由TDK集團(tuán)風(fēng)險(xiǎn)投資子公司TDK Ventures舉辦的“2021年能源周活動(dòng)”于2021年10月18日-22日期間順利舉行。在本次活動(dòng)中我們邀請(qǐng)到了30多位電池和能源領(lǐng)域的專家，共同探討了對(duì)能源行業(yè)的變化以及未來的一些看法。

世界能源生產(chǎn)和儲(chǔ)存的未來發(fā)展集中體現(xiàn)在電池和陽極技術(shù)的進(jìn)步以及材料開發(fā)上，這是聚集在一起探討能源材料、加工和制造領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)趨勢(shì)和投資機(jī)會(huì)的杰出專家們的共識(shí)。10月18日星期一，TDK Ventures 能源周在線論壇的第一天拉開序幕，專家小組的討論精彩紛呈。參與能源周在線論壇的主要企業(yè)家、研究人員、實(shí)業(yè)家和投資者們將固態(tài)電池、硅負(fù)極、干法電極、3D打印和氫能源的應(yīng)用列為最有可能在未來五到十年內(nèi)改變能源材料開發(fā)和制造格局的創(chuàng)新。

盡管達(dá)成共識(shí)，專家們依然對(duì)這些先進(jìn)技術(shù)的結(jié)果以及它們可能帶來的商業(yè)和投資機(jī)會(huì)各自表達(dá)了不同的觀點(diǎn)。討論集中在兩個(gè)問題上：

1. 未來5年內(nèi)，在能源材料/加工/制造方面最具影響力的創(chuàng)新是什么？

2. 未來10年內(nèi)，在能源材料/加工/制造方面最具挑戰(zhàn)性，也最有可能顛覆市場(chǎng)的創(chuàng)新是什么？

正如談?wù)撾姵貢r(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的情況一樣，一談到電池，人們的注意力主要集中在個(gè)人和商務(wù)用車、儲(chǔ)能系統(tǒng)和長途運(yùn)輸上。

專家小組成員認(rèn)為，豐厚的回報(bào)機(jī)會(huì)等待著那些投資這一領(lǐng)域初創(chuàng)企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)資本們。開發(fā)新一代技術(shù)、克服消費(fèi)者阻力，為電動(dòng)汽車輕松過渡鋪平道路的企業(yè)們正在蓄勢(shì)待發(fā)。

總部位于加州帕洛阿爾托的Capricorn Investment Group董事總經(jīng)理Dipender Saluja先生說：“如果你想設(shè)計(jì)出一種替代汽油的產(chǎn)品，它需要具備五個(gè)要素：長生命周期、安全性、高能量密度、高功率密度和低成本?！?/p>

Saluja認(rèn)為，固態(tài)電池技術(shù)即將實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車制造商們所渴望的這五大特性。

“人們正在重新定義長時(shí)間能源儲(chǔ)存。過去，8到10個(gè)小時(shí)是很長的，”他說，“現(xiàn)在，我們談?wù)摰氖菐滋旎驇字堋@是未來10年內(nèi)另一個(gè)有趣的話題。我們開始看到一些想法，這些想法似乎非?？尚校梢杂脕砜朔磳?duì)采用可再生能源的最后一個(gè)借口，即，從能源儲(chǔ)存的角度考慮，我們能做什么？”

芝加哥Energy Foundry公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事總經(jīng)理Sara Chamberlain女士表示，快速高效地生產(chǎn)和管理氫能源的能力是吸引投資者的關(guān)鍵。

“我們兩年前做了一項(xiàng)有關(guān)氫能源的投資，新聞媒體對(duì)此大肆炒作。但在我們?cè)噲D將成本降低到每千瓦時(shí)20美元以下時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)同類對(duì)標(biāo)是很重要的。”她說，“我們正在尋找能夠開始這樣做的公司。大部分公司是試圖優(yōu)化生產(chǎn)力的綠色H2發(fā)電企業(yè)。這是氫能源發(fā)展的先鋒力量，然后才是氫能源的運(yùn)輸和儲(chǔ)存?！?/p>

Saluja回應(yīng)，制作氫能源的工藝過程并不難掌握。

“比制作更難的是如何擴(kuò)大規(guī)模，并以誘人的成本建造更好的電解槽。”他說，“氫能源的應(yīng)用范圍非常廣泛——化肥工廠、鋼鐵冶煉，然后是運(yùn)輸業(yè)。在長途運(yùn)輸業(yè)中，我們面臨著一個(gè)巨大的需求缺口，目前還沒有電池可以解決?！?/p>

