一個(gè)控制了包括鋰在內(nèi)的、每一層級(jí)關(guān)鍵材料供應(yīng)鏈的國(guó)家。
中國(guó)擁有世界上80%的原材料提煉能力,而美國(guó)幾乎沒(méi)有。如果美國(guó)繼續(xù)依賴進(jìn)口,那么美國(guó)將無(wú)法在全球清潔能源技術(shù)市場(chǎng)上展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。Granholm表示,至21世紀(jì)二十年代末,這一市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到至少23萬(wàn)億美元。
美國(guó)的經(jīng)濟(jì)敵手正在“試圖搶占這個(gè)市場(chǎng)”,如果美國(guó)袖手旁觀,它將失去創(chuàng)造數(shù)百萬(wàn)潛在就業(yè)崗位的機(jī)會(huì)。這是一個(gè)“懸而未決”的機(jī)遇。
最近,聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟發(fā)布的《2021-2030年國(guó)家鋰電池藍(lán)圖》提出了支持國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)的一整套政府方法,其中包括建立國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈的戰(zhàn)略。在政策層面,Granholm呼吁美國(guó)要舉全國(guó)之力,同時(shí)也要具備“獨(dú)創(chuàng)性”、進(jìn)行“重大投資”,使用美國(guó)的勞動(dòng)力啟動(dòng)電池生產(chǎn)。
從采礦到加工、從制造到回收,價(jià)值鏈上的每一步都代表著一個(gè)新的、在美國(guó)各地創(chuàng)造高薪工作的機(jī)會(huì)。沿途目標(biāo)包括發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)鈷和鎳等關(guān)鍵礦物的替代品、建立材料加工能力、投資于研發(fā)和STEM教育、勞動(dòng)力培訓(xùn)以及開(kāi)發(fā)負(fù)責(zé)任的礦物提取工藝和設(shè)施。
Granholm宣布,做為4月份用于支持汽車(chē)電氣化的6200萬(wàn)美元承諾的補(bǔ)充,能源部的17個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和能源部的合作伙伴將在未來(lái)五年獲得用于電動(dòng)車(chē)和電池的2億美元資金。另外,通過(guò)這一領(lǐng)域的地?zé)徂k公室獲得的400萬(wàn)美元獎(jiǎng)金將用于支持使用地?zé)嵝袠I(yè)資產(chǎn)的鋰提取工藝。
拜登政府的美國(guó)就業(yè)計(jì)劃也會(huì)讓數(shù)百萬(wàn)人進(jìn)入鋰電池、礦產(chǎn)開(kāi)采等行業(yè)。
Granholm表示,這一挑戰(zhàn)“巨大而緊迫”,美國(guó)需要所有它能夠獲得的幫助來(lái)取得成功。美國(guó)即將發(fā)布一項(xiàng)關(guān)于鋰電池供應(yīng)鏈的大型私人合作公告。
眾議員Mike Doyle長(zhǎng)期以來(lái)一直倡導(dǎo)清潔能源經(jīng)濟(jì)。他表示,拜登-哈里斯政府承諾將制造業(yè)引入美國(guó)并確保供應(yīng)鏈的存在,這“不僅值得稱道,而且是我們必須要做的事情”。
新冠疫情暴露了美國(guó)供應(yīng)鏈的重大弱點(diǎn),在過(guò)去一年中,幾乎每個(gè)行業(yè)都面臨著供應(yīng)短缺問(wèn)題。Doyle稱,這一弱點(diǎn)不僅是疫情的問(wèn)題,而且是未來(lái)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的問(wèn)題。
中國(guó)已建成或規(guī)劃建設(shè)的電池巨型工廠約有100個(gè),而美國(guó)的計(jì)劃是9個(gè)。脆弱的供應(yīng)鏈?zhǔn)构靖?jìng)爭(zhēng)力下降,美國(guó)放棄了社區(qū)所需要的絕佳的制造業(yè)工作崗位。
