中国储能网讯:我们的目标是生产出世界上最环保的电池,这里面有无限的市场机会。
——彼得·卡尔森,Northvolt创始人、CEO
经济学家何帆有一篇公众号文章:《我们是不是低估了新能源》。从数据上看,情况似乎不错,无论光伏面板、动力电池还是储能电池,国内厂商都有投资和布局,形成了产业链,技术上也不落后。特别是代表性的动力电池生产,中国企业占据了比较大的优势,竞争格局似乎已经确定。
在这样的背景下,成立不到十年的瑞典电池生产商Northvolt快速追赶,成为市场上又一家重要生产企业。作为欧洲企业,加入电池生产竞争的困难非常大,Northvolt如何找出创业机会,从竞争对手的重重包围中取得突破?
PPT公司融资80亿美元
哈佛商学院有一个名为Cold Call的播客节目,专门介绍教授们开发的企业案例。近期,播客介绍了由George Serafeim教授撰写的一篇创业企业案例,瑞典电池生产商Northvolt。他称这家企业为具有社会使命感的企业,是一个非常独特的创业案例。
电池生产属于资本密集型产业,需要建设超级工厂,就像特斯拉所做的一样。除了特斯拉,电池生产商主要集中在亚洲地区,这是一个竞争非常激烈的行业。表面上看,似乎并不适合创业企业加入。Northvolt打破了人们的这项认识。
Northvolt成立于2016年,创始人是彼得·卡尔森(Peter Carlsson)和保罗·萨鲁提(Paolo Cerruti)。他们两人之前都是特斯拉供应链部门的高管,对特斯拉的电池生产非常熟悉。
他们在特斯拉任职期间,正是公司产能爬坡的关键时期。当时,特斯拉决定采用垂直整合生产方式,建成了位于加州的弗里蒙特和内华达两家超级电池厂。不过在那个时候,特斯拉还面临着许多生产问题。人们也想不到,电动汽车技术将在几年内彻底颠覆整个汽车行业。
从2016年Northvolt成立到2023年不过七年时间,公司获得融资总额90亿美元。Northvolt已经在瑞典北部成功建设第一家超级工厂,后面的计划包括在德国建设三家超级工厂,在加拿大投资建设北美工厂。
令人吃惊的是,公司在没有生产出一块电池之前已经融资80亿美元,并且获得550亿美元销售收入承诺。Northvolt并非政府企业,而是一家纸上谈兵的私人企业。投资人当然知道,电池行业主要由亚洲企业主导,创业企业将面临激烈的竞争风险。
在Northvolt刚刚开始投资的时候,亚洲企业已经实现了规模经济。未来超级工厂建成后,能不能和亚洲企业竞争,没有人知道答案。在这种情况下,为什么会有投资人愿意将赌注押在Northvolt身上?创始人如何向投资者证明企业的市场价值?
