乍一看，在這個春季的清晨，SK Innovation研發(fā)園區(qū)的一切都是那么的安靜祥和。該園區(qū)位于大田。這是一個整潔、整齊劃一的城市，亦是由韓國政府打造的科技中心，在首爾乘坐高鐵南行一小時即可到達。在SK綿延不斷的園區(qū)內(nèi)，遍布著雅致的現(xiàn)代玻璃鋼鐵建筑，哪怕是登上高大上的建筑雜志也毫無問題。其中的一棟建筑是圖書館，里面的桌子上堆滿了一卷卷的厚紙和啟發(fā)創(chuàng)意的報事貼。另一棟建筑中設(shè)有咖啡吧，工程師們正在排隊等待咖啡飲品。涼風習習，鳥兒歡唱，粉紅的櫻花正在怒放。
SK研發(fā)業(yè)務(wù)的商業(yè)策略負責人黃在尹（音譯）駕駛著起亞電動汽車，載著我在園區(qū)轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)，然后停在了山頂上的一個站點。在我們身前是一座七層的立方體建筑K-8，整個建筑覆蓋著啞光銀壁板，沒有任何可見的窗戶。其唯一可見的標志位于一面墻的頂部角落，它以非寫實的方式勾勒出了一個橙色的熟悉物體：一塊電池。K-8的外觀看起來十分古怪，近乎華而不實。黃在尹解釋說，園區(qū)內(nèi)的其他四棟建筑，外加正在修建的一座，都是用于開展電池研究的。為此，SK聘請了數(shù)百人，而且還在不斷招兵買馬。當我要求進入K-8參觀時，遭到了黃在尹的拒絕。我在拿起照相機拍照時也被他攔了下來。他說：“在這個區(qū)域，對建筑拍照也是不允許的?！?
SK的研發(fā)園區(qū)一直在不斷擴張，因為公司有著悠久的技術(shù)傳承，它是韓國歷史最早的煉油商。如今，這家石化公司已經(jīng)選擇在未來發(fā)展與電動汽車相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，并與全球最大的汽車制造商簽署了電池生產(chǎn)合約，例如大眾。在簽署這一合約之前，大眾因為再三故意違反柴油車排放標準的丑聞而遭遇了毀滅性打擊。隨后，公司下定決心要以綠色企業(yè)的身份回歸市場，并將很大一部分車型從燒油改為用電。SK與大眾和其他汽車制造商簽署了巨額訂單，其中包括聲稱要在2022年推出10款純電動車型的戴姆勒，以及中國最大的純電動汽車制造商北京汽車集團。SK正加速在中國、歐洲和美國建造大型電池廠，包括一家距離亞特蘭大一個小時車程的工廠。到2025年，SK的電池生產(chǎn)將得到大幅擴張，公司目前在認真考慮在這一期間為該業(yè)務(wù)注資約100億美元。這筆投資對于一家如此龐大的集團來說也是一個不小的數(shù)目。盡管SK的業(yè)務(wù)面十分廣泛，但它在過去的50多年中一直都致力于開采來自于地下的黑金。黃在尹在評論SK的電池業(yè)務(wù)時表示：“如今，訂單量實在是太大了?！?
