采用可再生能源全天候地為電網(wǎng)供電，儲能行業(yè)需要開發(fā)部署成本更低、放電更持久的電池儲能系統(tǒng)。一些行業(yè)領(lǐng)先的清潔能源廠商籌集了大量資金致力于解決儲能行業(yè)中最棘手的問題。

隨著越來越多的風(fēng)能和太陽能為電網(wǎng)供電，其生產(chǎn)中的季節(jié)性波動(dòng)成為其應(yīng)用更大的障礙。低碳或無碳電力系統(tǒng)需要一種按需分配清潔能源的方式，即使風(fēng)能和太陽能不在發(fā)電高峰時(shí)也能產(chǎn)生大量的電能。四小時(shí)鋰離子電池儲能系統(tǒng)可以提供一天的供電，但是還沒有達(dá)到可以存儲數(shù)周或數(shù)月的儲能規(guī)模。

初創(chuàng)儲能廠商Form Energy公司的創(chuàng)始人希望在未來十年內(nèi)開發(fā)出長時(shí)間儲能系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

Form Energy公司已經(jīng)從投資者那里獲得900萬美元的A輪融資，其出資者包括一家大型石油公司和一個(gè)致力于阻止氣候變化的國際財(cái)團(tuán)。

“如今，可再生能源的成本越來越低。”Form Energy公司聯(lián)合創(chuàng)始人Ted Wiley說，“為了促成變革，可再生能源發(fā)電需要像傳統(tǒng)發(fā)電一樣可靠和穩(wěn)定。只有長時(shí)間儲能系統(tǒng)才能做到這一點(diǎn)。”

Form Energy公司成員對巨大的風(fēng)險(xiǎn)有清晰的認(rèn)識。他們已經(jīng)制定了一個(gè)應(yīng)對策略。

Wiley和Mateo Jaramillo在特斯拉公司建立了儲能業(yè)務(wù)，并詳細(xì)介紹了他們的計(jì)劃，描述了通往長達(dá)數(shù)周和數(shù)月的儲能路徑，以及如何重新調(diào)整整個(gè)電網(wǎng)的方向。

（1）團(tuán)隊(duì)

Form Energy公司通過一批已經(jīng)在儲能行業(yè)發(fā)揮影響力的創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)解決了其不可能完成的任務(wù)，并從行業(yè)中最顯著的失敗中吸取了教訓(xùn)。

Jaramillo在2016年離開特斯拉公司之前建立了世界上最知名的固定儲能品牌。不久之后，他開始與一家名為Verse Energy的風(fēng)險(xiǎn)投資公司合作解決長時(shí)間儲能問題。

另外，麻省理工學(xué)院教授Yet-Ming Chiang則著眼于研發(fā)一個(gè)可再生能源新項(xiàng)目，他的電池專利在業(yè)界取得了成功，并推出了A123和24M電池產(chǎn)品。最近，他一直在與美國能源部儲能研究聯(lián)合中心合作，開發(fā)一種適用于具有成本效益的長時(shí)間液流電池的水性硫磺配方。

Wiley幫助創(chuàng)建了Aquion公司，并在2015年離職之前曾擔(dān)任該公司產(chǎn)品和公司戰(zhàn)略副總裁。在實(shí)際部署中，Aquion公司致力于開發(fā)長時(shí)間儲能產(chǎn)品，直到2017年3月該公司突然破產(chǎn)。

Chiang和Wiley專注于開發(fā)可以儲存數(shù)天到數(shù)周電能的長時(shí)間儲能技術(shù)，而Jaramillo正考慮開發(fā)數(shù)周至數(shù)月的儲能技術(shù)。麻省理工學(xué)院的“艱難技術(shù)”孵化器引擎投入了200萬美元的種子資金，而在這個(gè)不尋常的舉動(dòng)中，他們選擇合作開發(fā)而不是競爭。

其團(tuán)隊(duì)成員還包括IHI公司擁有兩個(gè)博士學(xué)位的首席儲能建模師Marco Ferrara。而Billy Woodford是麻省理工學(xué)院培養(yǎng)的電池科學(xué)家，也曾是Chiang的學(xué)生。