Northvolt成立时,彼得·卡尔森说自己希望融资40亿欧元,“我很确信我们对行业投资者和机构投资具备吸引力”。当周围的人听说他准备离开硅谷到欧洲建设电池工厂时,不赞成是一个普遍的态度。因为欧洲和美国不同,风险投资并不发达,更何况亚洲企业已经形成了规模效应,无法追赶。
太阳能面板行业就是一个失败的案例,在中国价格的竞争下,欧洲的企业几乎全军覆没。卡尔森的信心来自特斯拉的经历。他认为,行业内普遍对电动汽车缺乏足够的认识,也没有意识到电池在汽车供应链上的意义。
卡尔森是国际著名的供应链管理专家,1995年担任爱立信采购经理,2001年成为爱立信首席采购官,之后加入恩智浦半导体公司负责供应链业务。在担任恩智浦半导体首席采购官期间,他将采购部门由战术型分散机构发展为战略型全球采购机构。
2011年,苹果邀请 他负责iPad的供应链管理,他拒绝了苹果的邀请,加入了创业公司特斯拉。卡尔森在特斯拉工作了四年,2011年到2015年。当时,为特斯拉组织供应链是一项重大的考验。2013年特斯拉一共才卖出2万多辆新车,这种规模对于大多数核心供应商来说几乎没有意义,他们不愿意也没有办法为特斯拉提供零部件。
彼得•卡尔森领导的采购部门不得不多方寻找,最后在台湾才找到包括电机在内的关键零部件供应商。卡尔森找来的这些供应商甚至此前从未跟汽车行业合作过。比如富田电机,它并不生产电动车使用的电机产品。在接到特斯拉的订单后,富田电机根据汽车驱动需要对传统电机进行改造,将重量从300-500公斤减少到60公斤。特斯拉就是通过这种方式,重组了自己的供应链。
在特斯拉的工作经历,让卡尔森有机会见证汽车行业百年未有的根本变革,也让他深入理解了电动车生产的所有关键环节,特别是动力电池行业在电动汽车价值链上的潜力。在此期间,他和马斯克有过密切的合作,包括参与弗里蒙特工厂和内华达工厂的创建。
卡尔森在回忆特斯拉工作经历时提到,马斯克对他的主要影响包括采用垂直整合的生产方式,将供应链尽可能保留在公司内部,以及通过自动化生产降低成本,提高灵活性。传统汽车大量使用一级供应商提供零部件,依靠供应商提供多种设计能力。特斯拉采用从零开始重建供应链的方法,走出了与传统汽车厂商不同的生产路线。
特斯拉的经验,加上之前工作中获得的战略性全球供应链的认识,为卡尔森创建Northvolt做好了实务和理念上的准备。
动力电池生产,欧洲没有可行方案
2016年,Northvolt获得了一笔来自个人的天使投资,金额1200万欧元。这笔钱支持Northvolt在斯德哥尔摩建立了总部,组建起一支由30名专家组成的电池研发团队。
2017年,Northvolt获得了两轮接近3000万欧元的风险投资。同年10月,Northvolt确认其超级工厂Northvolt Ett将设在瑞典Skellefteå,而示范工厂和研究设施Northvolt实验室将在瑞典的韦斯特罗斯建立。
此时第一代动力电池还未研发成功,直到2018年2月Northvolt的电池系统团队才完成了其第一个电池模块原型的开发。也就是说Northvolt在电池还未开发成功之时就已经确定了超级工厂的建设。Northvolt敢于制定加速生产的计划,一方面是因为竞争压力,另一方面也是参考了特斯拉从零开始的生产经验,利用了后发优势。
2018年,西门子、斯堪尼亚汽车、ABB等工业巨头开始投资Northvolt,瑞典国家能源署也给予了1500万欧元的政府补助。2019年,大众汽车成为Northvolt的最大投资者,投资9亿欧元,2021年再次投入6.2亿美元(约5.8亿欧元)。
另一类积极参与投资的是政府背景的投资方,如果我们看投资人名单,会发现其中有许多是代表政府的,比如瑞典投资公司VINNOVA(瑞典创新局)和瑞典国家能源署,光是欧洲投资银行一家就投资了4亿欧元。
