以下為文章全文：
唐納德·薩多維（Donald Sadoway）教授至今仍然記得，他在2009年收到了一封令其竊笑不已的電子郵件，發(fā)件人自稱(chēng)是比爾·蓋茨（Bill Gates）的代表。郵件稱(chēng)，蓋茨在網(wǎng)上看到了薩多維所著的《固態(tài)化學(xué)導(dǎo)論》（Introduction to Solid State Chemistry）一書(shū)，這位世界首富想知道，當(dāng)他下一次去波士頓時(shí)，能否與薩多維見(jiàn)上一面。
“我以為那不過(guò)是一個(gè)學(xué)生的惡作劇，”薩多維說(shuō)。他在麻省理工學(xué)院教授一門(mén)很受學(xué)生歡迎的課程，為了找到一種廉價(jià)、使用壽命更長(zhǎng)的電池，讓人類(lèi)徹底遠(yuǎn)離非清潔能源，他耗費(fèi)了十多年的精力來(lái)研究多種金屬材料。要不是蓋茨的助手再次發(fā)來(lái)電子郵件，請(qǐng)求薩多維予以回復(fù)，他幾乎已經(jīng)忘了這件事。
蓋茨投資新型電池開(kāi)發(fā)商
一個(gè)月后，在麻省理工學(xué)院校園里的薩多維辦公室，他和蓋茨就如何抑制氣候變化這一問(wèn)題交換了看法。他們討論了電池在幫助太陽(yáng)能和風(fēng)能有效對(duì)抗礦物燃料方面所取得的進(jìn)展。蓋茨說(shuō)，無(wú)論薩多維什么時(shí)候準(zhǔn)備自己創(chuàng)業(yè)，都可以隨時(shí)給他打電話(huà)。薩多維說(shuō)，“他答應(yīng)投資我創(chuàng)建的公司，如果沒(méi)有他的幫助，這條路肯定會(huì)異常艱辛。”
薩多維已經(jīng)做好了準(zhǔn)備。他和其他一些科學(xué)家得到了眾多創(chuàng)業(yè)公司和知名投資公司的大力支持。他們?cè)噲D解決一個(gè)棘手的問(wèn)題：如何晝夜不停地保存并提供能量，以便再生能源可以充分代替礦物燃料。在本周紐約舉行的“彭博新能源財(cái)經(jīng)”（Bloomberg New Energy Finance）大會(huì)上，“這些儲(chǔ)電項(xiàng)目如何讓公用電力客戶(hù)擺脫對(duì)輸電網(wǎng)的依賴(lài)”，是與會(huì)者辯論的話(huà)題之一。
今天的鎳鎘和鋰離子電池還不能滿(mǎn)足這一需求。它們不能供一個(gè)家庭使用幾個(gè)小時(shí)，也不能讓大多數(shù)汽車(chē)跑100多英里（約合160公里）的路程。這種電池的成本大約為每千瓦時(shí)400美元，分析師認(rèn)為只有將成本降低一半，才能讓綠色能源獲得大范圍推廣使用。“開(kāi)發(fā)一種不同于鋰電池的儲(chǔ)存設(shè)備，對(duì)于釋放電動(dòng)汽車(chē)和再生能源的價(jià)值，具有至關(guān)重要的作用，”安德魯·莊（Andrew Chung）說(shuō)道。他是總部設(shè)在加州門(mén)洛帕克的風(fēng)投公司Khosla Ventures的合伙人。
發(fā)明者和投資者施展才華的時(shí)機(jī)終于到了。去年，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量占到美國(guó)新增發(fā)電量的45%，而太陽(yáng)能占到全球新增發(fā)電量的34%。在沒(méi)有光照或風(fēng)力的時(shí)候，儲(chǔ)存能源一直是一個(gè)耗費(fèi)龐大的工程。一些相信電池應(yīng)用前景廣闊的人指出，情況正在發(fā)生變化。在過(guò)去十年里，他們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域的投資超過(guò)了50億美元，爭(zhēng)相將相關(guān)技術(shù)盡快推向市場(chǎng)。
他們堅(jiān)信，新型電池能夠存儲(chǔ)足夠多的清潔能源，滿(mǎn)足一輛車(chē)、一個(gè)家庭或整個(gè)校園的需要；新型電池可以存儲(chǔ)來(lái)自風(fēng)力發(fā)電站或太陽(yáng)能發(fā)電站的能量；它們可以取代發(fā)電機(jī)，減少對(duì)礦物燃料發(fā)電設(shè)備的需求，進(jìn)而讓電力供應(yīng)變得更環(huán)保。能源管理咨詢(xún)公司Navigant Consulting表示，新型能量?jī)?chǔ)存設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模在3年內(nèi)將增長(zhǎng)近10倍，達(dá)到2400兆瓦，相當(dāng)于6臺(tái)天然氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電量。
風(fēng)投加入電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)
