充电技术和电池回收利用将点燃电动汽车革命的火花

• 美国交通运输业产生的温室气体排放量占美国排放量的28%，而电动汽车作为无碳交通工具是不错的选择。
• 可靠公共充电桩的不足，以及产生大量碳足迹和浪费的电池生产过程等等，都是电动汽车实际应用的障碍。
• 美国两家初创公司正在进行改革创新，旨在充分发挥电动汽车的潜能：ChargerHelp!通过利用数据和提高员工队伍的技能，确保充电桩的可靠性；Nth Cycle则为电动汽车电池实现矿产资源的循环利用，并以更好的方式提取矿产资源。

1914年，《纽约时报》刊登了福特汽车公司创始人亨利·福特的一则访谈，福特说：“我希望，我们将在一年内开始生产电动汽车。”福特公司在1908年推出由汽油发动机驱动的福特T型车，而且与托马斯·爱迪生有深交的福特酝酿了下一个宏伟的计划，即让自19世纪就已经存在但一直没有发展起来的电动汽车普及化。甚至连福特的妻子克拉拉也更喜欢驾驶他的底特律电动车。然而，这个想法最终还是落空了，福特公司也遇到了现代汽车制造商所面临的同样问题：设计出一种“无需充电即可长距离运行”的电池。如今事隔一个多世纪，电动汽车总算熬出头，多亏了能源和材料的进步，这次将是持久的趋势！

人类活动对全球气候造成的影响，已经到了很严重的地步。在美国，交通运输业产生的温室气体排放量占美国排放量的28%。实际上，一辆典型的汽车每年向大气排放4.6吨二氧化碳。有如此的环境后果，人们不得不考虑放弃化石燃料驱动的汽车，转而使用电动汽车。美国各大汽车制造商纷纷以狂热的速度生产电动汽车，白宫近期也公布了长期战略，力求到2030年电动汽车销量占比达50%。

在电动汽车成为马路上的主流之前，仍有一些障碍需要克服。首先，可靠的充电桩不是随处都有，数量也不足。在美国，平均一个公共充电桩对应25辆电动汽车，而且充电时间需要至少20分钟左右。再者，放弃汽油驱动的汽车，转而使用锂离子电池驱动的汽车，并非毫无代价。锂离子电池涉及破坏环境的采矿方式，致使地球的矿产资源枯竭。尽管如此，有远见的企业家和创新者视这些障碍为机遇，希望彻底改变汽车行业并加速电动汽车的大规模普及。

加强电动汽车的充电技术，吸引消费者者购买

皮尤研究中心指出，美国有一半的购车者不太可能购买电动汽车。为什么呢？最大的原因是不知道去哪里充电。电动汽车充电桩不如加油站分布广泛：美国全国充电桩有14.1万台，相较之下，加油站有16.8万座（每座配有6至12个加油枪），也难怪人们还是依赖着汽油驱动的汽车。为解决这一问题，美国联邦政府投入增设50万台电动汽车充电桩，并规定充电桩必须满足97%的正常运行时间比例，也就是用户把车开到充电桩后插入充电枪并成功充电的运行时间比例。然而，加州大学伯克利分校近期的一项调查发现，仅在被誉为“电动汽车圣地”的旧金山湾区，就有27%的充电桩无法正常运行（有的甚至不运行）。

由Kameale Terry和Evette Ellis共同创立的ChargerHelp!公司，致力于为电动汽车基础设施铺平道路。该公司的学习与发展高级副总裁Kianna Scott说：“现在，充电桩的制造、部署和安装都发展起来了，但是安装后的运维管理还是存在着漏洞。”

这家初创公司由欧特克基金会的“工作与繁荣”（Work and Prosperity）专项基金所投资，主要为充电站按需提供可靠性服务。充电桩运营商可以与ChargerHelp!公司签订合同，需要时在移动设备上使用ChargerHelp!的Empwr应用程序，要求派遣电动汽车供电设备（EVSE）可靠性技术人员到现场修复软件，使之恢复正常运行。该公司在头三年的运营中，与各充电站接触共1.8万次，从中深入了解到设备故障的原因。“数据一致表明，在大约96%的情况下，问题都出在软件上，”Scott说道，这些分析信息“能够缩短技术人员在现场的时间，从而使正常运行时间比例达到97%。”

然而，这种高科技的实地工作需要一套全新的技能，这是许多人还不具备的。Scott说：“这个现场工作岗位需要脚踏实地、动手操作机器，但对于我们所处的转型阶段具有重要的象征意义。你还是要用到螺丝刀，还是要用到扭矩扳手，甚至可能要用到兆欧表。你还是需要懂点软件。”