为什么这么多政府机构愿意出资支持一家创业公司?首先是因为欧洲对电池产业的认识发生了改变。在世界汽车市场急剧转向电动车的背景下,整个欧洲的汽车产业都遇到了极大的困难。
如果说在自动驾驶方面欧洲还有一些积累的话,那么在电池领域中欧洲几乎是空白。据麦肯锡数据,2018年欧洲在全球电池市场上的份额只有1%。[ii]主要的产能控制在美国和亚洲企业手中,在这种情况下,就算汽车产业能够成功转型,在电池生产方面仍然会特别依赖外部资源,这是非常不利于欧洲汽车产业的局面。
问题在于,欧洲企业面对亚洲生产商,特别是中国生产商的崛起,无法建立自身的竞争优势。特别是在成本方面,他们找不到解决方案。如果投资等于亏损,自然也就谈不上建设新的电池工厂。这也说明,在欧洲已经出现了一个重大的创业机会,一个政府、设备制造商、生产商都非常头疼的需求。
在解释Northvolt融资成功时,往往会提到创始人的履历能够得到投资人信任。但是,光是个人声望是不可能获得如此多的资金的。在创业设计阶段,Northvolt初期的融资顺利与它在创业设计阶段所做的方案有关。
这项方案能够让欧盟和地方政府愿意提供支持,还能够吸引电池用户,也就是汽车厂商的兴趣。在Northvolt融资过程中,汽车厂商甚至成为投资人和融资服务商。
此外,新的方案还必须让价值链上的其他主体能够加入进来,比如电池生产设备企业,西门子、ABB作为投资商也是价值链上的重要成员。也就是说,Northvolt的方案能够将价值链上的所有伙伴争取到自己一边。
道路交通的碳排放在整体碳排放中占比为11%,是减少温室气体的主要技术领域。一般认为,电动车和燃油车相比可以减少碳排放,比如电动车10年使用期间的碳排放可以比燃油车减少30%~60%。
可是,在对比电动车与燃油车碳排放时,往往不会比较汽车电池本身碳排放的水平差异,也很少讨论降低电池生产碳排放的技术。这是因为,电池生产集中度高,技术路径相似。生产商和顾客主要关注电池的能量密度,而不是环境影响。
在电动车产业初期,这是合理的。然而当电动车年销量超过1000万辆之后,企业必然开始追求差异化,包括动力电池差异化。差异化需求将为新的竞争者进入市场创造条件。
欧洲可以生产最环保的电池
Northvolt利用当前电池厂商同质化竞争的缺陷,提出采用新的生产方式以减少环境影响的价值主张,将品牌定位于最环保的电池。它的逻辑是,生产过程不同,电池的碳排放水平是不一样的。Northvolt主打环境价值主张,这和欧盟的气候政策目标完全一致。问题在于,如何实现绿色生产?
欧盟在应对气候变化方面的技术和承诺居于世界领先地位。比如与其他地区相比,欧洲电网提供更高比例的清洁电源。欧盟比较看重平均碳密度指标,它是指电网生产单位电能所排放的二氧化碳。在过去几十年里,欧洲电网碳密度指标出现了显著的下降。这也意味着,如果在欧洲生产动力电池,使用相同的技术可以减少碳排放。因此,欧洲生产的电池更加绿色环保。
这项逻辑为欧洲大力兴办动力电池厂提供了环境依据。电池生产往往与环境污染联系在一起,Northvolt的方案将电池与减少碳排放的政策目标联系起来。当电动车数量不多时,这项差别可能并不显著,而当整个汽车产业转向电动车市场时,电池的碳排放就会成为一项重要的指标,影响欧洲气候变化承诺的相关政策。
更重要的是,Northvolt的方案可以充分运用欧盟现有的清洁能源优势。由于欧洲未来还将进一步增加清洁能源的比例,在欧洲生产电池是一项可持续的减少碳排放的投资。Northvolt早期投资人中包括西门子、ABB等工业巨头,它们同时也将是Northvolt工厂的设备供应商,提供电力和工程解决方案。
Northvolt将第一家工厂设在瑞典北部,这一选择的逻辑正是绿色能源。瑞典北部地区水利资源丰富,水电属于绿色能源,并且价格比较低。Northvolt使用低碳能源生产电池,能够降低电动车供应链的碳排放,也降低了行车过程中的碳排放,因为在欧洲电网充电时所消耗的碳排放也会更少。
