'머스크 뒤의 사나이', 전기차 저렴하게 만드는 비결 찾았다

글자?/?Ma Xiaolei

편집자?/?Huang Dalu

디자이너?/?Du Kai

출처? /? 월스트리트 저널 저자 Tim Higgins

위치: 미국 네바다주 카슨 시티의 창고; 시간: 매일; 이벤트: 오래된 iPhone 및 기타 폐 개인 전자 제품이 트럭으로 운반되었습니다. 작업자는 배터리를 깨뜨려 배터리를 제거하고 원료로 벗겨냅니다.

테슬라 하면 사람들은 한결같이 '실리콘 밸리의 아이언맨'으로 알려진 엘론 머스크를 떠올릴 것이다. 그는 테슬라의 성공이 가져온 모든 성과를 담고 있다. 그리고 머스크의 성공과 떼려야 뗄 수 없는 사람이 한 명 있다. 그와 머스크는 젊었을 때 같은 생각을 갖고 있었기 때문에 테슬라가 유명해지기 시작한 지 10년이 넘는 시간 동안 테슬라가 걸어온 모든 발걸음과 모든 기술 혁신이 이루어졌다. 이 사람은 전직 Tesla 최고기술책임자(CTO)인 JB Straubel입니다.

전기차를 더 저렴하게 만드는 비결은 무엇인가요? 스트라우벨은 이미 답을 갖고 있습니다. 그것은 오래된 휴대폰 더미로 시작됩니다. Tesla의 Brain Trust 회원인 Straubel은 버려진 전자 폐기물이 전기 자동차 혁명을 주도하고 모든 사람이 저렴한 자동차를 만드는 열쇠라고 말했습니다.

스트라우벨은 2004년 Tesla에 입사하여 Tesla의 다섯 번째 직원이 되었으며 공동 창립자이자 최초의 최고 기술 책임자(CTO)로 임명되었습니다. 2017년 스트라우벨은 리튬이온 배터리와 전자 폐기물 재활용 전문 기업인 레드우드 머티리얼즈(Redwood Materials)를 설립했습니다.

배터리 원자재는 어디서 오나요?

Straubel은 리튬 이온 배터리 파워트레인 설계를 개척했으며 실리콘 밸리 회사가 자동차 산업에서 가장 가치 있는 회사가 되도록 돕는 데 중요한 역할을 했습니다. 1년 전 Tesla를 떠난 이후 그는 성공 뒤에 숨겨진 근본적인 문제와 씨름해 왔습니다. 그렇다면 배터리를 만드는 데 필요한 니켈, 코발트, 리튬은 어디서 찾을 수 있을까요?

채광 및 기타 공정을 통해 자연에서 이러한 물질을 추출하는 것은 비용이 많이 들고 어렵고 생산이 예상 수요보다 훨씬 뒤떨어져 있습니다. Straubel의 Redwood Materials는 조용히 미국 최대 규모의 자동차 배터리 재활용 사업장 구축을 목표로 다른 방향을 취하고 있습니다. 그는 이러한 재료를 수집하고 용도를 ​​변경하는 빠르고 효율적인 방법을 완성하여 수세기에 걸친 채굴을 뒤집을 수 있다고 확신했습니다.

스트라우벨과 머스크는 똑같이 전기차에 집착하지만 다른 면에서는 스타일이 매우 다르다. 머스크는 무대 위에서는 오만한 연기자지만, 스트라우벨은 무대 뒤에서 소심한 엔지니어로, 한때 호텔에 묵다가 전력이 너무 낮아서 주도적으로 방의 전구를 교체하기도 했다.

스트라우벨은 처음에는 자동차 업계에서 일할 계획은 없었지만, 전기차에 대한 그의 열정은 오래 전부터 이어져 왔다. Straubel은 어린 시절부터 화학과 배터리에 관심이 많았으며, 스탠포드 대학교 학생이었을 때 전기 Porsche 944를 개조하여 2000년에 세계 전기 자동차 경주 기록을 획득했습니다. 그는 경주용 자동차를 좋아하며 신흥 전기 자동차 업계에서 유명해졌습니다.