ChargerHelp!主要是一家致力于提高汽车行业可持续发展的科技公司，同时抓住了这个独特的机会来提高人们的绿色经济技能。Scott说：“这种能源转型就是人员的转型，因为我们没有运维工作人员，需要把人培训出来。我们本来没有打算这么做的，但做了以后发现这其实是一项了不起的努力，我们确实围绕它创造了一个愿景和使命。”该使命的一部分是确保下一代员工队伍更具多元化和包容性。“众所周知，ChargerHelp!由两名非裔美国女性经营，一名来自康普顿，一名来自洛杉矶中南部，”Scott说道，“这些地方本身听起来就是服务匮乏的。”

该公司与劳动力发展机构合作，为技术行业中往往代表性不足的人员提供再培训。ChargerHelp!开发了一门开创性的课程，旨在让技术人员快速着手实地工作，而且已被美国汽车工程师学会（SAE）采纳为培训标准。这门课程所培训出的技能，不仅可以为电动汽车的大规模普及提供支持，还可以让人们在这个可持续发展的新世界中工作赚钱维持生计。

Scott说：“ChargerHelp!希望继续帮助增强人们对电动汽车大规模普及的信心。然而，我们也真心想帮助这个领域的工作人员学习、成长和提高技能，让他们有能力在气候行动中发挥作用。”

以电池循环利用技术推动汽车行业的可持续发展

与大多数积极的举措一样，汽车行业的电动化转型并非毫无代价。虽然电动汽车可以减少温室气体排放，但生产电动汽车耗费大量的关键资源。制造电动汽车所需的矿产量是传统汽车的六倍，到2035年将需要300座新矿山才能满足不断增长的需求。

锂离子电池需要用到锂、镍、钴、锰和石墨。在电池生命周期结束时，电池中95%的成分被处理掉，所有这些宝贵的资源也就随之消失。实际上，到2030年将有超过1500万吨电池被废弃，其中金属价值超过180亿美元。随着汽车电动化转型的不断推进，这些薄弱环节让Nth Cycle公司看到了机遇，可以实现资源的循环利用，并以更好的方式提取资源。

Nth Cycle公司的公关主任Colin Mahoney说：“Nth Cycle与市场上传统的电池回收商不同，原因有二。首先，我们的分散式业务模式是通过合作在原料所在地设厂。其次，我们使用的‘电萃取’技术实现了金属提炼方式的现代化。如此一来，Nth Cycle能够与矿商一起处于上游，在矿商所在地同时运营，确保将较高纯度的产品送往市场，也减少为了生产越来越多的产品而对环境的依赖。此外，这还为回收商提供了在金属寿命结束时提炼金属的最有效方法，因为我们不是将废旧材料送往全球各地进行冶炼，而是提供一种可以在国内和本地进行提炼的解决方案。这两种情况都可通过我们名为Oyster的模块化系统节省大量的温室气体排放。”

Oyster（意思为牡蛎）系统可从手机、磁铁、电动汽车电池等原料中挑出、收回并提炼特定金属。其核心技术通过欧特克Fusion软件设计而成，仅使用电力和水，而且提炼过程的排放量比传统采矿法低92%，也比当前各种回收方法低44%。Nth Cycle公司在俄亥俄州费尔菲尔德设有自己独立的生产基地，但Oyster这个模块化系统的占地面积不大（才大约186平方米），可以轻易地安装在电池制造厂里，用于厂内提取金属加以回收利用。

Gammon说：“我们的业务模式将是与矿商、废料回收商和原始设备制造商合作，满足他们的金属提炼需求，确保他们拥有可持续的解决方案。我们这项新颖的设计具有处理时间快、占地面积小、回收率高的特点，专注于最大限度地减少浪费和自产消耗品。”此外，上文提到的那些价值180亿美元的废旧电池金属资源也不用送到垃圾填埋场，可以持久地循环利用。

有了这项发明，Nth Cycle成为了美国第一家生产MHP（混合氢氧化物沉淀物）的公司。MHP是一种镍产品，是美国国内电动汽车电池的必需成分。MHP大多数来自美国国外，纯度水平不一，而Nth Cycle公司生产的MHP镍含量接近90%。

拥有可靠的本地MHP来源，就可以建立更强大的供应链，迎接即将到来的电动汽车热潮。再说，这也符合美国汽车制造商的最佳利益。美国《2022年降低通胀法》要求加大对国内清洁能源的投资，到2029年，汽车制造商必须100%从国内获得电动汽车电池成分。Nth Cycle公司的技术将确保一切顺利进行。Gammon说：“随着更多法规的落实，随着汽车行业发现有更大的必要去保证金属供应，我们只看到有更大的必要让Nth Cycle参与到他们的循环经济中。”

经过了好长一段时间，清洁能源转型终于在汽车行业扎根下来。在实现全球可持续发展目标和环境脱碳方面，交通运输业是关键因素。像Nth Cycle和ChargerHelp!之类的公司，正在为未来的电动化之路铺平道路，并培养相关的员工队伍提供支持。