近年來,歐洲在電池產業作出了一些大膽嘗試,也出現了幾次備受矚目的失利。
瑞典的北伏(Northvolt)和挪威的 Morrow 均已申請破產,而歐洲亦擔心自己錯過了另一場技術轉型。
隨著越來越多交通運輸和工業活動從化石燃料轉向電力,電池很可能會成為一項增長型產業。
然而,新產品推向市場所需的時間,加上激烈的競爭,尤其是來自中國的競爭,意味著需要承擔相當大的風險。
答案會否存在於幾乎小得難以想像的尺度之中?愈來愈多投資者和研究人員認為確實如此。
一納米(nanometre;奈米)等於十億分之一米,正是在這個層級上,一些最具影響力的工作正在進行。
荷蘭科技公司 LeydenJar 行政總裁克里斯蒂安·魯德(Christian Rood)表示:「如果你能夠把這項技術做成,它將影響許多產業,但這是一門高風險的生意。」
LeydenJar 以18世紀電池前身「萊頓瓶」命名,該公司利用一種稱為等離子體沉積的技術,製造更輕、更高效的負極材料,而負極是所有電池的重要組成部分。
矽(Silicon;硅)是一種用於負極的高效且廉價材料,但純矽會在電池運作和充電過程中膨脹和收縮,導致其出現裂紋。
然而,透過等離子體沉積(plasma deposition)技術,LeydenJar 可以逐層製造出超薄純矽箔,能夠抵抗開裂,從而顯著提高電池壽命、充電速度和能量密度(根據 LeydenJar 的數據,最高可提升50%)。
魯德說:「一般來說,純矽負極(pure silicon anode)會分崩離析,但這項技術保持穩定,因此這是一項非常出色的發明。」
商業規模生產將於2026年底開始,但要走到這一步已經花了10年時間,這正是所謂深科技(Deep Tech)創新所需時間和投資的典型例子。
LeydenJar 的工廠位於荷蘭城市埃因霍溫(Eindhoven),這並非巧合。該地亦是艾斯摩爾(ASML;阿斯麥)及其他重要晶片產業企業的所在地。
魯德表示:「許多人從理論上談論生態系統;我可以告訴你,這是我們競爭優勢的來源之一。」
「真正讓我們與眾不同的是半導體與電池領域之間的交叉融合。當你在實驗室證明原理之後,產業化需要你與半導體技術及供應商合作。」
「這代表很多風險,但也帶來大量機會,不論是在專利方面,還是在保護整體知識產權方面。而在美國或中國,要做到這一點困難得多。」
在荷蘭以及更廣泛的歐洲地區,有多家規模較小的深科技初創企業正尋求在電池市場發展納米技術(nanotechnology)。
其中之一是位於荷蘭代爾夫特(Delft)的初創公司 Powall,該公司正在開發商業規模設備,用於為當今電池原材料粉末進行納米塗層。
同樣地,尺度極其微小,而這項技術同樣源於半導體產業。
單個粉末顆粒以微米計量,而塗層則以納米計量,塗層透過一種稱為原子層沉積的技術施加。
Powall 行政總裁羅德里克·科倫(Roderik Colen)告訴我,這套系統為調整和提升當今電池性能提供了多種可能性。
科倫解釋說:「你的電池在使用數千次後性能會下降,而採用納米塗層可以減緩這種性能衰退或老化。」
「你可能擁有一種令人興奮的新材料,具備更高容量或快速充電能力,所有這些創新發展通常都在某一方面表現非常出色,但耐久性卻存在問題。」
「這正是我們介入的地方,我們提供保護性塗層,實際上使這些新材料變得可行。」
粉末和塗層材料由氣體運載,並透過化學反應結合。
科倫表示,這是一個精確但靈活的過程,幾乎可以無限調整。
「你可以非常精準地控制塗層厚度,而這會對性能產生影響。」
圖像來源,Gaby Jongenelen
無論是 LeydenJar 還是 Powall,都沒有試圖自行製造完整電池,而兩家公司都與亞洲客戶建立了商業合作關係。
但 LeydenJar 的魯德表示,像他們這樣的公司可以鞏固歐洲在這場全球競賽中的地位。
「最容易比較的例子是半導體產業,那裏確實存在一場爭奪最佳晶片技術的競賽。」
「ASML 並不生產晶片;它專注於晶片生產中的關鍵步驟,因此能夠在整場半導體競爭中擁有一席之地。」
「這也是我們的目標,也就是讓我們的電池負極獨一無二,從而在供應鏈中佔據重要地位。」
那麼,這些抱負如何配合歐洲在電池產業方面的目標呢?
亞歷山大·布朗(Alexander Brown)在總部位於柏林的獨立智庫墨卡托中國研究中心(Mercator Institute for China Studies, MERICS)擔任高級分析師。
「我認為讓供應鏈中的一部分設在歐洲是很好的,如果那部分能夠是技術非常先進、並有機會帶來高利潤的環節,那就更理想。」
但他警告說,雖然「合作與競爭可以同時存在」,尤其是中國仍將持續努力減少對其他地區的依賴。
「中國正非常努力地開發本土技術替代方案,包括這些利基技術。」
「中國希望取代 ASML 並不是甚麼秘密,他們正非常努力朝這個方向邁進,而且最終實現這個目標並非不可想像。」
「因此,我認為歐洲在開發精良、高品質產品方面擁有傳統優勢,而這些產品可以在全球各地找到市場。」
「但我也認為,這不應成為(歐洲政策制定者)唯一的策略。」
在如此專門化的領域工作,其挑戰不僅限於技術層面。
LeydenJar 已經達到商業規模,但魯德表示,在歐洲籌集資金並不總是容易。
魯德說:「歐洲有足夠的資金,但其風險承受態度與亞洲和美國有很大不同。」
他解釋:「這意味著像我們這樣的公司必須同時與不同資金來源合作。」
他列舉了政府補助、債務融資、歐洲投資銀行的支援,以及願意購買公司股份的投資者。
魯德說:「他們設下許多具挑戰性的條件,而且都希望進行自己的盡職調查。這是一項艱鉅工作。」
Powall 的科倫表示,歐洲——尤其是荷蘭——是一個「創新強國」,而只要願意承擔風險,電池技術能為歐洲提供發揮影響力的機會。
「這是一個相對年輕的產業,各地都在興建工廠。他們正在尋找合適的技術。因此你有機會發揮重要作用,因為需求規模非常龐大。」
也許歐洲在這項產業中的位置,不在於建設龐大的超級電池工廠,而是在規模光譜的另一端。
正如科倫所說:「微小改變,可帶來巨大差異。」
本文原以英文撰寫,我們使用了人工智能協助翻譯,並由BBC記者在發佈前進行審核。了解更多關於我們如何使用人工智能的資訊。