國際玩家：首席執(zhí)行官孫康幫助安普瑞斯獲得了來自于美國和中國投資方的資金。圖片來源：Photograph by Stephen Chow for Fortune
多年以來，電池升級競賽僅限于消費電子。這是一個不斷增長的業(yè)務(wù)，但無需為其再次配置資本。如今，面對道路上電動汽車以及電網(wǎng)中可再生電力的攻勢，這場競賽演變成了一場企業(yè)和地緣政治的死斗。一夜之間，眾多頂級跨國公司開始異常嚴肅地對待這件事情，尤其是汽車巨頭、原油大拿以及發(fā)電公司。此前，它們認為經(jīng)濟的儲能方式是一個白日夢，如今，它們將其視為一種現(xiàn)存的威脅。如果不加以利用，它們可能會因此而被邊緣化。它還會拉開全球主要經(jīng)濟體之間的距離，這些國家將21世紀自身在儲能領(lǐng)域的主導地位等同于19世紀對煤的控制以及20世紀對石油的控制。這里存在一個明顯的信號：電池技術(shù)競賽已經(jīng)深深融入當前正在進行的美中貿(mào)易摩擦中。
即便是電池怪才杰弗瑞·張伯倫也覺得這一轉(zhuǎn)變著實令人吃驚。多年來，他曾經(jīng)供職于阿爾貢國家實驗室，負責美國政府的一個頂級電池研究項目。如今，他主導著芝加哥風投基金Volta Energy Technologies，從緊張的電力、石油和其他公司那里獲取資金，然后投資儲能技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)。張伯倫說，這些企業(yè)認為自己必須為其賭約購買多重保險，因為“可再生能源對于這些公司來說具有大規(guī)模的破壞性?！迸c此同時，中國已經(jīng)宣布把打造世界級的電池產(chǎn)業(yè)作為一項國家級戰(zhàn)略，并且為此公布了相關(guān)優(yōu)惠政策。張伯倫問：“這意味著什么？它們是否會成為電池行業(yè)的新沙特？”
數(shù)十億美元的資金進入了電池研發(fā)領(lǐng)域，也讓如今的電池行業(yè)成為了科技行業(yè)的香餑餑，一如10年前的半導體行業(yè)。初創(chuàng)企業(yè)的吸金速度尤為迅猛，每一家公司都瘋狂地許諾在能源儲存難題上有了重大突破。這些資金來自于尋求技術(shù)解決方案的跨國公司、尋求新盈利目標的風投公司以及各式各樣打著拯救地球旗號的億萬富翁，而且太平洋兩岸均有所貢獻。
有些初創(chuàng)企業(yè)將大獲全勝，但失敗的更多。不管怎么樣，它們代表著電池競賽的最前沿，但那里的沖撞也最為致命。出名的大多都是勇者，而經(jīng)得起時間考驗的突破獲得發(fā)展的可能性最大。對比那些大公司，初創(chuàng)企業(yè)更加善于推銷自身的業(yè)務(wù)。這一點是合情合理的，因為它們渴望獲得資本。
當今的全球電池競賽有兩大熱潮。第一個熱潮是電動車電池，它已經(jīng)十分成熟。能源數(shù)據(jù)公司W(wǎng)ood Mackenzie預(yù)測，電動車電池的市值將從2017年的130億美元大幅增至2024年的410億美元。正是基于這個原因，埃隆·馬斯克的特斯拉公司才建造了一家大型電池廠，也就是特斯拉所稱的“巨型工廠”（gigafactory），位于內(nèi)華達州。也正是考慮到這個市場規(guī)模，全球幾乎所有的汽車制造商（因特斯拉在電動車市場的表現(xiàn)而羞愧不已，但已下定決心要迎頭趕上）向SK和其他主要電池制造商拋出了巨額訂單，這些電池制造商的總部基本上都位于亞洲。此外，這一市場前景也在吸引它們投資那些承諾能夠帶來突破性技術(shù)的初創(chuàng)企業(yè)。