中國(guó)、日本和歐洲將超越?jīng)]有能力制造本國(guó)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的美國(guó),聯(lián)邦政府需要與工業(yè)界一道進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?zhàn)略投資來(lái)打造這種能力。
Doyle指出,解決這些問(wèn)題是政府的優(yōu)先事項(xiàng)。無(wú)論是民主黨還是共和黨、是眾議院還是參議院,都已經(jīng)有政治家在致力于這項(xiàng)工作。
除了對(duì)私人投資的需求外,Doyle正在推動(dòng)通過(guò)《儲(chǔ)能稅收激勵(lì)和部署法案》來(lái)刺激項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。同時(shí),他還表示,應(yīng)該對(duì)電池材料加工和部件制造這一中層供應(yīng)鏈進(jìn)行投資。
美國(guó)的工業(yè)衰退地區(qū)有工廠和勞動(dòng)力,可以重新調(diào)整工廠,重新培訓(xùn)勞動(dòng)力,讓培訓(xùn)過(guò)的工人在新的或改造過(guò)的工廠里工作。Doyle呼吁為此提供100億美元的補(bǔ)助金。
在私營(yíng)部門(mén)的幫助下,制造業(yè)可以重新回到美國(guó),這對(duì)經(jīng)濟(jì)和工人來(lái)說(shuō)都是好事。
Jennifer Granholm在會(huì)上宣布,美國(guó)將提供2億美元資金用于支持國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和能源部合作伙伴在電池和電動(dòng)汽車(chē)方面的工作,Image: Department of Energy via YouTube, screenshot
Albemarle Corporation是世界上最大的鋰生產(chǎn)商,經(jīng)營(yíng)著各種不同的鋰資源。該公司Glen Merfeld表示,他的公司正在尋求提取鋰、制造更好電池的新機(jī)會(huì)。
Albermarle公司也是美國(guó)唯一一家利用國(guó)內(nèi)資源生產(chǎn)電池級(jí)鋰鹽的公司,是美國(guó)唯一一家能夠生產(chǎn)用于下一代鋰電池的金屬鋰陽(yáng)極和其他材料的生產(chǎn)商。
Merfeld表示,有機(jī)會(huì)“重新設(shè)定以亞洲為中心的電池生產(chǎn)模式”。
能源部長(zhǎng)問(wèn)了他什么問(wèn)題?
Granholm向Merfeld提的問(wèn)題是,美國(guó)政府可以做些什么來(lái)為國(guó)內(nèi)關(guān)鍵電池材料的資源提供支持?
美國(guó)不享有其他地方的大規(guī)模、高質(zhì)量鋰資源,美國(guó)需要以有競(jìng)爭(zhēng)力的、可持續(xù)的方式最大限度利用它所擁有的資源。這包括鋰的回收和提純技術(shù),同時(shí),還需要支持開(kāi)發(fā)鋰離子材料,從而最大限度的提高從每單位鋰中獲得的收益。
Merfeld表示,從提取到生命末期回收,美國(guó)的目標(biāo)應(yīng)該是跨越現(xiàn)有技術(shù),而不是復(fù)制全球其他地方的做法。
應(yīng)用材料Applied Materials公司的Subra Herle博士表示,美國(guó)沒(méi)有一條完整的鋰離子制造供應(yīng)鏈。美國(guó)確實(shí)擁有“一部分的尖端技術(shù)”,但沒(méi)有大批量生產(chǎn)的能力。
政府可以將這些部分集中在一起,令大規(guī)模生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。通過(guò)協(xié)調(diào)一致的努力,提高美國(guó)的技術(shù)成熟度、加大供應(yīng)鏈整合,提升創(chuàng)新力度。
政府可以協(xié)助資助一個(gè)由整條價(jià)值鏈上的利益相關(guān)方組成的聯(lián)合體,目的是制定一個(gè)共同的路線圖、匯集創(chuàng)新成果、加速先進(jìn)電池技術(shù)的鑒定,最終展示地球上最先進(jìn)的電池技術(shù)。美國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域取得的成功就是如此。
Herle主張建設(shè)吉瓦規(guī)模電池生產(chǎn)廠。雖然這么做會(huì)很昂貴,但這是可以在全球范圍內(nèi)擴(kuò)大和推廣的做法。
能源部長(zhǎng)問(wèn)了他什么問(wèn)題?