（2）產(chǎn)品

Form公司并不認(rèn)為自己是一家電池生產(chǎn)廠商。Jaramillo希望建立一個(gè)所謂的“雙向發(fā)電廠”，該發(fā)電廠可生產(chǎn)可再生能源，并在需要時(shí)提供。這將創(chuàng)造一種新的能源資源類別：確定性可再生能源。

通過全年調(diào)度可再生能源，該資源可以取代目前的化石燃料，以提供與電網(wǎng)和基本負(fù)荷電廠相同的電能。而沒有這樣的工具，過渡到高水平的可再生能源就會(huì)出現(xiàn)問題。為了確保最低的電力需求，各國在可再生能源發(fā)電設(shè)施方面可能過度建設(shè)，但這會(huì)造成巨大的成本和冗余。

Jaramillo和Wiley表示，正在開發(fā)的兩種產(chǎn)品都使用了電化學(xué)儲能技術(shù)。Chiang開始開發(fā)水性硫磺配方的電池，因?yàn)槠渚哂懈叩膬δ苋萘浚⑶页杀靖汀aramillo沒有具體說明選擇季節(jié)性儲能的方式。

但可以確認(rèn)的是，他們一直在研究所有可以儲存電能的已知材料，并在那些基于每一個(gè)具體儲能容量和基本成本等因素的基礎(chǔ)上，來甄別那些不能用于長時(shí)間儲能的材料。

“因?yàn)槲覀円呀?jīng)完成了電化學(xué)裝置中所有選項(xiàng)的研究工作，所以可以肯定地證明幾乎所有的選擇都不起作用。”Jaramillo說。

該公司在實(shí)驗(yàn)室中有小規(guī)模的原型產(chǎn)品，但需要證明可以擴(kuò)展到一個(gè)并不昂貴的發(fā)電廠。將電能儲存數(shù)月是一回事，而開發(fā)出比現(xiàn)有產(chǎn)品成本低得多的產(chǎn)品是另一回事。

Jaramillo說，“我們不能準(zhǔn)確地告訴商業(yè)模式是什么，但我們正在與技術(shù)人員合作，弄清楚它是什么，并假設(shè)技術(shù)開發(fā)成功。”

鑒于全球電力市場的多樣性，可能不會(huì)有單一的商業(yè)模式。雙向發(fā)電廠可能像當(dāng)今的天然氣工廠一樣獲得人們的青睞，但會(huì)改變它與傳統(tǒng)電力市場的合作方式。而電力市場本身在那個(gè)時(shí)候看起來會(huì)非常不同。

如果團(tuán)隊(duì)能夠描述該技術(shù)的商業(yè)案例，那么下一步就是開發(fā)一個(gè)全面的試用項(xiàng)目。如果可行，接下來會(huì)進(jìn)行全面部署。但不要指望發(fā)生這種情況。

“這是一個(gè)長達(dá)十年的項(xiàng)目，”Jaramillo說。“前五年將花費(fèi)在開發(fā)項(xiàng)目上，后五年有望花費(fèi)在部署上。”

（3）支持者

Form公司創(chuàng)始人不得不尋找能夠輕松追逐市場的財(cái)務(wù)支持者，這可能會(huì)在幾年前為清潔技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)投資公司提出一個(gè)主張，但融資環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了變化。

Engine是麻省理工學(xué)院的一個(gè)分支，于2016年開始，通過長期資本將這種“艱難技術(shù)”實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。此輪融資還包括基礎(chǔ)設(shè)施公司麥格理資本（Macquarie Capital），該公司表示有興趣持有長期的清潔能源資產(chǎn)。

Saudi Aramco公司是世界上最大的石油和天然氣超級巨頭之一，也是另一個(gè)支持者。

作為石化行業(yè)的副產(chǎn)品，Saudi Aramco公司比其他大多數(shù)公司生產(chǎn)更多的硫。雖然這家沙特公司目前依靠石油收入，但其領(lǐng)導(dǎo)層已承諾投資數(shù)十億美元用于清潔能源，以此來規(guī)劃更加可持續(xù)的能源經(jīng)濟(jì)。