另一大熱潮才剛剛起步，屬于電網(wǎng)用電池：其設(shè)備大小跟廠房差不多，旨在儲存大量電量，有可能一次儲存數(shù)天或數(shù)周的用量。這類技術(shù)能夠帶來重大的轉(zhuǎn)型，也就是從煤和天然氣這類化石燃料向太陽能和風能轉(zhuǎn)變。雖然煤和天然氣對氣候有不利影響，但可以隨時啟用或關(guān)閉，而風能和太陽能則并不是全天候的存在。電網(wǎng)用電池市場依然處于初期，基本上依靠政府補貼，也就是說風險較大，而且是否能夠取得成功還不好說。一群侃侃而談的技術(shù)專家正在摩拳擦掌，率先向市場推出其長時間供電儲能設(shè)備，這些專家的背后都是財大氣粗的投資者，從比爾·蓋茨支持的基金一直到沙特阿美。
在這兩大熱潮中，面臨風險的不僅僅是一些企業(yè)家及其帶有投機目的的投資者，全球經(jīng)濟的未來亦是如此。自從本杰明·富蘭克林在閃電風暴中放飛帶鑰匙的風箏之后，事實證明，人們很難大批量地儲存電量。這也是為什么汽車仍然在燒油的原因，因為油箱可輕易地儲存燃油；這也是為什么人們?nèi)匀恍枰茉O(shè)數(shù)千英里的傳輸線纜，把電從發(fā)電端傳到使用端的原因；而且這也是為什么大多數(shù)發(fā)電廠依然采用燃燒化石燃料發(fā)電的原因，雖然它對環(huán)境存在不利影響，但卻異常的可靠。拉一下開關(guān)，整個系統(tǒng)開始運轉(zhuǎn)，然后電燈就亮了。
如果人們可以以低成本儲存大量的電量，行業(yè)將發(fā)生巨大的變化。電動車的零部件比燃油車少，因此從規(guī)?；瘉碇v，其制造成本要更低，也就比內(nèi)燃機引擎更加優(yōu)越。白天，人們可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，夜間則儲存風能，而且如果成本合適的話，可再生能源能夠成為一種持續(xù)而不是間歇性的能源來源。鑒于交通運輸和發(fā)電的溫室氣體排放量占到全球總量的約40%，人類的碳產(chǎn)出量實際上可能會因此而大幅下降?？茖W家警告說，如果要避免尤為危險的氣候變化，人們必須在本世紀中葉基本上實現(xiàn)零排放。
經(jīng)濟贏家和輸家的大范圍重新洗牌可能會導致知名企業(yè)尋求新的業(yè)務(wù)模式。汽車制造商將不得不更換裝備，否則就會出局。原油公司至少不得不在很大程度上將自己重新塑造為可再生能源提供商，否則將逐漸淡出人們的視野。公用事業(yè)則不得不轉(zhuǎn)而采用新的去中心化業(yè)務(wù)，其中，它們曾經(jīng)運營著大量的太陽能電板、風力渦輪機和電池。換句話說，尋找低成本電力儲存方式會讓全球經(jīng)濟短路，然后重新洗牌。
這一點能實現(xiàn)嗎？今年春天，我為了找到這個答案燒了不少燃油。我開車到訪了北加州的不同地區(qū)，并乘坐飛機前往世界各地。在硅谷、波士頓、中國和韓國，我發(fā)現(xiàn)初創(chuàng)企業(yè)正在蓬勃發(fā)展，而大公司則為了生存而努力奮斗。所有企業(yè)都十分緊張，不過一些企業(yè)在這一方面更具前瞻性。如今，儲能是所有泡沫市場的幕后推手。
然而，從基礎(chǔ)構(gòu)架來說，電池是一個較為簡單的設(shè)備。它包含四個部分：帶正電的電極，又稱為陽極；帶負電的電極，又稱為陰極；連接兩極的物質(zhì)，又稱為電解質(zhì)，通常是液體；薄膜，又稱為隔板，用于在“短路”時防止某些分子從一個電極游向另一個電極，而“短路”會導致起火。過薄的隔板被看作是2016年某些三星手機一連串火災(zāi)的罪魁禍首。
當電池為設(shè)備提供電量時，內(nèi)部的化學反應(yīng)將原子分解為稱為離子的帶正電分子，以及稱為電子的帶負電分子。離子和電子會同時從陽極流向陰極，但會形成不同的流。離子會穿過電池；電子會在設(shè)備中形成回路，為其提供電力。
在傳統(tǒng)的電池中，當所有的離子和電子從陽極流向陰極后，電池的電量也就用盡了?？沙潆婋姵卦谕姾罂梢晕招码娏Γ岆x子和電子流向正極，從而再次為設(shè)備供電。