Granholm向Subra Herle提出的問(wèn)題是,17個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室如何推動(dòng)先進(jìn)電池技術(shù)和制造工藝的創(chuàng)新和擴(kuò)大?
Herle表示,半導(dǎo)體行業(yè)的下一代工廠使用的是由人工智能技術(shù)支持的先進(jìn)機(jī)器,這是應(yīng)該效仿的做法。
Herle表示,鋰電工藝并沒(méi)有真正標(biāo)準(zhǔn)化,每家公司都有自己的工藝。美國(guó)擁有良好的材料技術(shù)。美國(guó)需要將這些技術(shù)匯集起來(lái),以便在最短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新、快速的工藝。
REC Silicon公司的Chuck Sutton提出,由于美國(guó)缺乏強(qiáng)大的制造基地和供應(yīng)鏈,其公司的大部分產(chǎn)品都流向海外,用于生產(chǎn)電子動(dòng)力設(shè)備,然后被運(yùn)回美國(guó)并在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。
REC Silicon公司為平板顯示器、太陽(yáng)能光伏和鋰電池等行業(yè)生產(chǎn)硅氣體和多晶硅,Sutton表示,美國(guó)擁有電池材料技術(shù)制造和開(kāi)發(fā)的機(jī)遇。
在親眼目睹了美國(guó)太陽(yáng)能制造業(yè)的遭遇后,“我們強(qiáng)烈希望這種情況不要發(fā)生在電池上”,但是,價(jià)值鏈不可能自然出現(xiàn),它需要得到政府的支持。
REC強(qiáng)烈支持能源部對(duì)上游行業(yè)進(jìn)行直接投資的新呼吁,特別是對(duì)生產(chǎn)硅烷氣體、氫氧化鋰、陽(yáng)極、陰極這些構(gòu)成電池所有成本部分的分擔(dān)撥款。
“這是擴(kuò)大行業(yè)規(guī)模的最快方式。”
能源部長(zhǎng)問(wèn)了他什么問(wèn)題?
Granholm問(wèn)道,美國(guó)是否可以應(yīng)對(duì)國(guó)外硅烷氣體生產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)性挑戰(zhàn)?
Sutton表示,美國(guó)政府需要考慮完整的供應(yīng)鏈。中國(guó)正在通過(guò)其政府開(kāi)發(fā)電池材料并在尋求主導(dǎo)這一行業(yè)的方法。
為了刺激制造業(yè),美國(guó)需要提供贈(zèng)款和可退還的稅收抵免政策以支持建立完整的供應(yīng)鏈,但這些貿(mào)易和貸款擔(dān)保方面的工作是不夠的。
Solid Power首席執(zhí)行官Doug Campbell公司生產(chǎn)固體電池而非液流電池。作為下一代鋰電池的潛在代表,Solid Power已經(jīng)與寶馬和福特等汽車(chē)制造商建立了伙伴關(guān)系。
Campbell表示,開(kāi)發(fā)一條急需的供應(yīng)鏈?zhǔn)敲绹?guó)的一個(gè)重大機(jī)遇。
能源部長(zhǎng)問(wèn)了他什么問(wèn)題?
Granholm向Campbell提出的問(wèn)題是,固態(tài)電池商業(yè)化以及應(yīng)用的障礙是什么,能源部可以提供哪些幫助?
Doug Campbell 的回復(fù)是,“供應(yīng)鏈、供應(yīng)鏈、供應(yīng)鏈”。
美國(guó)在全球創(chuàng)新方面處于領(lǐng)先地位,但在生產(chǎn)方面卻并不如此。這位Solid Power的首席執(zhí)行官對(duì)Glen Merfeld的觀點(diǎn)表達(dá)了贊同,即美國(guó)應(yīng)該專(zhuān)注于跨越式發(fā)展先進(jìn)技術(shù)和工藝,而不是投資于當(dāng)下的供應(yīng)鏈。
KORE Power公司首席執(zhí)行官Lindsay Gorrill談到了電池的重要性,電池是“所有這些技術(shù)所依賴的基本單位”,他的公司既生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池(LFP)和鎳錳鈷(NMC)電池,也生產(chǎn)儲(chǔ)能系統(tǒng)。
替代技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)的研究對(duì)于陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)化學(xué)都很重要。他表示,設(shè)計(jì)“呈指數(shù)級(jí)發(fā)展”,為這些部件提供原料的礦物也將不斷演進(jìn)。政府應(yīng)與行業(yè)合作,關(guān)注對(duì)未來(lái)電池設(shè)計(jì)至關(guān)重要的材料。
Granholm部長(zhǎng)問(wèn)了他什么問(wèn)題?