在欧洲碳排放市场,企业需要购买碳排放指标,从而产生了减少碳排放的激励。欧盟规定,2024年7月开始,所有电动汽车必须标注电池碳排放,2030年,电池中回收材料的比例必须达到一定要求。Northvolt在创业初期就投资研究电池回收,承诺在2030年做到50%的原材料来自回收,最终目标是将95%的电池材料循环利用。在巨型工厂开工的同时,Northvolt也在瑞典开始建造欧洲最大的电池回收工厂。
Northvolt所提出的电池生产方案,不仅能够充分利用现有工业优势,有助于政府实现减少碳排放的目标,还为欧洲政府补贴大型电池工厂提供了有利论证。同时,这个方案也缓解了欧洲政府对于供应链安全的担心。
欧盟一直担心陷入对美国和亚洲生产商的依赖。Northvolt是一家正宗的欧洲企业,它从特斯拉那里学到的垂直整合生产方式,可以减少供应链对海外协作的依赖。回收比例承诺不只是减少碳排放的技术保证,也可以避免由于地缘政治紧张造成的原材料不稳定焦虑,提升供应链安全。
清洁电池与汽车厂商的差异化战略
电池占整车成本的比例大约在35%~45%,电池设计影响整车的成本和功能,特斯拉选择自己生产电池是有原因的。作为采购总监,卡尔森对此当然深有体会。2018年,在Northvolt实验室开工发布会上,卡尔森说,“当旧技术在未来几年内被逐步淘汰并被电气化取代时,电池将成为差异化因素。随着技术差异化和来自复杂客户(特别是运输行业)研发工作的大量增长,Northvolt实验室的战略是为他们提供开发、测试、工业化、提高产品质量的设施。”[iii]
彼得·卡尔森等人在创业初期的研究发现,欧洲汽车产业对电动车市场的关键要素缺乏深入的理解。比如,厂商普遍认为电池只是电动车价值链上的普通一环。在电动车生产环节时,仍然倾向于通过外购解决电池需求。这种态度当然会影响电池厂商和电动车生产商的选择,导致市场上难以找到基于电池技术差异化的汽车品牌。
由于欧洲汽车厂商在电动车开发方面落后于美国,提出基于欧洲特色的差异化价值主张已经是非常急迫的任务。在这个意义上可以说,欧洲生产商对绿色电池的概念不够敏感。厂商未能意识到动力电池产品的战略属性,有潜力成为未来欧洲汽车厂商的有力竞争武器。
清洁电池当然不是汽车厂商唯一的差异化机会,但这项主张和欧洲品牌和欧洲社会公意有非常好的结合。Northvolt意图向汽车厂商推销这一概念,厂商则用行动表明了他们的态度。
2019年,大众汽车出资9亿欧元与Northvolt合作建厂,宝马签署了价值20亿欧元的订单(2024年交货)。卡尔森认为厂商的积极反应并不奇怪,作为欧洲电池厂,Northvolt可以向汽车生产商提供多种便利。
他说,电池并不是标准化产品,汽车厂商需要电池生产商参与汽车设计。如果电池体积能够减少,就会影响整车的设计。事实上,Northvolt在瑞典建设的瑞典Skellefteå巨型工厂就具备这样的条件,能够和汽车厂商合作进行定制化生产。2022年,Northvolt宣布与沃尔沃合作投资30亿欧元,在歌德堡成立电池生产厂和研究中心。[iv]
如果说,争取到政府支持显示Northvolt对政府需求和政策目标的深刻洞察,将汽车厂商成功纳入电池生产价值链则反映出创业团队对未来汽车产业竞争要素的理解。
Northvolt通过一系列的设计向市场表明,我们和其他电池厂商是不一样的,我们更加环保,更有能力支持本地企业和本地消费者。当欧洲政府和工业界陷入集体焦虑的时刻,Northvolt带来了整体解决方案,汽车生产商、设备生产商、消费者和政府都从Northvolt的方案中看到自身的价值创造机会。
电池绿色供应链整体设计
Northvolt试图在市场上传播一种新的主张,如果只是汽车实现了电动化,生产电池的过程依然排放大量的二氧化碳,那么电动车转型对于碳排放的贡献就会小得多。