納米世界：一臺安普瑞斯的機器能夠?qū)怏w附著在金屬上，以制造“硅納米線”陽極。圖片來源：Photograph by Christie Hemm Klok for Fortune
電池研發(fā)的一個主要目標就是實現(xiàn)“能量密度”的最大化：也就是單位體積或質(zhì)量的電池中能夠塞進的能量值。它基本上取決于陽極能夠容納的離子數(shù)量；有了更多的離子，電池就會有更多可用的電子為設(shè)備供電。離子數(shù)和陽極至上的理論確立了如今電池研發(fā)的兩項重要事實。
第一，基本上現(xiàn)今所有電池的離子都來自于同一種物質(zhì)：鋰。鋰是一種重量特別輕的元素，這也就意味著其離子非常小，因此，陽極也就可以塞入更多的離子。正是因為這個原因，大多數(shù)電子設(shè)備，從iPhone到特斯拉，都是采用的“鋰離子”電池。
另一個現(xiàn)實在于，如今電池研發(fā)的一個重要方向就是打造更好的陽極：也就是容納海量的鋰離子。
安普瑞斯便是非常有希望在超級陽極方面有所突破的公司之一。該公司的總部位于硅谷，是一家長達十年的初創(chuàng)企業(yè)，其大多數(shù)業(yè)務(wù)都位于中國，而且兩國的投資者共同為這家公司傾注了1.4億美元的資金。這些公司包括硅谷風投公司Trident Capital 和Kleiner Perkins、中國私募股權(quán)公司軟銀賽富，以及無錫政府旗下的投資公司無錫工業(yè)發(fā)展集團。安普瑞斯在無錫設(shè)有一家很大的電池工廠。與眾多初創(chuàng)企業(yè)不同的是，安普瑞斯已經(jīng)在生產(chǎn)電池，而且面向知名客戶銷售。安普瑞斯的首席執(zhí)行官孫康稱，公司去年的營收約為5000萬美元。但其技術(shù)依然存在很多問題，其未來也是也存在諸多不確定因素。他說，“我們還沒有脫離險境?！?
孫康是科技行業(yè)專業(yè)人士。他十分注重發(fā)型，穿著筆挺的襯衣，說話開門見山。他在中國長大，在布朗大學獲得博士學位，并一步步做上了霍尼韋爾的副總裁，隨后回到了中國，幫助組建了JA Solar，后者目前已經(jīng)是全球最大的太陽能電板制造商。目前，他在舊金山附近居住，開著特斯拉，而且似乎經(jīng)常在全球各地之間穿梭。
他說，自己當前擔任這家泛太平洋電池初創(chuàng)企業(yè)的負責人是“職業(yè)生涯中最困難的一項工作。”在與他共度的數(shù)個小時中，他嘴里一直會提到一個詞，幾乎是下意識的自語，就像是口頭禪一樣：“不容易?！币簿褪牵骸半姵乜萍疾⒉皇且患菀椎氖虑?。”
讓孫康感到痛苦的來源是：超級陽極令人抓狂的不穩(wěn)定性。
大多數(shù)鋰離子電池的陽極都采用石墨制作，這種材料很便宜，而且廣泛存在。與其他眾多初創(chuàng)企業(yè)一樣，安普瑞斯正在試圖采用硅來做陽極，單位克重的硅所能夠容納的鋰離子數(shù)量從理論上來講是石墨的10倍?！皬睦碚撋蟻碇v”是一個巨大的警告。硅作為鋰離子儲存者的優(yōu)勢也存在著一個重大的缺陷：當硅被塞滿大量的鋰離子之后，它會膨脹。這種膨脹會破壞陽極材料，大幅降低超級電池理應(yīng)擁有的壽命。
10多年前，斯坦福大學的材料科學教授崔屹開發(fā)了一種新的技術(shù)來解決硅在陽極的膨脹問題。該技術(shù)使用的硅結(jié)構(gòu)在納米級別像是翻轉(zhuǎn)毛刷上的單根鬃毛。實驗室的實驗證明，在每個單元塞入鋰離子之后仍然有大量的空間進行膨脹，而不會碰到其他的鬃毛，或?qū)е玛枠O破裂。將這一理念商業(yè)化的正是安普瑞斯，該技術(shù)又稱為“硅納米線”。
孫康隨即擔任了該公司的首席執(zhí)行官，他認為自己在經(jīng)營數(shù)年之后就可以將其賣掉或上市，并借此大賺一筆。10年后，他依然是如坐針氈。他說：“公司現(xiàn)在的規(guī)模是之前的30倍，否則，我們無錢可賺?！?