오늘 그가 하고 있는 일은 규모가 크고, 어렵고, 심지어 위험한 일이기도 하다. 배터리 재활용에 사용되는 용광로는 섭씨 1,482도의 온도에서 작동하여 물질을 밝은 색상의 분말로 변환합니다. 리튬 이온 배터리는 제대로 취급하지 않으면 쉽게 불이 붙을 수 있으며, 배터리를 감싸는 배터리 팩의 무게는 수천 파운드에 달하며 크기와 구성도 다양합니다.

다양한 장기 재활용업체와 광산업체, 스타트업이 시장을 노리고 있지만 이를 하려는 업체가 거의 없어 자동차 배터리 재활용 시장이 어떤 모습일지, 경쟁자가 누구일지는 불분명하다. 작업에 필요한 기계와 도구에 막대한 투자가 이루어집니다.

배출량을 낮추라는 규제 압력과 배터리 비용 하락으로 인해 거의 모든 자동차 제조업체가 라인업에 전기 자동차를 추가하게 되었습니다. Straubel은 다양한 자동차 제조업체의 현재 계획에 따르면 전기 자동차 생산 증가 속도를 따라잡기 위해서는 자동차 배터리 재활용이 필수적이라고 말했습니다.

연구 기관인 벤치마크 미네랄 인텔리전스(Benchmark Mineral Intelligence)의 총괄 책임자인 사이먼 무어스(Simon Moores)는 리튬 이온 배터리에 대한 전 세계 수요가 향후 5년 동안 급증해 지난해 177GWh에서 거의 800GWh로 증가할 것으로 예상한다고 말했습니다. ?GWh, 2019년 테슬라 리노 기가팩토리 생산량의 약 22배.

다 쓴 배터리는 어떻게 처리하나요?

오랫동안 높은 배터리 가격은 전기 자동차를 모든 사람이 저렴하게 만드는 데 가장 큰 장애물이었습니다. 따라서 전기차 가격은 여전히 ​​내연기관차에 비해 높은 프리미엄을 갖고 있다. McKinsey & Company는 이 프리미엄을 평균 $12,000로 추정합니다. 예를 들어 현대차 플러그인 하이브리드 코나 SUV의 가격은 휘발유 버전보다 17,000달러 더 비싸다.

테슬라는 배터리 비용 절감에 있어 큰 성과를 거두었으며, 9월 22일 배터리 데이 행사에서 새로운 진전 사항을 자세하게 소개할 예정이다.

초기에는 배터리의 가장 큰 비용은 배터리를 조립하는 복잡한 과정이었습니다. Straubel은 이러한 공정이 완벽해짐에 따라 이제 배터리 산업 비용의 50~75%가 원자재에 들어가고 있으며 이를 통해 비용 절감을 위한 재활용 가능성을 확인할 수 있다고 말했습니다.

동시에 중고 배터리 공급량도 폭발적으로 늘어나고 있다. 재활용 및 재생 에너지 전문 환경 엔지니어인 마리아 켈러허(Maria Kelleher)에 따르면, 2025년까지 50만 대의 전기 자동차가 폐기될 것으로 예상됩니다. 그녀는 2030년까지 그 수가 100만 대 이상으로 늘어날 것으로 예상하고 있습니다.

스트라우벨은 이미 일부 유명 투자자들의 주목을 받고 있다. 올해 첫 번째 자금 조달에서 그는 Amazon.com Inc. 창립자 Jeff Bezos 및 Microsoft 공동 창립자 Bill Gates를 포함하여 Capricorn Investment Group 및 Breakthrough Energy Ventures를 포함한 투자자로부터 약 4천만 달러를 모금했습니다. Capricorn의 총책임자인 Dipender Saluja는 Straubel의 제안이 사고의 변화를 의미한다고 말했습니다. 그것은 "동일한 재료를 사용하여 방금 했던 일을 재현하는 것"이라고 그는 말했습니다.