之前燃油车品牌曾经批评电动车并不环保,也是同样的理由。电动车只是在使用期间不需要燃油,排放比较少,可是生产过程中的碳排放比煤油车高得多。电池生产消耗大量能源,1千瓦小时电池大约需要80~100千瓦小时的电能。
Peter Carlsson说,电池生产是能源密集型产业,电池工厂应当设置在生产清洁能源的地区。[i]比如在瑞典,Northvolt选择北极圈内的Skellefteå,利用当地水电资源。
在德国,Northvolt选址北部石勒苏益格-荷尔斯泰因州Heidi市,这里有德国最清洁的能源,主要来自风力发电,并且可以得到丹麦和挪威清洁电网的支持。Northvolt没有在补贴力度比较大的美国建厂,而是选择加拿大蒙特利尔地区,也是为了利用当地清洁的水电资源。
这项主张为Northvolt带来一定的竞争优势,只是看上去似乎壁垒不高。竞争对手也可以采用清洁能源,或者直接在欧洲生产电池。比如宁德时代在四川宜宾投资的一家工厂,主要使用水电,同样是清洁电源。Norhtvolt还需要进一步提高竞争壁垒,让市场相信它的方案和竞争对手是不一样的。
作为市场上的后来者,并且抱定减碳生产的宗旨。Northvolt在创业方案中就已经开始考虑如何在整条供应链上减少碳排放,特别是原材料和电池回收这两个环节。
近期四川锂矿勘探权拍卖引发了市场热议,价格竞争激烈,成交价格超过起拍价1000倍以上,这一戏剧性的结果反映动力电池生产商对原材料供应的担心。参与矿产资源争夺的不光是原材料生产商,甚至包括终端用户如通用汽车、梅塞德斯奔驰、大众等。让人想起100年前亨利·福特的胭脂河工厂,一边是铁矿石进厂,一边是成品汽车出厂。
Northvolt当然也要保障原材料供给的安全,但它还有其他同样重要的考虑。为了降低碳排放,生产电池所使用原材料也必须是用清洁能源生产出来的。比如将金属冶炼环节放在欧洲,利用清洁电能减少碳排放。Northvolt工厂所需要的石墨和镍来自瑞典,相对而言,这些原材料的碳排放低得多。
Northvolt生产电池所用的锂来自澳大利亚和加拿大锂辉石矿。澳大利亚的锂辉矿现在主要以原矿的形式销往中国,Northvolt选择在当地冶炼以避免数千英里长途运输而带来的碳排放。冶炼加工商是中国的天奇锂业,加工后的成品是氢氧化锂,Skellefteå工厂一年大约需要2万吨。生产电池所需要钴主要来自刚果,但刚果的生产环境不够透明,Northvolt表示不会使用来自刚果的钴,而是从芬兰采购钴原料。
为了控制成本,Northvolt工厂采用工业4.0云优先模式设计。通过物联网实现产品可追溯,生产线运作实时监测,运用计算机视觉增强缺陷检查,机器学习和人工智能模块预测产品质量和电池表现。
以计算机视觉增强技术为例,生产过程中需要做到毫米级和毫升级控制,电池表面微小的缺陷往往超出人眼的观察范围。这项技术的使用可以减少产品缺陷,节省材料消耗。
软件还可以提供设备校准功能,实时监测设备运行是否达到优化指标。比如管理停机时间排期,对停机造成的产量损失进行平衡和补偿,不会造成瓶颈,影响生产线的产出。软件可以方便地在生产线上改变生产流程,实现定制生产的需要。跟踪生产数据有助于理解材料消耗,调整输入和输出的管理,提高效率。[ii]
这些工作需要软件团队与电池设计、流程控制和质量控制团队合作开发,涉及大量传感器数据采集分析和决策。作为垂直整合生产原则的体现,Northvolt在内部创建蓝图团队,负责设计建设产能的流程软件,可以用于在其他工厂进行复制。软件设计和云管理是2018年建成的Northvolt实验室的早期工作重心,实验室投资1亿美元,通过研发和工业化设施运营获取数据和使用案例。
Northvolt始终面临着一个疑问,它的技术能力究竟如何?宁德时代、比亚迪和特斯拉属于典型的技术型创业公司,Northvolt则不是,它更像是擅长运营的外包商。从创业者的角度来看,Peter Carlsson在创办Northvolt之前在特斯拉和恩智浦半导体工作,是负责采购和外包业务。他不是研发领域的专家,而是整合资源的专家。
