电池竞赛 谁是最后的赢家？

空客有充足的理由为安普瑞斯的天价电池买单。它正在努力开发和商业化一个成本更低的卫星替代方案，以及可行的电动空中出租机队，并在这一方面超越包括波音在内的对手。A3 by Airbus的首席执行官马克·卡辛指出，“市场上有数千家公司”称自己拥有电池领域的未来突破性技术。A3 by Airbus是空客在桑尼维尔设立的创新中心，离安普瑞斯并不远。然而，除了安普瑞斯之外，“我们并没有看到有任何证据表明，任何公司可以在中短期内拿出已经足够成熟的电池，并将其装入某款产品。”

与此同时，安普瑞斯在中国正在追逐一个更广阔的市场。在南京这座孙康长大的中国南部都市，安普瑞斯设立了另一个实验室，致力于开发不像其硅纳米线技术那么稀有、但高出行业标准的阳极材料。它是一个纳米级的硅结构，呈粉末状，然后与传统的石墨粉进行混合。随后产生的石墨-硅混合物在一家传统的电池厂进行加工。与传统电池相比，这种添加硅的简单做法通常可将能量密度提升15%。虽然其改善效果远低于硅纳米线材质，但成本要低得多。

在我到访南京的那天早上，金属货架上放置着数十袋硅粉。在我这位业余人士的眼中，这些粉末跟研磨后的咖啡差不多，唯一的区别在于褐色的深浅。有一些类似于法式烘焙咖啡，其他则属于轻度烘焙版。安普瑞斯正在向美国、欧洲、日本、韩国和中国各大汽车制造商销售这种材料进行测试。它还将粉末运到安普瑞斯于2016年在无锡附近建造的工厂。

当我到访无锡工厂时，工厂正在大量生产儿童智能手表和消费电池组使用的电池。工厂还为一家中国无人机制造商生产电池。被派往引导我参观的科研人员翟传新（音译）说，它对于工厂最近获得表电池的合约感到尤为自豪。为此，公司围绕能量密度与全球最大电池制造商之一的中国新能源科技有限公司展开了激烈竞争。翟传新提到了无锡厂服务的另一名客户：一家使用电池制作寒冷天气氧供应机器的公司。他说，这家公司向中国军方销售机器，在西藏用于医疗用途。

这一点反映了在美中两国均有业务的众多电池公司所面临的敏感问题。孙康说，在两国关系紧张之际，安普瑞斯必须在投资者和客户选择方面慎之又慎。他是美国公民，称自己更喜欢美国的生活环境。但商业就是商业：安普瑞斯刚刚完成了3000万美元的融资轮，而且所有资金来自于中国投资者。孙康解释说，电池市场“属于中国业务”。他对我说，作为第二祖国的美国“应该醒醒了”。

与孙先生一样，大卫·维尤是科技行业的资深人士，曾经耗费10年的时间试图创建一家电池厂。与孙先生不同的是，维尤（他说自己的名字与“view”同音）曾经历过失败的痛苦。

2012年，维尤帮助创建的锂电池公司A123 Systems申请破产，令人唏嘘不已。自从10年前创建以来，A123已经筹集了3.5亿美元的私募资金，在美国纳税人配对基金上花费了1.29亿美元，然后在大肆宣扬的2009年首次公开募股中收获了3.9亿美元的资金。

A123在创建时曾经设想，公司会获得来自于通用汽车和其他汽车制造商电动车电池供应合约，不料这些公司大幅削减了生产计划。A123对某些电池的召回也带来了不利影响。在破产之后，评论员批评A123是美国补贴本国清洁能源这类荒唐事件的典型代表。A123电池的大多数业务在2013年被卖给了中国零部件公司万向集团。自从那时开始，中国便开始举全国之力打造全球领先的电池行业。

在遭遇了A123的内爆之后，维尤认为他已经受够了电池业务，但随后又改变了想法。如今，他又开始经营一家电池初创公司，在这个竞争对手林立的行业努力拼搏。然而，这一次他并不打算改进锂电池，而是要取代它。

维尤是Vionx Energy的董事兼前任首席执行官，这是一家位于马萨诸塞州波士顿沃博恩郊区的初创企业。投资者，尤其是风投资本公司，到目前为止已经向Vionx和其前身注资1.3亿美元。Vionx（维尤在谈到这个名称时指出它是一个“很傻的名字，但这些人一直都很傻”，其发音是“Vy-on-ix”）寻求批量生产一种完全不同的电池，一种可以通过盈利的形式储存超长时长的大量可再生能源的电池。Vionx是一群公司的集合，它们致力于开发的电网储存技术在功能和尺寸上并不怎么像电池，而更像是发电厂。

