世界各國致力於2050淨零碳排目標,由化石燃料轉向電力是大勢所趨。由於石墨是鋰電池的負極材料,因此成為每個國家競相爭取、控制的戰略資源。
不過近年來隨著地緣政治衝突情勢升高,中國占全球石墨供給高達60%的現狀,也成為各國隱憂;為了避免供應鏈過度集中,其他國家正在尋找新的石墨來源,而紐西蘭公司CarbonScape正在研究一個看似不可能的方案:從廢木材萃取石墨。
《華爾街日報》報導:The Next Chips to Transform EVs Could Be Made From Wood
石墨是戰略物資,但中國掌握全球供給超過60%
石墨是一種由碳組成的黑色物質,具有耐高溫、導電性高、導熱性高等特性,被廣泛應用於冶金、石化、機械、電子、國防等領域,在人類重視再生能源之前,就已被多國列為戰略性礦產資源。如今再生能源快速發展,石墨的地位更顯重要,因為它是鋰電池的負極材料。國際能源署預估,從現在起到2040年的這段時間,全球石墨需求量將成長達25倍之多。
但是在即將供不應求之際,現狀卻是中國供應全球60%的天然石墨與69%的人造石墨,是全球最大的石墨生產、提煉和出口國,換言之,中國有能力掐住鋰電池供應鏈。2023年10月,中國擴大管制石墨出口,消息立刻衝擊全球的鋰電池市場。尤其考量到目前中美地緣政治衝突仍未有緩解跡象,歐洲與中國關係也有裂痕,為了確保石墨穩定供應,許多國家正在尋找中國以外的替代方案。
CarbonScape從木材廢料提煉石墨,希望成為替代方案
但是開發新的石墨供應來源並不容易,因為鑑定、開發一個礦區往往得花上多年時間,特別是在環保法規嚴格的國家。因此除了傳統的礦場開發,人們還需要新的做法。
CarbonScape就是一例。紐西蘭是林業發達的國家,伐木、木材加工會產生大量木屑等廢棄物,因此該公司使用熱裂解技術,透過加熱木屑來取得生物炭(biochar);生物炭是種富含碳的材料,將其轉化成原始型態的石墨,經過純化與塗層,就能提煉出高純度的石墨,達到鋰電池所需的純度。
目前,CarbonScape可以從7噸木屑中提煉出1噸合成石墨,稱得上石墨供給的替代方案,降低市場對中國的依賴。CarbonScape的石墨品質已獲得部份電池製造商的認可,並且以投資表達支持:例如日本東電化電子(TDK)旗下的Amperex Technology。歐洲林業產品公司Stora Enso也對CarbonScape投資1800萬美元,取得15%股份,相關資金將用於設置新產線。