Jaramillo說：“這與所有石油巨頭們的做法非常一致，對未來的前景進(jìn)行了認(rèn)真的審視。整個(gè)行業(yè)開始關(guān)注石化產(chǎn)品。”

事實(shí)上，石油巨頭的投資近年來已成為清潔技術(shù)投資的主要來源。

BP公司采用開發(fā)商Lightsource公司的2億美元投資重新進(jìn)入太陽能行業(yè)。在2016年收購Saft公司時(shí)，道達(dá)爾公司實(shí)施其了歷史上最大的電池收購，該公司也擁有SunPower公司的控股權(quán)。殼牌公司已加大對分布式能源的投資，包括其低估的熱儲能子領(lǐng)域。

“我們希望從這一輪中清醒地了解市場需求，并清楚地了解我們的技術(shù)如何滿足市場需求的。”Wiley說。

通向失敗的許多途徑

Jaramillo和Wiley承認(rèn)該項(xiàng)目可能由于多種原因而失敗。這里有一些可能性：

•這些技術(shù)無法從根本上降低成本。

•基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)的預(yù)期壽命不能超過20至25年。

•電力市場不允許對這類資產(chǎn)進(jìn)行補(bǔ)償。

•金融投資者并不認(rèn)為產(chǎn)品是可以交易的。

•需要建立更多的輸電線路。

•碳捕集技術(shù)可去除傳統(tǒng)發(fā)電方式的溫室氣體。

•小型模塊化核電站獲得許可，按需提供零碳能源。

•難以捉摸的氫能經(jīng)濟(jì)成為現(xiàn)實(shí)。

最后幾個(gè)場景可能面臨著自己的問題。建設(shè)輸電線路將會(huì)耗資數(shù)十億美元，并引發(fā)當(dāng)?shù)鼐用竦膹?qiáng)烈方反對；碳捕集技術(shù)尚未在經(jīng)濟(jì)上發(fā)揮作用，盡管許多公司正在嘗試；小型模塊化核反應(yīng)堆經(jīng)過多年的審查后才能獲準(zhǔn)在美國經(jīng)營。而氫能經(jīng)濟(jì)的昂貴性阻礙了大規(guī)模采用。

Form Energy公司創(chuàng)始人并不擔(dān)心鋰離子電池在價(jià)格技術(shù)方面的表現(xiàn)。Wiley指出，這使液流電池的廣泛應(yīng)用受到影響。

“當(dāng)液流電池在技術(shù)上已經(jīng)足夠成熟到可以部署時(shí)，鋰離子價(jià)格已經(jīng)下降到等于或低于它們可以部署的價(jià)格。”他說。

然而，那些早期的液流電池的交付時(shí)間并不比對外銷售的鋰離子電池長得多。當(dāng)儲存的電能必須持續(xù)數(shù)周或數(shù)月時(shí)，僅鋰離子電池的成本就令人望而卻步。

“我們的觀點(diǎn)是，鋰離子電池并不能降低一個(gè)數(shù)量級，但似乎需要儲能產(chǎn)品的成本更低一個(gè)數(shù)量級，其持續(xù)時(shí)間比目前正在部署的產(chǎn)品還要長。”Wiley解釋說。

他們的計(jì)劃有助于避免許多儲能公司在市場到來之前進(jìn)行大量投資。

至少到目前為止，在長時(shí)間電池儲能市場中沒有什么競爭可言。而這種情況可能開始改變。現(xiàn)在，一些知名的投資者已經(jīng)參與其中。美國能源部在今年5月推出了自己的長期儲能融資機(jī)會(huì)，其目標(biāo)是10到100小時(shí)范圍內(nèi)。
Form公司的調(diào)查結(jié)果表示，也許數(shù)年之后可能會(huì)出現(xiàn)這樣的產(chǎn)品。而該公司已經(jīng)成功地?cái)U(kuò)大了儲能行業(yè)中看似合理和可獲利的領(lǐng)域。