电网储存领域的种子公司并没有像锂电池竞争者那样，在纳米级别摆弄航天材料，而是一块块金属、工业泵和管道，以及一次性往巨大储罐中倾倒数千加仑的化学制品。

Vionx这个特殊的精巧装置被称为“流体电池”。在大规模工作的情况下，它可以提供约10个小时的低成本电量储存，如果储罐更大的话，时长会更长。过去几年中，流体电池已经成为了能源行业类似于笑柄的存在。人们在这一技术规模化方面的种种尝试均以失败告终，不仅是因为这种技术会出现各种小故障，而且还在于由化石燃料支撑的电网并不需要储存多少电能。

维尤现如今坚持认为，两大根本性的改变——更好的技术以及可再生能源价格的大幅降低——意味着过去并非是序曲。太阳能价格在过去10年中下降了70%，再加上最近降价的风能，正在推动对能源储存的需求。与此同时，研究机构Wood Mackenzie称，电网规模存储系统（电池和建立系统所需的各类工具）的价格自从2010年以来已经下降了85%。

严肃的强势选手如今正在投资电网储存技术。Exelon便是其中一家公司，它在2018年的营收达到了359亿美元，在今年的《财富》美国500强榜单上排名第93位，拥有约1000万名客户。公司正在试验大型电池，并将注资电池科技投资公司Volta。Exelon的企业策略高级副总裁克里斯·高尔德表示，公司已经完成了向太阳能的转变，储存业务将得到加强，公司也将从中盈利。

然而事实是：到目前为止，储能提供的电量仅占电网电量的一小部分。Wood Mac¬kenzie称，2018年共计储存了6000兆瓦时的电量。这是全球的数字，但还不到福克兰群岛一年一半的用电量。即便电网存储市场在2017至2024年的经济价值能够按照Wood Mackenzie的预期增长8倍，届时它仍然只是电动汽车电池市场价值的十分之一。

只要存在，电网存储通常就是政府补贴和强制政策的产物。即便政府提供此类支持，电网存储往往会集中出现在特定的地区，也就是那些可再生能源能够发挥最大经济优势的地区，例如加州和夏威夷。这些地区有着尤为充足的日照和风能，而且化石燃料价格异常高昂。

这些在电网上的储能容量如今也就只是几大堆锂电池的电量。这对于全世界来说是一个不利的消息，但维尤希望它会成为Vionx的机会。锂电池已经霸占了玩具、表、手机、电动车等移动设备的市场，因为它能够将大量的电力塞入一小块电池中。但如今的电网规模锂电池组建仅能储存几个小时的电量，然后又得再充电。在遇到难以预料的太阳能或风能下滑时，它倒是足以在化石燃料产生的电力回升和输出之前稳定电网。但还远不足以支撑将全球电力系统从化石燃料改为可再生能源。

Vionx为其技术服务提供了一个可能的答案。在马萨诸塞州的三个由政府资助的测试地点中，Vionx已经部署了装着其流体电池的集装箱原型。它们由一堆堆的泵和管道，以及塑料和金属构成，维尤自己将其称为“Rube Goldberg”。

在马萨诸塞州雪里，Vionx正在等待与一大片中国造太阳能电板相连。在完成安装和运行之后，它应该可以储存可供160个家庭使用的电量。我在一个下午参观了厂址，气温是如此之低，我的手指在记笔记后都麻木了。我亲眼看到，这个系统实在是太大了，与我如今认为锂电池可以塞入口袋，或至少能塞入背包的想法可谓是天壤之别，但维尤不这么认为。他说，Vionx系统需要达到电厂的规模才能行得通。“否则，就只是个花瓶。”

Vionx在位于沃博恩的总部设计和组装了这些系统，只不过总部看起来更像是商业车库而不是实验室。到处都是大的可以灌篮的桶，不过，鉴于里面装的都是电池液，要灌篮的话实在是不明智。

Vionx的工程业务副总裁沙扎德·巴特带我参观了工厂。他是一位汽车专家，在福特汽车工作了很多年，然后来到了A123，随后又加入了Vionx。他用平淡的密歇根口音对我说，锂电池是“储能行业的法拉利，我们这个是卡车。”