对于缺乏核心技术的疑问,Northvolt的解决方法是收购和技术合作。2021年,Northvolt收购美国创业企业Cuberg。这家企业创建于2015年,技术背景是斯坦福大学。Cuberg早期的技术应用主要是航天产业,波音公司是它的投资人之一。它拥有提高电池能量密度的技术,可以减少电池数量或提高续航里程。
Northvolt声称,Cuberg的技术可以将锂电池的续航里程提高70%。这项收购不仅提升了Northvolt的技术能力,还表明它是一家全球性的并且特别重视硅谷创新能力的企业。Cuberg将成为Northvolt在美国的研发中心,利用美国大学的领先技术能力。[iii] Northvolt介绍说,Cuberg的技术将快速实现规模化,它可以在现有的锂离子制造系统中进行生产,很容易整合到Skellefteå工厂。
在合作方面,Northvolt和欧洲主要汽车厂商建立起联盟关系,如大众和沃尔沃。在大众集团的规划中,高性能车种将更多采用Northvolt的电池技术。Northvolt和瑞典重型卡车生产商Scania的合作则专门开发针对商用汽车的牵引电池(traction batteries),2023年投产。
回收技术的验证
除了生产过程和原材料阶段的碳排放控制,Norhtvolt还试图通过电池生命周期管理来系统降低碳排放,其中最重要的一环是电池回收。2017年9月,Northvolt和瑞典哥德堡的查尔姆斯理工大学合作发起了一项回收计划。
这是Northvolt和其他电池厂商不同的地方,其他厂商通常以电池生产和功能作为核心技术,而Northvolt特别关注锂离子电池回收产业化。它的目标是到2030年,生产电池所用原材料的50%来自回收。
2019年,《科学》杂志报道说,只有5%的锂电池得到回收。当然,这一时期锂电池需要退役的数量不大,比例不说明问题。而当动力电池大规模退役时,比例才变得重要。
Northvolt认为,回收可以消除供应链中原有大部分碳排放。清华大学欧阳明高在讨论动力电池生产减碳时提出,“通过物理回收可以使其碳排放降低一半以上,结合绿电则可以使整个过程实现近零碳排放”。[iv]
Northvolt的设想是由汽车生产商回收电池包,进行初步拆解,电池电芯交给Northvolt。为了提高回收时的处理效率,每只电池电芯出厂时都带有二维码,标记生产方式、材料和其他有用信息。
Northvolt的回收厂建在Skellefteå,每年处理能力为12.5万吨,是全球最大的电池回收厂,这家厂也可以回收非Northvolt生产的电池。据调研公司S&P Global's IHS Markit数据,2025年全球进入回收期的电池将高达120万吨。
电池回收的基本方法分为三种。一种是直接回收,破坏电池电芯后挑选部分金属回收,主要回收铜和铝。第二种是焦化回收,将电池在3000摄氏度的熔炉中进行熔炼,这种方法可以回收钴镍铜,通常不能回收锂和铝,不能回收锂是焦化法的主要缺陷。第三种是湿法冶金,除了上面这些金属,还可以回收锂。
电动汽车电池的回收利用是一项复杂的技术任务。Northvolt必须找到安全的方法,将含有有毒易燃化学物质的电池组运回工厂拆卸和释放电能。这是一个需要跨越许多安全和监管障碍的过程。
Northvolt首席环境官 Emma Nehrenheim 介绍说,目前拆解电池组的工作是手工完成的。公司正在设计一种自动拆解系统。该系统不仅会加快拆解的过程,而且会提供更大的安全性。自动化拆解需要克服的最大障碍是电池种类太多,回收工厂必须为不同的汽车电池制定不同的计划。