能源部長(zhǎng)向Gorrill提出的問(wèn)題是,電池供應(yīng)鏈面臨的獨(dú)特機(jī)遇和挑戰(zhàn)是什么?
他回答說(shuō),機(jī)遇在于儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)需求的大規(guī)模增長(zhǎng),美國(guó)和全球其他國(guó)家現(xiàn)在終于認(rèn)識(shí)到,儲(chǔ)能是“真正綠色世界中缺失的一環(huán)”。
在讓下游OEM資金進(jìn)入電力成品方面,美國(guó)做得“相當(dāng)好”,但美國(guó)應(yīng)該更加關(guān)注中游和上游領(lǐng)域。Gorrill敦促能源部關(guān)注電池、關(guān)注電池技術(shù),以此推動(dòng)化學(xué)品和關(guān)鍵礦物的供應(yīng)鏈。
“無(wú)論你做什么,電池都是關(guān)鍵一環(huán)”。
KORE Power已建立了合作伙伴關(guān)系,研究電池回收問(wèn)題。包括設(shè)備設(shè)計(jì)在內(nèi),再利用和再回收也應(yīng)該是國(guó)家的優(yōu)先事項(xiàng),這可以在不重復(fù)使用的情況下回收電池。
特斯拉的Joseph Mendelson 指出,他的公司已經(jīng)從2013年的3000名員工發(fā)展到今天的9萬(wàn)名員工,其中大部分員工位于美國(guó)。
特斯拉盡其所能的實(shí)現(xiàn)其車(chē)輛使用材料的本土化。同時(shí),特斯拉也在研究從美國(guó)境內(nèi)資源中提取可持續(xù)的鋰資源,以及開(kāi)發(fā)具有更佳能量密度、更高性能的創(chuàng)新電池。
Mendelson表示,Granholm部長(zhǎng)和Doyle議員提議的政府一整套方法 “正當(dāng)其時(shí)”。現(xiàn)在,國(guó)會(huì)需要站出來(lái)支持國(guó)內(nèi)的電池生態(tài)系統(tǒng),否則,美國(guó)將無(wú)法保持競(jìng)爭(zhēng)力。
Mendelson還表示,當(dāng)下的貿(mào)易政策對(duì)先進(jìn)電池產(chǎn)能投資構(gòu)成了短期障礙。美國(guó)的301貿(mào)易關(guān)稅對(duì)進(jìn)口上游電池材料增加了25%的稅,但同時(shí),又允許以7.5%的稅率從中國(guó)進(jìn)口成品。
調(diào)整這些貿(mào)易政策將為電池制造創(chuàng)造一個(gè)更穩(wěn)定的投資氛圍,抓住整條價(jià)值流。
Granholm部長(zhǎng)問(wèn)了Mendelson什么問(wèn)題?
特斯拉已經(jīng)在開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)鋰電池供應(yīng)鏈。Granholm提出的問(wèn)題是,如何加快這一進(jìn)程?