他說，當(dāng)成本下降到與西南部和墨西哥灣沿岸的太陽能發(fā)電成本相當(dāng)?shù)乃綍r(shí)，真正的綠色能源存儲(chǔ)將會(huì)得以實(shí)現(xiàn)。這將使風(fēng)能和太陽能發(fā)電能夠?yàn)榇笕萘块L續(xù)航電池的生產(chǎn)提供所需要的電力。

“在儲(chǔ)能方面，使用鋰電解液的固態(tài)電池是代替化石燃料的一種不妥協(xié)的方式?！盨aluja說。

Galyen Energy創(chuàng)始人、CATL前首席技術(shù)官Bob Galyen先生指出，“不妥協(xié)”是汽車行業(yè)的關(guān)鍵短語。他表示，汽車制造商及其零部件供應(yīng)商在承諾采用新技術(shù)之前，必須完全相信新技術(shù)，因?yàn)椴捎眯录夹g(shù)需要對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的工作流程進(jìn)行全面檢查。

“讓自己站在汽車原始設(shè)備制造商的立場(chǎng)上。” 他解釋說，“無論流程更改多么容易，仍然需要進(jìn)行一次全新的驗(yàn)證，因?yàn)槟悴恢浪鼘⑷绾斡绊懻麄€(gè)系統(tǒng)?！?/p>

他還表示電極打印的應(yīng)用可能是帶來規(guī)模變化的技術(shù)。“打印工藝允許多種打印組合材料。你可以打印三到五倍于我們今天所用涂層厚度的材料。通過打印，你可以將不同的活性材料混合物放在一個(gè)電極上。3D打印將為我們提供多種技術(shù)，使我們可以在每一層上用不同的材料制作不同厚度、不同的形態(tài)的奇形怪狀，這種技術(shù)對(duì)于液態(tài)和固態(tài)都將適用。”

“制造商和投資人愿意將資源投入固態(tài)電池還是任何別的電池技術(shù)，關(guān)鍵在于這項(xiàng)技術(shù)是否具備清晰的可識(shí)別性價(jià)值?！蔽樗固乩砉W(xué)院（Worcester Polytechnic Institute）教授、Battery Resourcers公司以及AM Batteries公司的聯(lián)合創(chuàng)始人王巖（Yan Wang）博士表示，“一項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值往往取決于其商業(yè)化應(yīng)用的可能性。”

“當(dāng)你與汽車原始設(shè)備制造商和電池公司交談時(shí)，你經(jīng)常會(huì)看到他們中的一些人愿意做出改變，但他們需要看到這樣的價(jià)值，”他說。“例如，八到十年前，就有很多金屬空氣和鋰空氣電池的項(xiàng)目?！?/p>

關(guān)于金屬空氣電池，Saluja給出了自己的看法。

“金屬空氣電池的每千瓦成本往往最低，”他說?！半m然我們總是根據(jù)千瓦時(shí)而不是千瓦來衡量電池的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于大容量長續(xù)航的電池，我們需要考慮每千瓦的資本支出。所以金屬空氣電池會(huì)出現(xiàn)在大容量長續(xù)航的電池市場(chǎng)上。”

王教授說，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界應(yīng)該把重點(diǎn)放在電池材料科學(xué)的研究和開發(fā)上。

“然后，如何將優(yōu)質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為終端產(chǎn)品很關(guān)鍵，”他說。“同樣關(guān)鍵的是制造，因?yàn)槟壳半姵爻杀镜?5%與制造有關(guān)?？刂瞥杀竞吞岣呖芍圃煨詫⑼苿?dòng)創(chuàng)新，如干法印刷和干法涂層在未來五年內(nèi)將發(fā)揮關(guān)鍵作用?！?/p>

加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校納米工程和材料科學(xué)教授Shirley Meng說，電池制造對(duì)美國公司來說可能很難管理。

“我覺得美國在電池制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中輸了，”她說?！皝喼薷鲊龀龅某兄Z要大得多。企業(yè)獲得數(shù)額巨大的前期投資和發(fā)展勞動(dòng)力的支持。這就是為什么亞洲有這么多千兆瓦工廠的原因?！?/p>

