立即加入會員,專屬活動優先通知!

美國或許能在晶片打贏《供應鏈戰爭》,但電池戰為何難與中國匹敵?|週末書選

美國或許能在晶片打贏《供應鏈戰爭》,但電池戰為何難與中國匹敵?|週末書選

CHUTTERSNAP on Unsplash

沙子,鹽,鐵,銅,石油(天然氣)和鋰。如果只看它們反映在交易市場上的價格,它們似乎都便宜得不值一提。但相較於它們在提煉,以及與其他物質的相輔應用之後,卻是我們得以擁有、享受現代生活的全部。但你知道,這些關鍵物質是如何撼動全球金融、左右大國角力的嗎?

從乾淨的水、衣服、藥品、食物、塑料,到鋪路的柏油、照明、電氣、溫室;晶圓、電動車、綠能……以至於研發與裝備疫苗的小玻璃瓶,一旦它們從產地「斷鍊」,便會引發全球各式各樣產品的「短缺」──自烏俄戰爭加上中美對抗以來,同樣的狀況不斷在世界各地上演。

透過一次關於黃金路線的追尋,作者埃德・康威發現,我們幾乎沒有人知道這些從地底挖掘出來的物質,是以多少噸的沙土、犧牲多少大面積的山岳而來的──它們並未被計算在成本中,而開採它們、提煉它們的碳足跡,也從未出現在世人面前。

埃德・康威希望透過這6項幾乎已從現代人眼中淡出的自然物質,重新講述一個關於人類進程的全新故事。

我們的日常生活得靠原料世界支撐

或許這也是你生活的世界:它是個相當可愛的地方,是個理想世界。我們在這個飄渺的世界出售服務、管理與行政;我們打造程式與網站;我們把錢從一處匯到另一處;我們主要買賣點子與建議,也做理髮、外送這類交易。就算地球另一端有幾座山不見了,對這個飄渺世界而言似乎也不痛不癢。

在飛往內華達,攝製那支炸山影片時,我原本只是想攝製一種視覺隱喻,將實體化為一種超凡:我想製作一個讓人更了解貿易流通這類想法的新聞報導。但站在那座深坑邊緣時,我猛然醒悟,發現自己的省思竟然如此膚淺。就在那一剎間,我察覺自己正從一個世界的邊緣凝望著另一個世界:原料世界。

我們的日常生活得靠原料世界支撐。少了原料世界,你那設計精美的智慧手機打不開,你嶄新的電動車沒有電池。原料世界不能為你提供美輪美奐的住所,但能保證你的房子不會垮。就算你沒當回事,它能保你溫暖、乾淨,吃得好、睡得飽。

走進原料世界, 你會發現一些你可能從沒聽過、卻極端重要的公司, 例如寧德時代(CATL)、瓦克(Wacker)、智利銅業(Codelco)、沙鋼集團(Shagang)、台積電(TSMC)與艾司摩爾(ASML)等等。這些公司名對你或許沒有意義,但與那些家喻戶曉的品牌—那些沃爾瑪們(Walmarts)、蘋果們(Apples)、特斯拉們(Teslas)與谷歌們(Googles)—相形之下,它們的重要性不僅不會稍遜,或許還猶有過之。這些全球著名的品牌,全得仰仗來自原料世界這些名不見經傳的公司協助,才能製造它們的產品,才能實現它們聰明的點子—這是現代經濟守得最好的祕密。點子在這裡「原料化」,成為具體現實。

這本與「原料世界」有關的書討論了六種原料:砂、鹽、鐵、銅、石油與鋰。有鑒於大多數有關人類進步的故事來自我們本身的觀點,以這六種原料為主角似乎略有不近情理之嫌。為什麼有些國家欣欣向榮,其他國家疲憊凋零? 為什麼工業革命發生在英國,而不發生在衣索匹亞? 

