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。
除了讓供應鏈去中心化，降低對中國依賴，CarbonScape的創新做法，也能消除不少石墨合成過程所排放的碳。傳統合成石墨是從化石燃料提煉而來，製程需要在攝氏3,000度環境下進行，過程除了會消耗大量能源，排放溫室氣體，也會產生對人體有害的氣體。而CarbonScape製程的排碳量較低，有助於降低電池供應鏈的碳足跡。東電化電子執行副總裁Joe Kit Chu Lam認為，這便是CarbonScape石墨製程的最大優點。
業界人士質疑：恐造成森林濫伐
在技術創新的同時，CarbonScape也引發新的爭議。有些學者批評，CarbonScape從木頭提煉石墨，可能會促進業者砍伐森林。公司反駁表示，石墨從林業廢棄物就可提煉，不需要砍伐額外的樹木，因此僅會排放些許二氧化碳，程度應接近碳中和。
也有分析師質疑，全球未來需要大量電動車與鋰電池，CarbonScape將木屑做為替代來源，很可能無法供應電動車業所需的石墨數量，此外，其成本也沒有明顯競爭力。聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的首席科學家Adam Best則認為，從廢電池回收石墨是較可行的方案。CarbonScape執行長Ivan Williams回應，從木屑提煉石墨的成本跟從化石燃料提煉的成本相當，因為不需要高溫，僅需要數小時就可提煉。但Williams並未提供數據做為佐證。
從2016年以來，CarbonScape就開始研發從木材提煉石墨的技術，目前已經走到商業化的階段。CarbonScape正在規劃興建第一座商業性工廠，預計年產1萬噸的合成石墨，遠高於當今實驗性工廠的5噸產量。
總結上述，目前的鋰電池需要石墨原料，但中國掌握超過全球6成的供應鏈，為了提升供應鏈安全，各國積極尋找替代方案，而CarbonScape的木屑提煉技術就是一個例子。除了能提升供應鏈安全，CarbonScape技術也能降低人工石墨製造過程的排碳量，為2050淨零碳排發展提供助力。
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責任編輯／郭家宏