事實(shí)證明了這一點(diǎn)。在世界上142家千兆瓦的工廠中，有109家（70%）在中國。

“美國要發(fā)展和培育干法加工等變革性制造方法，就必須使制造業(yè)更加節(jié)能和具備可持續(xù)性?！?Meng教授說，“這不僅僅需要來自學(xué)術(shù)界和初創(chuàng)企業(yè)的承諾。在A123電池技術(shù)迅速崛起后，我們放棄了對(duì)這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的繼續(xù)支持。這一輪我們應(yīng)該采取正確的措施，因?yàn)殡姵氐闹圃旌筒渴饝?yīng)該在客戶所在地進(jìn)行，也包括美國和歐洲?！?/p>

Galyen在中國的寧德時(shí)代（CATL）工作了7年半，他對(duì)此表示贊同。他說，由于技術(shù)已經(jīng)存在，并且可用，公司在他任職期間取得了成功?！皼]有必要重新發(fā)明輪子，”他說，“資本充足，而且通常來自行業(yè)外，以及那些相信自己能夠利用已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品和汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的公司。此外，聯(lián)邦政府、省和地方政府承擔(dān)了大部分生產(chǎn)成本，并且投資于免費(fèi)電動(dòng)汽車充電站等公共基礎(chǔ)設(shè)施。最后，我們擁有訓(xùn)練有素的工人和設(shè)備制造相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。如果你能在這設(shè)計(jì)出你需要的東西，那么這里可能就是你的制造場(chǎng)地，本土場(chǎng)地。”

總部位于科羅拉多州的Forge Nano研發(fā)副總裁Arrelaine Dameron女士表示，她相信美國可以通過堅(jiān)持一項(xiàng)具體計(jì)劃趕上亞洲。

“建立一個(gè)工廠需要兩到三年的時(shí)間，因此行業(yè)應(yīng)該關(guān)注幾個(gè)近期目標(biāo)：

1.創(chuàng)新，

2.降低資本和運(yùn)營成本，

3.干法加工，

4.前端生產(chǎn)和回收，

5.涂層和材料改良以增加容量，

6.極端充電的耐久性?！?/p>

“可以適用于相同模具的材料將非常有用，因?yàn)橹圃靹?chuàng)新將對(duì)下游工藝產(chǎn)生最小的影響?！盌ameron女士說，“電池制造和工藝的自動(dòng)化——不是一個(gè)環(huán)節(jié)，而是很多環(huán)節(jié)——將提高產(chǎn)量?！?/p>

Foundry Energy公司的Chamberlain認(rèn)為，在Dameron概述的六個(gè)優(yōu)先事項(xiàng)中，材料改良將是最難實(shí)現(xiàn)的。

“材料平臺(tái)商業(yè)化非常具有挑戰(zhàn)性，”她推斷道?！伴_發(fā)新材料比改進(jìn)現(xiàn)有材料更難。企業(yè)家不希望建造需要新工具、設(shè)備和工作流程的工廠，除非創(chuàng)新能帶來三倍、五倍或十倍的改進(jìn)。只有這樣，為工廠投入資本才有意義。”

TDK Ventures對(duì)能源周活動(dòng)的成功舉辦感到非常高興。第一天的精彩討論預(yù)示著在接下來的一周內(nèi)，專家小組成員和主持人會(huì)不斷為大家?guī)韺氋F的行業(yè)信息。我們?cè)O(shè)計(jì)本次活動(dòng)的初衷是激勵(lì)新一代發(fā)明家和企業(yè)家，他們將幫助我們解決在能源行業(yè)中面臨的最大問題。我們相信，能源周期間提供的信息將幫助初創(chuàng)企業(yè)和投資者尋找更多機(jī)會(huì)，為更可持續(xù)的地球做出貢獻(xiàn)——這一目標(biāo)與TDK Ventures的使命完全一致。通過與能源行業(yè)從業(yè)人員的深入討論，我們希望在能源轉(zhuǎn)型社區(qū)中激發(fā)長期的對(duì)話和參與，這將產(chǎn)生有意義的行動(dòng)，并幫助我們?yōu)榈厍驇斫?jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的改善措施。

未來幾個(gè)月的每個(gè)星期五，我們將回顧能源周論壇中提出的見解，并根據(jù)其中特定的某些問題、挑戰(zhàn)和機(jī)遇發(fā)表一系列文章。

編輯：jq