安普瑞斯位于硅谷心臟加州桑尼維爾的人才中心是一個像碉堡一樣的套房，坐落于一個不起眼的工業(yè)園區(qū)。墻面十分破舊，家具看起來像是租的，雖然實際上并非如此。我有一天過去參觀的時候看到，男廁所尿池下方的地板上鋪著滿是污點的硬紙板。今年夏天，安普瑞斯將搬到另一個辦公地點，原因在于公司沒有續(xù)簽租約，而且新地點的租金更低。安普瑞斯并未將資金用于打造舒適的員工環(huán)境，而是用于科研和制造。
在桑尼維爾辦公室的一個實驗室中，裝著安普瑞斯的核心產(chǎn)品：一個房間大小的機器，由安普瑞斯設(shè)計，并按照具體規(guī)格在歐洲制造，它能夠?qū)⒐柰闅怏w和其他氣體噴在金屬基質(zhì)上；接下來的化學反應(yīng)便能夠打造出硅納米線。人們可以通過機器上的美國銀幣大小的窺視孔觀察這一過程，氣體在輸送過程中是一團紫色的霧靄。整個過程中的所有環(huán)節(jié)都十分復雜和講究，包括氣體成分、進入時的壓力和溫度，基質(zhì)在機器內(nèi)部運輸帶上的傳輸速度。
機器生產(chǎn)的陽極材料為軍艦灰雙面卷狀物。該材料每一面的一平方厘米封裝了約20萬根硅納米線。這些材料在分割后被送到多個小實驗室房間，身穿白外套、戴著藍手術(shù)面罩的員工將通過手工來組裝電池。安普瑞斯表示，其中最好的電池的能量密度要比傳統(tǒng)的鋰電池高60%。但它的一個缺陷在于，其充放電次數(shù)不如傳統(tǒng)的鋰電池，這也是安普瑞斯正在努力改善的問題。
安普瑞斯最先進的電池技術(shù)引起了美國軍方的注意，后者正在測試其在服裝上的使用情況，士兵可能會穿著這些服裝在野外為其設(shè)備充電。到目前為止，該電池的最大買家是空客。作為Zephyr項目的一部分，空客正在名為高海拔假衛(wèi)星（HAPS）的無人機上測試這些電池。去年12月，這兩家公司宣布，其中一架由安普瑞斯電池供電的空客無人機飛行時長超過了25天，“創(chuàng)下了平流層飛行的新耐力和高度記錄?！?
對于孫康來說，空客合約既是其救生索，也是一張警示牌。他說，對于這些電池，“我們向空客開出了天價”?！斑@種價格是不可持續(xù)的”。換句話說，在桑尼維爾打造的這些電池類似于在薩維爾街（世界最頂級西服手工縫制圣地——譯者注）縫制的西服：量身定做、昂貴，因此具有風險。孫康在談到加州業(yè)務(wù)時表示：“如果這項業(yè)務(wù)無法規(guī)?；?，那么將難以生存?！?
重金屬：海運集裝箱裝載著Vionx“流體”電池，它儲存著由馬薩諸塞州伍斯特風能渦輪機所發(fā)的電力。圖片來源：Photograph by Jesse Burke for Fortune
空客有充足的理由為安普瑞斯的天價電池買單。它正在努力開發(fā)和商業(yè)化一個成本更低的衛(wèi)星替代方案，以及可行的電動空中出租機隊，并在這一方面超越包括波音在內(nèi)的對手。A3 by Airbus的首席執(zhí)行官馬克·卡辛指出，“市場上有數(shù)千家公司”稱自己擁有電池領(lǐng)域的未來突破性技術(shù)。A3 by Airbus是空客在桑尼維爾設(shè)立的創(chuàng)新中心，離安普瑞斯并不遠。然而，除了安普瑞斯之外，“我們并沒有看到有任何證據(jù)表明，任何公司可以在中短期內(nèi)拿出已經(jīng)足夠成熟的電池，并將其裝入某款產(chǎn)品。”
與此同時，安普瑞斯在中國正在追逐一個更廣闊的市場。在南京這座孫康長大的中國南部都市，安普瑞斯設(shè)立了另一個實驗室，致力于開發(fā)不像其硅納米線技術(shù)那么稀有、但高出行業(yè)標準的陽極材料。它是一個納米級的硅結(jié)構(gòu)，呈粉末狀，然后與傳統(tǒng)的石墨粉進行混合。隨后產(chǎn)生的石墨-硅混合物在一家傳統(tǒng)的電池廠進行加工。與傳統(tǒng)電池相比，這種添加硅的簡單做法通常可將能量密度提升15%。雖然其改善效果遠低于硅納米線材質(zhì)，但成本要低得多。
在我到訪南京的那天早上，金屬貨架上放置著數(shù)十袋硅粉。在我這位業(yè)余人士的眼中，這些粉末跟研磨后的咖啡差不多，唯一的區(qū)別在于褐色的深淺。有一些類似于法式烘焙咖啡，其他則屬于輕度烘焙版。安普瑞斯正在向美國、歐洲、日本、韓國和中國各大汽車制造商銷售這種材料進行測試。它還將粉末運到安普瑞斯于2016年在無錫附近建造的工廠。
當我到訪無錫工廠時，工廠正在大量生產(chǎn)兒童智能手表和消費電池組使用的電池。工廠還為一家中國無人機制造商生產(chǎn)電池。被派往引導我參觀的科研人員翟傳新（音譯）說，它對于工廠最近獲得表電池的合約感到尤為自豪。為此，公司圍繞能量密度與全球最大電池制造商之一的中國新能源科技有限公司展開了激烈競爭。翟傳新提到了無錫廠服務(wù)的另一名客戶：一家使用電池制作寒冷天氣氧供應(yīng)機器的公司。他說，這家公司向中國軍方銷售機器，在西藏用于醫(yī)療用途。
這一點反映了在美中兩國均有業(yè)務(wù)的眾多電池公司所面臨的敏感問題。孫康說，在兩國關(guān)系緊張之際，安普瑞斯必須在投資者和客戶選擇方面慎之又慎。他是美國公民，稱自己更喜歡美國的生活環(huán)境。但商業(yè)就是商業(yè)：安普瑞斯剛剛完成了3000萬美元的融資輪，而且所有資金來自于中國投資者。孫康解釋說，電池市場“屬于中國業(yè)務(wù)”。他對我說，作為第二祖國的美國“應(yīng)該醒醒了”。
與孫先生一樣，大衛(wèi)·維尤是科技行業(yè)的資深人士，曾經(jīng)耗費10年的時間試圖創(chuàng)建一家電池廠。與孫先生不同的是，維尤（他說自己的名字與“view”同音）曾經(jīng)歷過失敗的痛苦。
2012年，維尤幫助創(chuàng)建的鋰電池公司A123 Systems申請破產(chǎn)，令人唏噓不已。自從10年前創(chuàng)建以來，A123已經(jīng)籌集了3.5億美元的私募資金，在美國納稅人配對基金上花費了1.29億美元，然后在大肆宣揚的2009年首次公開募股中收獲了3.9億美元的資金。