回收电池处理的第一步是放电,这些电能可以再利用。之后是安全拆卸电池,分离金属与塑料。剩余物料会在密封的真空环境中粉碎,确保周围没有二氧化碳和氧气等活性气体,导致电池中的材料受到污染。液体电解质则蒸发和浓缩,用于其他的地方。
之后,粉碎的物料将根据性质进行分类,磁性和非磁性金属也会进行分离。这些都会被送到附近的回收中心,其中,铜和铝将由Northvolt的合作伙伴来进行加工。
物料根据密度、大小、磁化率分类并送走,剩下的黑色粉末称为黑土材料。这种粉末由镍、锰、钴、氢氧化锂和石墨组成,是锂离子电池中最重要的部分。在湿法冶金过程中,将黑土材料倒入酸液,使得金属材料分离出来,可以回收制造电动汽车电池所需的所有原料。
原材料循环使用的主要技术难点是提纯,Northvolt声称已经开发出自有的湿法冶金技术,可以提取高纯度金属。2021年,Northvolt实验室首次利用完全回收的金属材料生产出各项指标达标的电池正级材料。正电极材料循环使用可将电池生产中的碳排放降低80%。
Northvolt在挪威与合作伙伴Hydro设立了一家回收公司,处理能力为12000吨,足够回收挪威全年退役的电池。Hydro是一家能源与铝生产公司,Northvolt与Hydro的合作流程到黑土材料为止,在此阶段,完成对铝的回收,回收的塑料和铜卖给其他公司。Hydro公司电池部门总裁Einar Wahlstrøm说,回收铝消耗的电能只有电解铝的5%。现在问题是市场过于零散,以及技术不标准。
Northvolt还将回收设计嵌入电池生产流程,在Northvolt Skellefteå工厂,生产活性正极材料后的回收主要有三类:氨气、硫酸钠和金属镍、锰、钴、锂。
首先用水蒸汽将氨气从溶液中分离,每小时可以生产3立方米氨气,氨气可以在生产过程中循环使用。Northvolt使用专门生产工艺回收硫酸钠,Skelleftea工厂预计每年回收20万吨。这些硫酸钠回收物将出售给一家创业公司Cinis,它的目标是利用循环回收的化学品生产最环保的化肥。使用Northvolt回收的硫酸钠,Cinis生产的化肥可以减少75%的碳排放。
之后,大部分的水可以回收使用,少部分排放。剩余的包含金属材料的回收物将送到电池回收工厂,和回收的电池一起处理。现行法律允许企业向河流和海里排放硫酸钠,氨气则直接释放,但Northvolt认为自己的设计着眼于未来的合规需要,应当尽可能回收。[v]
现在,监管当局还没有对电池生命周期的碳排放做出管理规定,电池厂商的碳排放数据指标并不透明。当退役电池达到一定数量,这项要求必定会变得严格起来。Northvolt的供应链设计能够跟踪原材料、生产过程和回收过程中的所有环境指标,它的二氧化碳排放目标是在2030年达到每千瓦时10kg,行业水平为98kg,Northvolt希望未来这将构成它的一项竞争壁垒。[vi]
2017年到2022年,全球锂离子电池出货量增长5.7倍,其中汽车动力电池出货量增长11倍。Skellefteå的产能预计0.6亿千瓦时,每年可以为100万辆车提供电池。Northvolt的目标是到2030年实现约1.5亿千瓦时的电池产能,相当于欧洲市场需求1/4的份额,即200万辆特斯拉汽车的电池。
每10亿瓦小时电池产能需要投资1 亿欧元,光是Northvolt一家在2030年之前就需要150亿欧元。[vii]市场竞争变得空前激烈,2023年5月,Northvolt在德国,台湾辉能科技在法国,两家企业同时宣布在欧洲设厂,总投资110亿欧元。[viii]
市场需求加上竞争压力,Northvolt仍然需要不断大笔融资建厂。2022年融资11亿美元,2023年融资12亿美元。相对于融资速度,生产的速度显得有些落后。2021年,Northvolt生产出第一块电池,2022年才头一次完成巨型工厂电池交付。