根據這些天來的時髦觀點,興衰成敗的主要關鍵在於以下因素的組合:歷史、機遇,以及能不能擁有正確的體制讓人創新與發揮。但這種說法不能道盡全貌,因為人類成功的祕密不僅只是我們的基因,或我們的政治體制而已。我們的命運總是與我們從地下挖了什麼,以及用它們做了什麼難分難捨。

我們總用「石器時代」、「青銅時代」、「鐵器時代」這些名詞指稱古早以前、久已遺忘的年代,但事實上對物理工具(physical tools)與原料的依賴非但沒有減少,還有暴漲之勢。有鑒於我們仍在引爆如此巨量的砂與石,說我們仍在石器時代絕不為過。我們對鋼與銅的需求近年來飆漲數倍,所以我們今天其實仍處於鐵器時代,更遑論銅、鹽、石油與鋰的時代了。

對於你在讀這本書時置身其間的環境而言,這六種原料是必不可少的成分—少了電池,你的手機無法運作,沒有混凝土,你的房子會垮。在人類發奮或創新的故事中,這些原料很少有出場的機會,真的出場時,也一定是偉大發明家化腐朽為神奇過程中的那個「腐朽」。

我們以砂作為開篇第一章,並非偶然,因為砂是人類利用得最多、最廣的原料,也最能為原料世界提供一個概述。

原料世界看似不重要,但我們的日常生活得靠原料支撐。圖片來源/Mikita Yo on Unsplash

我們用砂製作世上最古老(玻璃)與最先進(半導體)的產品。砂是我們用來製作東西的原料,鹽則是用來加以轉換的神物,也是我們健康與營養的重要成分。這本書先討論了鐵,再討論銅,其中有關鐵的故事與有關煤的故事糾葛交纏,而銅是電的媒介。之所以將它們這樣先後排列,是因為我們可以依序討論現代史上第一與第二次能源大轉型:化石燃料與電力的應用。有關石油的幾章介紹了第三與第四次能源轉型,談的其實是石油與天然氣。在以大多數篇章討論了數百年來為我們帶來幾次工業革命的原料以後,本書最後將討論帶來下一場能源轉型的鋰。跨出化石燃料、邁向再生能源的鋰,是下一場能源轉型的重心。

本書討論的六種原料或許並不奇貨可居,看起來、給人的感覺也未必引人入勝;它們本身並不特別值價。但它們是構築我們這個世界的基本組件。它們幫著帝國欣欣向榮,幫我們打造城市、拆毀城市。它們改變了氣候,或許有一天還能幫我們拯救氣候。這些原料是現代的無名英雄,現在讓我們聽聽它們的故事吧。

以下為精選書摘。

電池戰爭

電池化學配方雖說眾多,但都少不了一樣東西:鋰。我們的手機與筆記型電腦世界,以及終將成真的電動車世界,靠的就是這種奇特元素的電化能量。

還不只如此。隨著世界電氣化,我們會在一些始料未及的地方需要電池:電池會走進你的住家,讓你趁著電費低廉先充好電;電池可以貯存你取得的太陽能,讓你在太陽下山後使用。一些新創公司設計了巧妙的電池炊具,煮開水的速度更勝傳統的燃氣與插電炊具。這一切都意味,我們需要更多超級工廠製造的蛋糕捲。

這當然非常令人興奮,但我們對電池內化學物質的需求也變多了。就長遠來看,或許我們能找到鋰的替代品—例如鈉離子電池—有鑒於鈉在周期表的位置,鈉永遠不能像鋰那樣提供相同按重量計算的能量和容量。或許我們能有其他突破。

科學家已經在研究固態電池,它將不再需要目前鋰離子電池中的液態電解質—倘若研究成功,將相當於矽半導體之於舊真空管開關那樣,是傳統電池的一大飛躍。還有科學家在研究用空氣做部分化學反應的電池。

不過幾乎所有這些原型實驗都仰賴一種特定元素的特殊電化學屬性:固態鋰電池、鋰空氣電池……條條大路最後都通往鋰。

一顆典型的電動車電池包含約40公斤的鋰,與10公斤的鈷、10公斤的錳,與40公斤的鎳,還沒算上注入陽極的石墨。這些原料當然得有出處,採購競賽正在加速。

寧德時代創辦人曾毓群已經買下西藏的鋰礦權。由於中國是全世界最大的電池製造國,西藏這些資源無法滿足中國對鋰的廣大需求。鋰資源集中在世上少數幾個國家,中國把持電池供應鏈儘管令其他國家憂心,中國對其他國家原物料的仰賴也令北京焦慮。一場原料世界大競逐已經展開。