A123在創(chuàng)建時曾經(jīng)設(shè)想，公司會獲得來自于通用汽車和其他汽車制造商電動車電池供應(yīng)合約，不料這些公司大幅削減了生產(chǎn)計劃。A123對某些電池的召回也帶來了不利影響。在破產(chǎn)之后，評論員批評A123是美國補貼本國清潔能源這類荒唐事件的典型代表。A123電池的大多數(shù)業(yè)務(wù)在2013年被賣給了中國零部件公司萬向集團。自從那時開始，中國便開始舉全國之力打造全球領(lǐng)先的電池行業(yè)。
在遭遇了A123的內(nèi)爆之后，維尤認為他已經(jīng)受夠了電池業(yè)務(wù)，但隨后又改變了想法。如今，他又開始經(jīng)營一家電池初創(chuàng)公司，在這個競爭對手林立的行業(yè)努力拼搏。然而，這一次他并不打算改進鋰電池，而是要取代它。
維尤是Vionx Energy的董事兼前任首席執(zhí)行官，這是一家位于馬薩諸塞州波士頓沃博恩郊區(qū)的初創(chuàng)企業(yè)。投資者，尤其是風投資本公司，到目前為止已經(jīng)向Vionx和其前身注資1.3億美元。Vionx（維尤在談到這個名稱時指出它是一個“很傻的名字，但這些人一直都很傻”，其發(fā)音是“Vy-on-ix”）尋求批量生產(chǎn)一種完全不同的電池，一種可以通過盈利的形式儲存超長時長的大量可再生能源的電池。Vionx是一群公司的集合，它們致力于開發(fā)的電網(wǎng)儲存技術(shù)在功能和尺寸上并不怎么像電池，而更像是發(fā)電廠。
電網(wǎng)儲存領(lǐng)域的種子公司并沒有像鋰電池競爭者那樣，在納米級別擺弄航天材料，而是一塊塊金屬、工業(yè)泵和管道，以及一次性往巨大儲罐中傾倒數(shù)千加侖的化學制品。
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(jīng)成為了能源行業(yè)類似于笑柄的存在。人們在這一技術(shù)規(guī)模化方面的種種嘗試均以失敗告終，不僅是因為這種技術(shù)會出現(xiàn)各種小故障，而且還在于由化石燃料支撐的電網(wǎng)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(shù)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(gòu)Wood Mackenzie稱，電網(wǎng)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(jīng)下降了85%。
嚴肅的強勢選手如今正在投資電網(wǎng)儲存技術(shù)。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(jīng)完成了向太陽能的轉(zhuǎn)變，儲存業(yè)務(wù)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(wǎng)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(shù)字，但還不到福克蘭群島一年一半的用電量。即便電網(wǎng)存儲市場在2017至2024年的經(jīng)濟價值能夠按照Wood Mackenzie的預(yù)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(wǎng)存儲通常就是政府補貼和強制政策的產(chǎn)物。即便政府提供此類支持，電網(wǎng)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(jīng)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(wǎng)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(jīng)霸占了玩具、表、手機、電動車等移動設(shè)備的市場，因為它能夠?qū)⒋罅康碾娏θ胍恍K電池中。但如今的電網(wǎng)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(yù)料的太陽能或風能下滑時，它倒是足以在化石燃料產(chǎn)生的電力回升和輸出之前穩(wěn)定電網(wǎng)。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。
液體資產(chǎn)：用于測試Vionx流體電池的設(shè)備，它依賴于一罐罐的化學原料來儲存電能。圖片來源：Photograph by Jesse Burke for Fortune
Vionx為其技術(shù)服務(wù)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(jīng)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(gòu)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(yīng)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?！胺駝t，就只是個花瓶。”