Vionx基于由联合技术公司开发和授权的技术。它使用金属钒作为其化学原料能量载体。但初创企业面临两大根本性挑战。一个是供应。钒是一种在全球流通的商品，其价格波动很大。目前的价格很高，不利于Vionx的经济效益。另一个挑战在于需求。促使电网储能市场成形的政府已经出台政策支持锂电池系统，但锂电池通常只能提供4个小时的备用供电时间，而且会出现性能衰减，每过几年就得更换。但Vionx庞大的系统在成本方面具有竞争优势，能够提供10小时的储存电量，而且可以持续20多年的时间，基本上不会衰减。系统庞大的体形会带来更高的初始成本，估计只有寄希望于更多小时的电量销售才能进行分摊。如果购买的Vionx系统只能够提供4小时的备用电量，那么就不亚于购买喷灯来点雪茄。

维尤在波士顿一家他最喜爱的使用白色餐桌布的餐厅享用生蚝、鱼肉晚餐时说：“这是个很大的问题。”这个问题并不陌生。他发现自己陷入了在A123时遭遇的同样困境：他确信储能设备在技术上已经做好了准备，但市场并不需要，至少目前不需要。他喝了口法国霞多丽红酒，然后说：“问题在于，‘以后是否会有那么一天，可再生能源加储能设备会比煤炭更便宜？’如今我依然坚信这一点，正如我在2004年就认为电动汽车会大行其道一样。但问题在于，这一天何时才能到来。”

Vionx只不过是众多面临这一困境的电网储能种子选手之一。另一家是Form Energy，这家初创企业部分源自于麻省理工学院材料科学教授蒋业明的实验室。蒋业明曾经与维尤共事，是A123背后的科技参谋。Form Energy筹集了1100万美元，同时最近还获得了美国能源部390万美元的拨款。其他投资者包括比尔·盖茨创建的10亿美元清洁能源基金Breakthrough Energy Ventures、不知名的其他全球亿万富翁，以及石油巨头沙特阿美。

Form Energy希望以较为经济的方式打造能够长久供电的储能设备，不仅仅只是10小时，而是数天或数周的时间。其高管认为有必要让电网上可再生能源的比例达到真正能够替代化石燃料的地步。From Energy意图利用获得的联邦政府拨款打造以硫为关键原料的系统。蒋业明在马萨诸塞州剑桥市充满阳光的办公室聊天时并没有表明Form希望商业化的储能设备是否会使用硫。然而，用词十分小心的他说道，“硫是最具吸引力、有着丰富储量的分子。”如果用非科学的语言来解释，“丰富储量”等同于价格便宜。

离蒋业明办公室仅有数个街区的地方，我拜访了去年从X剥离出来的初创企业Malta。X是谷歌母公司的“臭鼬工厂”。与Form一样，基于斯坦福大学科技的Malta计划使用巨型储罐和泵来储存可供数天或更长时间使用的电力。但Malta的科技是将能量以热量的形式储存，公司认为这种方式更加经济。Malta的投资者包括瑞典热交换设备制造商Breakthrough Energy Ventures，和一家中国可再生能源生产商。整个故事就像一个初创企业纪录片，公司源自于剑桥市的一个共享工作室，冷凝咖啡和康普茶自由弥漫在整个空间，会议室均以历史上伟大的土木工程项目命名。Malta的首席执行官拉姆亚·斯瓦米纳山对我说，她希望公司在大约五年内推出产品。最令她感到担心的是，公司正在为一个当前并不存在的市场设计一款复杂的机械设备。她表示：“这有点像盲人摸象，我们一直在摸索着寻找出路。”

我所到访的电网储能初创企业和锂电池公司之间存在着巨大的差别。专注电动车市场的公司看起来更加疲惫，因为市场目前就希望获得更好的锂电池。

回到沃博恩，少数其他电池初创企业距离Vionx并不远。其中一家是Ionic Materials，它的创始人是一位沉默寡言的材料科学家迈克·兹莫曼。那天早上我到访时，他还裹着一条L.L. Bean的抓绒夹克。他在整个职业生涯都在与塑料打交道，包括他在知名的企业科研设备供应商贝尔实验室工作的那段时间。

兹莫曼在近10年前便开始思考如何为电池制作更好的聚合物。他研发出的一种聚合物在室温情况下能够让离子自由流动。这就让以低成本方式制作无需液体电解质的电池成为了可能。兹莫曼说，“固态电池”可以更安全，而且具有更高的能量密度。

Ionic Materials的投资者包括诸多知名的跨国公司，例如雷诺-尼桑-三菱联盟、法国石油公司道达尔以及韩国汽车制造商现代。其他投资者包括自身拥有电池产品的日本巨头日立，以及储能行业基金Volta。