關鍵原料物質在提煉及與其他物質的相輔應用之後,是我們得以擁有、享受現代生活的全部。圖片來源/Claus Grünstäudl on Unsplash

在這場搶購電池材料大賽中拔得頭籌的中國,以資金與投資為交換條件,與包括南美到撒哈拉以南非洲諸國簽署合約。寧德時代在2023年與玻利維亞政府達成協議,從烏尤尼鹽湖採鋰。歐盟與美國為保供應無虞,現在已訂定關鍵礦物政策。

美國境內一些塵封舊礦重新開啟,經改造投入這場21世紀的開礦競賽。距離內華達超級工廠不遠就有這樣一座重開的老礦場。從內華達超級工廠驅車南下約100哩,剛過華克湖(Walker Lake),一處沙漠與山嶺環繞的銀色水潭迎面而來,你已來到霍桑(Hawthorne)這座小城。這裡是霍桑陸軍基地所在地,有人稱這裡是「世界最大軍需庫」,因為整個山谷、方圓225平方哩內, 擠滿一排排大大小小、數不清的庫房,其中許多堆著美軍彈藥,但也有許多藏滿關鍵金屬,就像是為即將來臨的一場工業大戰準備的作戰物資庫。

直到不久前,許多人認為這是過去的象徵—冷戰時期經濟偏執狂遺留的殘跡。前後好幾十年,特別是在第二次世界大戰結束後,美國開始不斷貯存重要物資,其中大多為軍需物資,不過也有商用物資,以備一旦短缺之需 。但在柏林圍牆倒塌後,冷戰告終,政界人士認為囤積物資不再有必要。在世界各國因經濟聯繫而緊密結合,危機戰亂似已走入歷史的情況下,美國逐漸減少這些庫藏、清倉,截至2020年代初期,這裡的庫存已經所剩無幾。

唐納. 川普與喬. 拜登採取不同作法。在2022年, 拜登總統引用《國防生產法》(Defense Production Act)以保護美國電池產業。根據這項法案,白宮有權為業者提供額外援助,協助業者在國內生產鋰、鈷、鎳、錳與石墨等重要原料,以降低對國外進口之依賴。

拜登說,「我們需要終止對中國和其他國家的長期依賴,並為未來提供更多動力。」之後,拜登提出一連串法案,以提升美國國內的電池、電腦晶片,以及其他許多綠能產品的生產。

不過就現階段而言,達成這些目標的難度還不夠清楚,因為中國不僅控制了絕大多數的電池生產,也承包了絕大多數電池材料的處理工作,美國對中國徹底依賴的程度,是自二十世紀初期以來,早先的任何一場工業革命所未見的。

無論在汽車時代,在矽時代,在混凝土時代,在工業採礦時代,美國或多或少打從一開始都能在科技戰場上享有主導地位。但在電池時代,情況變了:想取得電極箔使用的精煉銅與鋁,想取得大多數陰極活性材料,以及塗在這些材料上的石墨,都得仰仗中國。

從一方面來說,亞洲的支配與主控大幅降低了電池價格,讓每個人都受益;2010到2020年間,經通膨調整,電池價格下降了89%。美國及其盟友或許可以打贏控制半導體供應鏈之戰,想打贏電池戰則很難。


書名:供應鏈戰爭:砂、鹽、鐵、銅、鋰、石油的戰略價值

作者:埃德・康威 Ed Conway
作家與廣播人,他是「天空新聞」(Sky News)的經濟與數據編輯,是《泰晤士報》(The Times)與《星期泰晤士報》(Sunday Times)專欄作者。康威寫過兩本廣受好評的暢銷書,曾憑藉新聞專業贏過無數獎項。他現住倫敦。

出版社:天下文化

出版日期:2023/11/30

#廣編企劃|守護母親之河:高雄流域共好的故事