"전체 시장은 항상 이들 금속의 원자재 가격에 의해 결정될 것입니다"라고 Straubel은 Tesla에서 근무하던 2017년 첫 번째 심층 인터뷰에서 자신의 새로운 벤처에 대해 말했습니다. "이것은 업계 공식을 바꾸고 새로운 사이클을 만들어 재료비를 절감할 것입니다." Straubel의 목표는 전체 자동차 산업과 협력하여 모든 배터리 및 차량 설계에 적용할 수 있는 재활용 프로세스를 개발하는 것입니다.

젊은 시절 머스크와 같은 생각을 갖고 있었던

스트라우벨은 2003년쯤 처음으로 자동차용 리튬이온 배터리에 매료됐다. 그 해, 그는 Tzero라는 자동차에 전력을 공급하기 위해 배터리를 함께 연결하는 실험을 하고 있던 로스앤젤레스의 한 자동차 상점에서 놀고 있었습니다. 당시 27세였던 스트라우벨은 한 번 충전으로 미국 전역을 여행할 수 있는 10,000개의 배터리가 장착된 자동차를 만들고 싶었고, 당시 페이팔 지분을 소유하고 우주 탐험이라는 로켓 스타트업 회사에 투자했던 머스크로부터 자금을 구했습니다. 테크놀로지스

2003년 점심 식사에서 스트라우벨은 무인 수소 추진 항공기에 관해 이야기하면서 자신의 또 다른 큰 야망인 자동차 프로젝트, 그리고 AC Propulsion의 튜닝 샵에서 일하는 회사에서 하고 있던 일을 꺼냈다. .

당시 머스크는 전기 스포츠카를 원했지만 이 가게에서는 그를 위해 개조하는 데 관심이 없었다. 그는 Menlo Park에 있는 Tesla Motors라는 작은 스타트업으로 눈을 돌렸습니다. Tesla Motors는 이제 막 창업을 시작했고 로드스터라고 불리는 자체 스포츠카를 만들고 싶어 투자자를 찾고 있었습니다.

일련의 우연을 통해 머스크는 테슬라의 최대 투자자이자 테슬라의 대외 이미지가 됐다. 그의 세간의 이목을 끄는 과시와 오만함으로 인해 이 스타트업의 이름은 A씨가 됐다. Straubel은 또한 Tesla 베테랑이 되어 회사의 성장에 큰 공헌을 했습니다.

팩트셋(FactSet) 데이터에 따르면, 그가 지난해 회사를 떠났을 때 보유하고 있던 작은 테슬라 지분은 그가 매각하지 않았다면 현재 6억 달러 이상의 가치가 있을 것으로 추정된다.

그러나 스트라우벨의 진정한 사랑은 자동차가 아닌 배터리였다. 그는 전기차 개발의 쓰라린 역사를 잘 알고 있다. 처음에 Tesla는 값비싼 배터리를 실험했습니다. 배터리가 무겁고 배터리 수명이 상대적으로 짧아서 가격이 비싸고 실용적이지 않았으며 판매도 개선되지 않았습니다.

2008년 스트라우벨과 머스크가 로드스터 스포츠카 납품을 시작했을 때 배터리 상황은 크게 개선됐다. 7,000개에 가까운 배터리 셀이 촘촘하게 배열돼 있으며, 1회 충전으로 200마일(321km) 이상 주행이 가능하고, 정지 상태에서 시속 100km까지 가속하는 데 걸리는 시간은 3.9초에 불과하다.