在一些投资人眼中,它主要还是一家代工厂。虽然购买了新的电池技术,并且已经在电池产业化回收方面处于领先地位,这些投资和创新要想变成现实的竞争优势还需要比较长的时间。上述顾虑可能会影响Northvolt市场估值。有消息说它准备在2024年上市,估值200亿美元。相对于90亿美元的投资,估值水平并不高。
可能因为当前估值缺乏吸引力,最后两笔总计23美元的融资采用了可置换债券的形式。公司CFO Alexander Hartman 解释说,可转换债券的优点之一是可以避开估值争议。他们还在考虑发行绿色债券,以吸引更多的投资人。[ix]
一般认为,Northvolt的价格将明显高于竞争对手,处于不利的地位。有评论认为,投资人支持Northvolt主要是考虑欧洲汽车品牌整体供应链的需要。如果未来Northvolt在成本上将无法和亚洲生产商持续竞争,变成汽车巨头下属的电池公司也是一种出路。
Northvolt背后的投资公司Vangas
Carl-Erik Lagercrantz是一位成功的气候技术创业者。他曾经担任英国电信北欧分部负责人。2014年,Lagercrantz与合伙人创立风险投资公司Vangas。
这家公司先后投资了四家与清洁能源有关的公司,包括为IT基础设施提供备用能源的Polarium,为电动汽车提供电池的Northvolt,使用清洁能源生产钢铁H2绿色钢铁以及用智能热泵技术为家庭提供清洁电能的企业Aira。这四家企业最早的成立于2015年,至今已经全部成为独角兽。
Polarium主要是通过电池结构的重新设计,加上新的管理软件,帮助通讯公司降低电源成本。这是典型的基于价值链分析的创新,发现之前企业所忽视的电源成本管理的价值主张,通过增值服务实现市场价值。
Lagercrantz回忆说,他们在投资Polarium之后意识到,欧洲电池来源主要是亚洲国家,本地没有形成供应链。万一有战争或地缘政治不稳定,欧洲企业将处于极为被动的处境。
此外,电池设计和生产流程创新对于最终产品的市场竞争力具有战略重要性。特拉斯从自己的经验出发很好地掌握了这一原则,在美国当地建立完整的供应链,欧洲却没有办法做到。除了供应链安全,本地生产还可以带动设备与软件相关产业,惠及众多企业。
Lagercrantz在寻找电池创业项目的过程中了解到Peter Carlsson的工作,他认为Carlsson是合适的创业。他们两人并不认识,Lagercrantz通过领英直接和Carlsson取得联系,商讨在欧洲创建电池工厂的可能性。
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Vangas主要采用绿地投资法,不用现成的技术和生产线。绿地投资的优点之一是不受以往思考的局限。他们邀请入行的人员不限于专业人员,Vangas非常重视通用专家,试图打破行业经验局限。
Northvolt从实验室测试开始,就希望建设一家不同于市场上现有样子的企业。在初始设计时,最重要的是从价值链上的整体思考,将顾客、技术、供应商和产业伙伴的利益放在整体协作的环境下进行思考。
欧洲的监管体系要求供应链满足绿色生产的要求。但全球供应链已经形成,现有的企业都是供应链上的一环,难以转型适应。Vangas的贡献是提出清洁生产目标的可行性,论证在欧洲采用清洁生产方式的优越条件,动员整条供应链加入创业设计。
对于欧洲政府,Vangas的方案特别有吸引力,因为它提供了将欧洲的清洁能源从环境承诺转化为市场价值的路径。光有政府支持还不够,在电池行业,绿色生产的成本是一个必须要克服的障碍。只有将价值链上所有参与者动员起来,才有可能解决。而只有提出新的价值主张,才有机会重构价值链。
瑞典的企业环境与硅谷不同,供应链上的协作决策是有传统的。在Vangas所提出的商业方案基础上,供应链伙伴甚至愿意以投资的形式参与。上下游企业的参与在Northvolt在案例中表现得比较突出,实际上在Vangas的其他三家创业企业中,也体现出相似的设计理念。