兹莫曼的团队有50人，正在努力减少聚合物的厚度，增强其强度、一致性，并降低其成本。他希望经过一切准备之后，在未来几年推出产品。他坐在一块写着“我们信科学”的挂钟下，用空咖啡杯敲着桌子，并说道，“这真的是太难了，整个过程令人头疼不已。”

未来的电池：Vionx的技术人员陈刚（音译）为流体电池堆建造控制单元。图片来源：Photograph by Jesse Burke for Fortune

离Ionic Materials不到1英里的地方坐落着Solid Energy Systems，该公司研发的产品在外界看来更加前卫。公司的创始人胡启朝对固态电池的理念不屑一顾。他指出，它的安全性能可能更好，但无法容纳足够的电量。他认为硅阳极也属于类似乏善可陈的技术。33岁的胡启朝成长于中国武汉，于麻省理工学院获得学士学位，并从哈佛大学拿到了博士学位。他正在努力实现商业化的技术被电池研究人员视为圣物：一款可以秒杀锂电池内硅元素的阳极，因为阳极本身由金属锂制作。

多年来，问题一直在于安全性。锂金属电池在充电时有一个特别的特性，因为这类物质在阳极的积累可能会击穿隔板，并导致短路和起火。胡启朝对此并不感到担忧。他坚信，自家电池不会比在售锂电池危险。他将其称为“超越锂离子”的存在，并希望在明年开始面向无人机销售。他对我说：“尽管锂电池汽车也有着火的情况，但人们依然在购买，因此这款电池也是可以接受的。”

胡启朝是个雷厉风行的人。他打算尽快让公司上市，因为时间就是金钱。他对我说：“一旦首家超越锂电池公司上市，它将吸引所有的投资。行业中的每一家企业都想争做第一。”

我们早上7点半在沃博恩开会，胡启朝迟到了几分钟，手里拿着一个大大的旅行杯，里面装着茶水。这两个现象都是可以理解的，因为从他在新泽西的家到这里要开车3.5小时，他每周都得往返一次。

当我在上海见到胡启朝之后去参观Solid Energy正在嘉定修建的工厂时，他穿着皱巴巴的斜纹裤和满是灰尘的工作靴——一周之后仍然是这一套。嘉定这个地区也有着很多首要的汽车制造工厂。多名投资者跟随着胡启朝穿过了整个工厂，那里的空气中满是新刷油漆的味道。这些投资者总共向Solid Energy注入了9000万美元的资金，其中包括上汽集团（总部位于上海的中国最大的汽车制造商）和天齐锂业（全球最大的锂生产商之一，原料来自于矿石）。Solid Energy的其他投资商还包括：通用汽车和SK。

如此众多的大公司一再出现在电池行业的现象凸显了业界寻求技术突破的迫切心态。在SK的韩国园区，也就是策略师黄在尹不愿向我展示的研发楼，黄在尹称他们在专注于改善阴极，并在降低隔板厚度的同时确保其安全性。SK感受到了竞争的热浪，这也是公司为什么会通过支持Solid Energy来为自身赌注加固的原因。黄在尹称，“如果所有的技术都由自己来研发，会存在一定的风险。”

全球最大的汽车制造商之一的大众也同意这一观点。这也是为什么公司去年宣布向另一家硅谷电池初创企业QuantumScape投资1亿美元的原因。这笔投资也扩大了大众与SK和其他大型电池制造商的合约。作为其绿色重构的一部分，大众称到2030年，公司销售的40%的汽车都是电动汽车。大众的采购负责人史蒂芬·索莫表示，“我们现在就必须做出决定，选谁以及在哪里选择合作伙伴，从而确保大量的电池供应能力。这是在短时间内获取如此大量供应能力的唯一方法。”

而这一举措也凸显了电池竞赛的混乱局面及其重要性。尽管各国政府为主导电池产业，保护其国家安全而承诺不断增加国家在这一方面的资金投入，然而事实上，电池行业是一个不断全球化的网络。越来越多的电池公司都拥有来自于不同国家的知识产权、投资者和供应商，其客户更是如此。这些公司的国别，到底是美国、中国还是其他国家，正在变得越来越模糊。从众多方面来看，电池竞赛似乎不大可能按照既定的模式发展。对于消费者和地球来说，这可能是一件非常好的事情。对于决策者、投资者以及化石燃料时代的企业巨头来说，这也大大增加了它们掌控竞赛的难度。

作者：Jeffrey Ball

译者：冯丰

审校：夏林