Mendelson表示,由FCAB提出的“一整套政府”方法是關(guān)鍵所在,這一套方法匯集了四個(gè)獨(dú)立的聯(lián)邦政府部門(mén)。
由于“更有力的激勵(lì)措施和更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)”,中國(guó)走在了這場(chǎng)游戲的前沿,推動(dòng)著消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)和ESS技術(shù)的需求。
Mendelson表示,拜登政府已經(jīng)獲得了正確的信息和正確的政策。
“由于氣候危機(jī),現(xiàn)在已經(jīng)是時(shí)候了。我們有能力在美國(guó)維持創(chuàng)新、保持生產(chǎn),我們不想錯(cuò)過(guò)這個(gè)時(shí)機(jī)。”
回收和再利用專(zhuān)業(yè)公司Redwood Materials的JB Straubel是特斯拉的前首席技術(shù)官,也是其聯(lián)合創(chuàng)始人之一。在特斯拉的15年工作經(jīng)歷讓他看到,美國(guó)未來(lái)將面臨一個(gè)“相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的供應(yīng)鏈問(wèn)題”。
這是一個(gè)關(guān)乎國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力和安全的問(wèn)題,也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問(wèn)題。不僅僅在北美,在世界其他多個(gè)地區(qū),電氣化目標(biāo)都由于供應(yīng)鏈的原因而受到一些威脅。
為了不給已經(jīng)在價(jià)值鏈中的產(chǎn)品帶來(lái)?yè)p失,緩解這一問(wèn)題的方法之一是大力關(guān)注資源回收以及以不會(huì)降低競(jìng)爭(zhēng)力的方式出口。
回收可以實(shí)現(xiàn)非常高的材料利用率,材料可以重復(fù)使用幾十次,甚至幾百次,這為投資“閉環(huán)”、循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了一個(gè)機(jī)會(huì)。
Straubel還透露,Redwood公司現(xiàn)在正向這一領(lǐng)域進(jìn)行“數(shù)億美元”的投資以用于大規(guī)?;厥铡?br />
Granholm問(wèn)了他什么問(wèn)題?
Granholm希望了解關(guān)于大規(guī)模投資承諾的更多內(nèi)容,對(duì)于回收領(lǐng)域的規(guī)定是什么?
Straubel稱,這表明今天的回收利用在經(jīng)濟(jì)上已經(jīng)很有競(jìng)爭(zhēng)力?;厥詹牧蟽r(jià)格可以與開(kāi)采材料價(jià)格相競(jìng)爭(zhēng),這有助于Redwood公司朝著大幅拓展業(yè)務(wù)的方向發(fā)展。
在電動(dòng)車(chē)和消費(fèi)電子領(lǐng)域?qū)ふ以蠈?duì)Redwood來(lái)說(shuō)并非難事,因?yàn)樵谶@些領(lǐng)域,用于電池的化學(xué)品和材料“基本上是一樣的”。公司正在擴(kuò)建其在內(nèi)華達(dá)州的工廠,擴(kuò)建面積約50萬(wàn)平方英尺。
但是,目前在北美還沒(méi)有回收材料的市場(chǎng),它們往往被送到中國(guó)重新用于新產(chǎn)品中。Straubel表示,美國(guó)在創(chuàng)新和制造方面有很多優(yōu)勢(shì),但在提煉和合成方面卻存在很大差距。
最后
最后,Granholm部長(zhǎng)提出,找到鼓勵(lì)投資的方法,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)公平、包容和多樣性的目標(biāo)也很重要。
除了助力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)外,美國(guó)就業(yè)計(jì)劃還可以實(shí)現(xiàn)更多目標(biāo)。但現(xiàn)在,美國(guó)必須執(zhí)行這個(gè)計(jì)劃。
Mike Doyle最后表示,在他所在的州和美國(guó)其他許多州,化石燃料行業(yè)以及汽車(chē)行業(yè)的工作正在流失,很多工人對(duì)經(jīng)濟(jì)感到焦慮。
美國(guó)的鋼鐵行業(yè)在20世紀(jì)70年代倒閉。抓住機(jī)會(huì)創(chuàng)造一個(gè)可持續(xù)的、由電池驅(qū)動(dòng)的大型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引擎至關(guān)重要。需要有兼容并包的勞動(dòng)力培訓(xùn)計(jì)劃、工會(huì)的參與,以及消除人們對(duì)綠色經(jīng)濟(jì)體中的工作機(jī)會(huì)和崗位質(zhì)量的懷疑。
原標(biāo)題:美國(guó)鋰電池“謀局”:能源部長(zhǎng)與美Top6電池儲(chǔ)能巨頭的談話