觀察|制造更好電池的競賽
Vionx這個特殊的精巧裝置被稱為“流體電池”。在大規(guī)模工作的情況下，它可以提供約10個小時的低成本電量儲存，如果儲罐更大的話，時長會更長。過去幾年中，流體電池已經成為了能源行業(yè)類似于笑柄的存在。人們在這一技術規(guī)�；矫娴姆N種嘗試均以失敗告終，不僅是因為這種技術會出現(xiàn)各種小故障，而且還在于由化石燃料支撐的電網并不需要儲存多少電能。
維尤現(xiàn)如今堅持認為，兩大根本性的改變——更好的技術以及可再生能源價格的大幅降低——意味著過去并非是序曲。太陽能價格在過去10年中下降了70%，再加上最近降價的風能，正在推動對能源儲存的需求。與此同時，研究機構Wood Mackenzie稱，電網規(guī)模存儲系統(tǒng)（電池和建立系統(tǒng)所需的各類工具）的價格自從2010年以來已經下降了85%。
嚴肅的強勢選手如今正在投資電網儲存技術。Exelon便是其中一家公司，它在2018年的營收達到了359億美元，在今年的《財富》美國500強榜單上排名第93位，擁有約1000萬名客戶。公司正在試驗大型電池，并將注資電池科技投資公司Volta。Exelon的企業(yè)策略高級副總裁克里斯·高爾德表示，公司已經完成了向太陽能的轉變，儲存業(yè)務將得到加強，公司也將從中盈利。
然而事實是：到目前為止，存儲提供的電量僅占電網電量的一小部分。Wood Mac¬kenzie稱，2018年共計儲存了6000兆瓦時的電量。這是全球的數字，但還不到�？颂m群島一年一半的用電量。即便電網存儲市場在2017至2024年的經濟價值能夠按照Wood Mackenzie的預期增長8倍，屆時它仍然只是電動汽車電池市場價值的十分之一。
只要存在，電網存儲通常就是政府補貼和強制政策的產物。即便政府提供此類支持，電網存儲往往會集中出現(xiàn)在特定的地區(qū)，也就是那些可再生能源能夠發(fā)揮最大經濟優(yōu)勢的地區(qū)，例如加州和夏威夷。這些地區(qū)有著尤為充足的日照和風能，而且化石燃料價格異常高昂。
這些在電網上的能量存儲容量如今也就只是幾大堆鋰電池的電量。這對于全世界來說是一個不利的消息，但維尤希望它會成為Vionx的機會。鋰電池已經霸占了玩具、表、手機、電動車等移動設備的市場，因為它能夠將大量的電力塞入一小塊電池中。但如今的電網規(guī)模鋰電池組建僅能儲存幾個小時的電量，然后又得再充電。在遇到難以預料的太陽能或風能下滑時，它倒是足以在化石燃料產生的電力回升和輸出之前穩(wěn)定電網。但還遠不足以支撐將全球電力系統(tǒng)從化石燃料改為可再生能源。
Vionx為其技術服務提供了一個可能的答案。在馬薩諸塞州的三個由政府資助的測試地點中，Vionx已經部署了裝著其流體電池的集裝箱原型。它們由一堆堆的泵和管道，以及塑料和金屬構成，維尤自己將其稱為“Rube Goldberg”。
在馬薩諸塞州雪里，Vionx正在等待與一大片中國造太陽能電板相連。在完成安裝和運行之后，它應該可以儲存可供160個家庭使用的電量。我在一個下午參觀了廠址，氣溫是如此之低，我的手指在記筆記后都麻木了。我親眼看到，這個系統(tǒng)實在是太大了，與我如今認為鋰電池可以塞入口袋，或至少能塞入背包的想法可謂是天壤之別，但維尤不這么認為。他說，Vionx系統(tǒng)需要達到電廠的規(guī)模才能行得通。“否則，就只是個花瓶�！�
Vionx在位于沃博恩的總部設計和組裝了這些系統(tǒng)，只不過總部看起來更像是商業(yè)車庫而不是實驗室。到處都是大的可以灌籃的桶，不過，鑒于里面裝的都是電池液，要灌籃的話實在是不明智。
Vionx的工程業(yè)務副總裁沙扎德·巴特帶我參觀了工廠。他是一位汽車專家，在福特汽車工作了很多年，然后來到了A123，隨后又加入了Vionx。他用平淡的密歇根口音對我說，鋰電池是“儲能行業(yè)的法拉利，我們這個是卡車�！�
Vionx基于由聯(lián)合技術公司開發(fā)和授權的技術。它使用金屬釩作為其化學原料能量載體。但初創(chuàng)企業(yè)面臨兩大根本性挑戰(zhàn)。一個是供應。釩是一種在全球流通的商品，其價格波動很大。目前的價格很高，不利于Vionx的經濟效益。另一個挑戰(zhàn)在于需求。促使電網儲能市場成形的政府已經出臺政策支持鋰電池系統(tǒng)，但鋰電池通常只能提供4個小時的備用供電時間，而且會出現(xiàn)性能衰減，每過幾年就得更換。但Vionx龐大的系統(tǒng)在成本方面具有競爭優(yōu)勢，能夠提供10小時的儲存電量，而且可以持續(xù)20多年的時間，基本上不會衰減。系統(tǒng)龐大的體形會帶來更高的初始成本，估計只有寄希望于更多小時的電量銷售才能進行分攤。如果購買的Vionx系統(tǒng)只能夠提供4小時的備用電量，那么就不亞于購買噴燈來點雪茄。
維尤在波士頓一家他最喜愛的使用白色餐桌布的餐廳享用生蠔、魚肉晚餐時說：“這是個很大的問題。”這個問題并不陌生。他發(fā)現(xiàn)自己陷入了在A123時遭遇的同樣困境：他確信儲能設備在技術上已經做好了準備，但市場并不需要，至少目前不需要。他喝了口法國霞多麗紅酒，然后說：“問題在于，‘以后是否會有那么一天，可再生能源加儲能設備會比煤炭更便宜？’如今我依然堅信這一點，正如我在2004年就認為電動汽車會大行其道一樣。但問題在于，這一天何時才能到來�！�
Vionx只不過是眾多面臨這一困境的電網儲能種子選手之一。另一家是Form Energy，這家初創(chuàng)企業(yè)部分源自于麻省理工學院材料科學教授蔣業(yè)明的實驗室。蔣業(yè)明曾經與維尤共事，是A123背后的科技參謀。Form Energy籌集了1100萬美元，同時最近還獲得了美國能源部390萬美元的撥款。其他投資者包括比爾·蓋茨創(chuàng)建的10億美元清潔能源基金B(yǎng)reakthrough Energy Ventures、不知名的其他全球億萬富翁，以及石油巨頭沙特阿美。
Form Energy希望以較為經濟的方式打造能夠長久供電的儲能設備，不僅僅只是10小時，而是數天或數周的時間。其高管認為有必要讓電網上可再生能源的比例達到真正能夠替代化石燃料的地步。From Energy意圖利用獲得的聯(lián)邦政府撥款打造以硫為關鍵原料的系統(tǒng)。蔣業(yè)明在馬薩諸塞州劍橋市充滿陽光的辦公室聊天時并沒有表明Form希望商業(yè)化的儲能設備是否會使用硫。然而，用詞十分小心的他說道，“硫是最具吸引力、有著豐富儲量的分子�！比绻梅强茖W的語言來解釋，“豐富儲量”等同于價格便宜。
離蔣業(yè)明辦公室僅有數個街區(qū)的地方，我拜訪了去年從X剝離出來的初創(chuàng)企業(yè)Malta。X是谷歌母公司的“臭鼬工廠”。與Form一樣，基于斯坦福大學科技的Malta計劃使用巨型儲罐和泵來儲存可供數天或更長時間使用的電力。但Malta的科技是將能量以熱量的形式儲存，公司認為這種方式更加經濟。Malta的投資者包括瑞典熱交換設備制造商Breakthrough Energy Ventures，和一家中國可再生能源生產商。整個故事就像一個初創(chuàng)企業(yè)紀錄片，公司源自于劍橋市的一個共享工作室，冷凝咖啡和康普茶自由彌漫在整個空間，會議室均以歷史上偉大的土木工程項目命名。Malta的首席執(zhí)行官拉姆亞·斯瓦米納山對我說，她希望公司在大約五年內推出產品。最令她感到擔心的是，公司正在為一個當前并不存在的市場設計一款復雜的機械設備。她表示：“這有點像盲人摸象，我們一直在摸索著尋找出路�！�
我所到訪的電網儲能初創(chuàng)企業(yè)和鋰電池公司之間存在著巨大的差別。專注電動車市場的公司看起來更加疲憊，因為市場目前就希望獲得更好的鋰電池。
回到沃博恩，少數其他電池初創(chuàng)企業(yè)距離Vionx并不遠。其中一家是Ionic Materials，它的創(chuàng)始人是一位沉默寡言的材料科學家邁克·茲莫曼。那天早上我到訪時，他還裹著一條L.L. Bean的抓絨夾克。他在整個職業(yè)生涯都在與塑料打交道，包括他在知名的企業(yè)科研設備供應商貝爾實驗室工作的那段時間。
茲莫曼在近10年前便開始思考如何為電池制作更好的聚合物。他研發(fā)出的一種聚合物在室溫情況下能夠讓離子自由流動。這就讓以低成本方式制作無需液體電解質的電池成為了可能。茲莫曼說，“固態(tài)電池”可以更安全，而且具有更高的能量密度。