2012년 출시된 로드스터와 후속 모델 S 럭셔리 세단은 주로 틈새 럭셔리 시장을 타깃으로 삼았다. 2013년에 머스크는 대중 시장을 목표로 삼았습니다. 그와 Straubel은 향후 몇 년 동안 Model 3 소형 자동차에 필요한 수십억 개의 셀을 생산하는 최초의 초대형 배터리 공장을 주도했으며, 이는 전기 자동차가 주류가 될 수 있다는 회사의 가장 큰 베팅이었습니다.

이후 전기차 산업은 폭발적으로 성장했다. 산업이 글로벌화됨에 따라 제너럴 모터스(GM), 닛산 자동차(Nissan Motor Co.), 한국의 현대 자동차(Hyundai Motor Co.)와 같은 경쟁업체들이 뛰어들었습니다.

전기차 업계의 '더러운' 비밀

늘어난 배터리 수요를 충족시키기 위해 전 세계적으로 테슬라 기가팩토리(Tesla Gigafactory) 모델을 복제한 건설 열풍이 불고 있다. 모스는 중국이 매주 기가팩토리 배터리 공장을 짓고 있는 반면, 미국은 4개월에 한 번씩 공장을 열고 있다고 말했다.

그러나 원자재 부족으로 생산이 제한됩니다. 리튬, 코발트 등 주요 원자재의 원자재 가격은 전기 자동차에 대한 흥분과 회의로 인해 최근 몇 년간 롤러코스터를 타는 경험을 했습니다.

코발트와 같은 원자재의 원산지는 종종 정치적 문제로 가득 차 있어 공급업체는 신뢰할 수 있는 공급원을 찾기 위해 안간힘을 씁니다. 코발트는 콩고민주공화국 등 전 세계 광산 지역에서 생산됩니다.

머스크는 최근 실적 발표에서 공개적으로 호소했습니다. "니켈을 더 채굴해 주세요"라고 그는 말했습니다. "환경 친화적인 방법으로 효과적으로 니켈을 채굴할 수 있다면 Tesla는 대규모 장기 협력 계약을 제안할 것입니다.

Straubel은 몇 년 전에 이러한 위기를 목격했습니다. 몇 년 전 그는 테슬라 최고기술책임자(CTO) 자격으로 캐나다 니켈 광산을 방문했을 때 대규모 광산을 조사한 적이 있다. 그 크기와 복잡성으로 인해 그는 단순히 더 많은 광산을 여는 것이 실제로는 선택 사항이 아니라는 것을 깨닫게 되었습니다. 그는 현재 또는 가까운 미래에 이미 존재하는 배터리를 재활용하면 어떨까라고 생각했습니다.

스트라우벨이 전기차 산업의 '더러운' 비밀을 폭로했다. 업계는 환경에 엄청난 낭비를 하고 있습니다. 그는 Tesla의 Reno Gigafactory 개발을 감독하면서 그 과정이 얼마나 낭비적인지 직접 목격했습니다. 자동차 제조업체가 2018년에 모델 3 차량의 생산량을 늘리는 데 어려움을 겪으면서 배터리 공장은 골칫거리가 되었고, 전직 직원들은 회사가 폐자재로 최대 2억 달러를 낭비했다고 말했습니다. 하지만 테슬라는 이 금액이 너무 과장됐다고 말했다.

도요타 프리우스 배터리 재활용 대기

역시 기가배터리 공장 건설

스트라우벨은 예전 공장에서 얼마나 많은 폐기물이 발생했는지는 밝히지 않았지만 그는 이렇게 말했다. 이는 비싸고 가공하기 어려운 재료를 재활용하려는 그의 아이디어를 강화시켰습니다. 기가배터리 공장을 거꾸로 세워야 한다”고 말했다.

Tesla에서와 마찬가지로 Straubel은 큰 야망을 가지고 있었지만 작은 규모로 시작할 준비가 되어 있었습니다. 왜냐하면 이 경우 그는 수백 년 된 광산 회사를 상대하고 있었기 때문입니다. Redwood Materials는 자동차의 대형 배터리 팩보다 작고 다루기 쉬운 휴대폰과 같은 가전제품용 배터리를 연구하여 기술을 연마하고 있습니다.