Vionx在位于沃博恩的總部設(shè)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(wù)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(shù)公司開發(fā)和授權(quán)的技術(shù)。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(yīng)。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(jīng)濟效益。另一個挑戰(zhàn)在于需求。促使電網(wǎng)儲能市場成形的政府已經(jīng)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(shè)備在技術(shù)上已經(jīng)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(shè)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(wǎng)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(jīng)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(jīng)濟的方式打造能夠長久供電的儲能設(shè)備，不僅僅只是10小時，而是數(shù)天或數(shù)周的時間。其高管認為有必要讓電網(wǎng)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(guān)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(shè)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(shù)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(shù)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(jīng)濟。Malta的投資者包括瑞典熱交換設(shè)備制造商Breakthrough Energy Ventures，和一家中國可再生能源生產(chǎn)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(nèi)推出產(chǎn)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(shè)計一款復雜的機械設(shè)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(wǎng)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(shù)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(shè)備供應(yīng)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(zhì)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(chǎn)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(jīng)過一切準備之后，在未來幾年推出產(chǎn)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?！?
未來的電池：Vionx的技術(shù)人員陳剛（音譯）為流體電池堆建造控制單元。圖片來源：Photograph by Jesse Burke for Fortune
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(chǎn)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(shù)。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(shù)被電池研究人員視為圣物：一款可以秒殺鋰電池內(nèi)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(zhì)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(chǎn)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(shù)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(shù)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(gòu)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(yīng)能力。這是在短時間內(nèi)獲取如此大量供應(yīng)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(chǎn)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(wǎng)絡(luò)。越來越多的電池公司都擁有來自于不同國家的知識產(chǎn)權(quán)、投資者和供應(yīng)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。（財富中文網(wǎng)）
本文另一版本登載于《財富》雜志2019年6月刊，標題為《制造更好電池的競賽》
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信息來源：《財富》雜志