Ionic Materials的投資者包括諸多知名的跨國公司，例如雷諾-尼桑-三菱聯(lián)盟、法國石油公司道達爾以及韓國汽車制造商現(xiàn)代。其他投資者包括自身擁有電池產品的日本巨頭日立，以及儲能行業(yè)基金Volta。
茲莫曼的團隊有50人，正在努力減少聚合物的厚度，增強其強度、一致性，并降低其成本。他希望經過一切準備之后，在未來幾年推出產品。他坐在一塊寫著“我們信科學”的掛鐘下，用空咖啡杯敲著桌子，并說道，“這真的是太難了，整個過程令人頭疼不已�！�
離Ionic Materials不到1英里的地方坐落著Solid Energy Systems，該公司研發(fā)的產品在外界看來更加前衛(wèi)。公司的創(chuàng)始人胡啟朝對固態(tài)電池的理念不屑一顧。他指出，它的安全性能可能更好，但無法容納足夠的電量。他認為硅陽極也屬于類似乏善可陳的技術。33歲的胡啟朝成長于中國武漢，于麻省理工學院獲得學士學位，并從哈佛大學拿到了博士學位。他正在努力實現(xiàn)商業(yè)化的技術被電池研究人員視為圣物：一款可以秒殺鋰電池內硅元素的陽極，因為陽極本身由金屬鋰制作。
多年來，問題一直在于安全性。鋰金屬電池在充電時有一個特別的特性，因為這類物質在陽極的積累可能會擊穿隔板，并導致短路和起火。胡啟朝對此并不感到擔憂。他堅信，自家電池不會比在售鋰電池危險。他將其稱為“超越鋰離子”的存在，并希望在明年開始面向無人機銷售。他對我說：“盡管鋰電池汽車也有著火的情況，但人們依然在購買，因此這款電池也是可以接受的�！�
胡啟朝是個雷厲風行的人。他打算盡快讓公司上市，因為時間就是金錢。他對我說：“一旦首家超越鋰電池公司上市，它將吸引所有的投資。行業(yè)中的每一家企業(yè)都想爭做第一�！�
我們早上7點半在沃博恩開會，胡啟朝遲到了幾分鐘，手里拿著一個大大的旅行杯，里面裝著茶水。這兩個現(xiàn)象都是可以理解的，因為從他在新澤西的家到這里要開車3.5小時，他每周都得往返一次。
當我在上海見到胡啟朝之后去參觀Solid Energy正在嘉定修建的工廠時，他穿著皺巴巴的斜紋褲和滿是灰塵的工作靴——一周之后仍然是這一套。嘉定這個地區(qū)也有著很多首要的汽車制造工廠。多名投資者跟隨著胡啟朝穿過了整個工廠，那里的空氣中滿是新刷油漆的味道。這些投資者總共向Solid Energy注入了9000萬美元的資金，其中包括上汽集團（總部位于上海的中國最大的汽車制造商）和天齊鋰業(yè)（全球最大的鋰生產商之一，原料來自于礦石）。Solid Energy的其他投資商還包括：通用汽車和SK。
如此眾多的大公司一再出現(xiàn)在電池行業(yè)的現(xiàn)象凸顯了業(yè)界尋求技術突破的迫切心態(tài)。在SK的韓國園區(qū)，也就是策略師黃在尹不愿向我展示的研發(fā)樓，黃在尹稱他們在專注于改善陰極，并在降低隔板厚度的同時確保其安全性。SK感受到了競爭的熱浪，這也是公司為什么會通過支持Solid Energy來為自身賭注加固的原因。黃在尹稱，“如果所有的技術都由自己來研發(fā)，會存在一定的風險。”
全球最大的汽車制造商之一的大眾也同意這一觀點。這也是為什么公司去年宣布向另一家硅谷電池初創(chuàng)企業(yè)QuantumScape投資1億美元的原因。這筆投資也擴大了大眾與SK和其他大型電池制造商的合約。作為其綠色重構的一部分，大眾稱到2030年，公司銷售的40%的汽車都是電動汽車。大眾的采購負責人史蒂芬·索莫表示，“我們現(xiàn)在就必須做出決定，選誰以及在哪里選擇合作伙伴，從而確保大量的電池供應能力。這是在短時間內獲取如此大量供應能力的唯一方法�！�
而這一舉措也凸顯了電池競賽的混亂局面及其重要性。盡管各國政府為主導電池產業(yè)，保護其國家安全而承諾不斷增加國家在這一方面的資金投入，然而事實上，電池行業(yè)是一個不斷全球化的網絡。越來越多的電池公司都擁有來自于不同國家的知識產權、投資者和供應商，其客戶更是如此。這些公司的國別，到底是美國、中國還是其他國家，正在變得越來越模糊。從眾多方面來看，電池競賽似乎不大可能按照既定的模式發(fā)展。對于消費者和地球來說，這可能是一件非常好的事情。對于決策者、投資者以及化石燃料時代的企業(yè)巨頭來說，這也大大增加了它們掌控競賽的難度。
原標題：電池競賽，誰是最終贏家？
作者：Jeffrey Ball 來源：財富中文網 責任編輯：jianping