폐 배터리는 광산의 가치가 있습니다.

Benchmark? Mineral Company Morse에 따르면 배터리 공장의 평균 폐기물 비율은 약 10%입니다. 그는 이로 인해 2025년까지 약 80GWh의 배터리가 파괴될 수 있으며 이는 2016년 전체 배터리 시장 규모에 맞먹는 수준이라고 예측했습니다.

그는 폐기물 속에 64,000톤의 리튬이 들어있다고 말했는데, 이는 상황에 따라 시장 가치가 5억 달러에서 15억 달러에 달하는 리튬 2개 이상의 광산에서 1년에 생산할 수 있는 양에 해당합니다. . 시장 가격의 변화. 폐기물에는 코발트, 니켈과 같은 다른 귀중한 원자재도 포함되어 있으며 총 가치는 수십억 달러에 이릅니다.

모스는 "이 기술을 개발해 배터리 소재로 바꾸는 사람에게는 엄청난 사업 기회가 있을 것"이라고 말했다. Straubel은 10년 이내에 재활용을 통해 원자재 가격을 채굴에 비해 절반 수준으로 낮출 수 있기를 희망한다고 말했습니다. 그는 이것이 트럭에서 기차에 이르기까지 모든 곳에서 전기 시스템을 만드는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다.

Straubel의 비전은 Gigafactory의 오랜 파트너인 Panasonic을 포함하여 이미 고객들의 마음을 사로잡았습니다. 지난해 말 이 회사는 레드우드와 협력해 배터리 셀 제조 과정에서 발생하는 400파운드(181kg) 이상의 폐기물을 재활용하기 시작했고 현재는 2톤으로 늘렸다. 이제 네바다 배터리 공장의 모든 스크랩이 Redwood로 배송됩니다.

"환경적 관점에서 볼 때 그의 프로세스는 더 지속 가능해 보입니다"라고 Panasonic Energy North America의 부사장이자 전 Tesla 배터리 전문가였던 Celina Mikolajczak은 로드스터의 원래 배터리 문제에 대한 컨설턴트였습니다. "매립할 필요가 없으며 가치가 낮은 물질이 많이 매립됩니다.

재활용된 물질은 새로운 제품을 만드는 데 사용됩니다." 파나소닉은 Straubel과 협력하여 그의 재활용 재료가 배터리에 재사용될 수 있을 만큼 충분히 정제될 수 있는지 확인하고 있다고 그녀는 말했습니다. 그녀는 오래된 휴대폰 배터리가 새 배터리를 위한 좋은 코발트 공급원이 될 수 있다고 지적했습니다.

Straubel은 향후 몇 년 내에 폐기된 전기 자동차에서 생산되는 배터리를 신속하게 제거하고 핵심 재료를 재활용하며 새로운 전원 배터리를 재구성하여 폐쇄 루프를 형성하는 매우 효율적인 프로세스를 구상합니다. 물질적 손실이 거의 없습니다.

외부 자금 지원은 연구를 가속화하고 운영을 확립하며 Redwood의 직원 수를 올 여름 약 50명에서 연말까지 최대 200명으로 늘리는 것을 목표로 합니다. Straubel은 최근 Tesla에서 근무했던 Kevin Kassekert 중위를 고용하여 Tesla의 Sparks Gigafactory 건설을 감독하는 데 도움을 주었습니다.

테슬라와 마찬가지로 레드우드도 글로벌 야망을 갖고 있습니다. 스트라우벨은 이미 다른 배터리 공장 주변에 새로운 시설을 확장하고 건설할 계획을 갖고 있다. "나는 미래를 내다보고 있는데 이 기차가 우리를 향해 다가오는 것을 보고 있습니다."

이 기사는 Autohome Chejiahao의 저자가 작성한 것이며 Autohome의 견해와 입장을 대변하지 않습니다.