2011年，蓋茨兌現(xiàn)了他的諾言，對(duì)薩多維創(chuàng)立的Ambri公司進(jìn)行了投資，但投資金額不詳。這筆投資對(duì)Ambri的創(chuàng)建起到了促進(jìn)作用。蓋茨拒絕對(duì)此發(fā)表評(píng)論。億萬(wàn)富翁尼克·普瑞茲克（Nick Pritzker）和他的兒子喬比·普瑞茲克（Joby Pritzker）則通過(guò)旗下Prelude Ventures和Tao Invest基金，對(duì)位于匹茲堡的新能源公司Aquion Energy進(jìn)行了投資。
在Aquion，一位卡內(nèi)基梅隆大學(xué)教授為了生產(chǎn)適合家庭和酒店使用的新型電池，正在對(duì)一個(gè)曾經(jīng)生產(chǎn)大眾汽車(chē)和索尼電視的工廠(chǎng)進(jìn)行改造。美國(guó)勞倫斯-伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)也獲得了風(fēng)險(xiǎn)投資人維諾德·科斯拉（Vinod Khosla）的投資。美國(guó)三大汽車(chē)制造商正在測(cè)試該實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的鋰聚合物電池，這種電池能夠滿(mǎn)足汽車(chē)和家庭的用電需要，預(yù)計(jì)將于明年開(kāi)始銷(xiāo)售。
由于美國(guó)、中國(guó)和德國(guó)都在為減少溫室氣體而努力，所以會(huì)有更多資金投入到這個(gè)全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)500億美元的產(chǎn)業(yè)中來(lái)。電池市場(chǎng)覆蓋從手電筒、家用太陽(yáng)能、島嶼的電力供應(yīng)到電網(wǎng)用電存儲(chǔ)等。松下和LG電子在不斷推出自己的產(chǎn)品，主導(dǎo)著這一領(lǐng)域，而很多創(chuàng)業(yè)公司也緊隨其后。“這真是一個(gè)絕妙的時(shí)代，一些技術(shù)的力量是如此的強(qiáng)大，”勞倫斯-伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能研究負(fù)責(zé)人溫卡特·斯里尼瓦桑（Venkat Srinivasan）說(shuō)。
薩多維屬于第一批主動(dòng)走出去的人。今年，他計(jì)劃把6個(gè)由數(shù)百個(gè)液態(tài)金屬電池組構(gòu)成的原型產(chǎn)品，運(yùn)送到夏威夷的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電站，以及阿拉斯加的一個(gè)微型電網(wǎng)和愛(ài)迪生聯(lián)合電氣公司（Consolidated Edison）在曼哈頓的的一個(gè)變電站。當(dāng)電力需求降低時(shí)，Ambri的電池就會(huì)把愛(ài)迪生聯(lián)合電氣公司多余的電量?jī)?chǔ)存起來(lái)。然后，當(dāng)紐約人對(duì)電力的需求上升時(shí)，愛(ài)迪生聯(lián)合電氣公司就不必啟動(dòng)另一個(gè)燃煤或燃?xì)獍l(fā)電站，而是可以調(diào)用Ambri電池里儲(chǔ)存的電了。
薩多維是加拿大人，今年65歲，他很不喜歡發(fā)明家老學(xué)究似的形象。薩多維曾手里拿著香檳酒，穿著燕尾服給學(xué)生們上課。然而，當(dāng)他談起電池時(shí)，卻完全是一副做科研的樣子。薩多維和他以前的一個(gè)學(xué)生最終完善了一種棘手的化學(xué)技術(shù)，他說(shuō)得益于這種努力，Ambri的產(chǎn)品在價(jià)格和使用壽命上都優(yōu)于鋰電池。
這種電池使用了兩種重量和熔點(diǎn)不同的金屬（薩多維不愿透露這兩種金屬具體是什么）。他用鹽層來(lái)進(jìn)行分離，而電流可以讓兩種金屬的溫度達(dá)到最高700攝氏度，這樣，電子就可以穿過(guò)熔鹽。這有助于金屬存儲(chǔ)更多電量。與筆記本電腦使用的鋰離子電池（鋰離子電池可充電400次，使用壽命為4年）不同，薩多維說(shuō)他的電池組可充電1萬(wàn)次，使用壽命達(dá)到10年以上。
馬斯克的50億美元豪賭
索尼早在1991年就引入了如今無(wú)處不在的鋰離子電池技術(shù)。這種電池及其易燃的液態(tài)電解質(zhì)從未克服幾個(gè)與生俱來(lái)的頑疾。它們會(huì)突然著火，還需要具有N-methylpyrrolidone之類(lèi)名稱(chēng)的有毒溶液。令投資者更為沮喪的是，到目前為止，還沒(méi)有一個(gè)人能拿出具體的解決辦法，在增加產(chǎn)量的同時(shí)降低價(jià)格。
特斯拉CEO埃隆·馬斯克（Elon Musk）表示，他可以接受這種挑戰(zhàn)。為此，馬斯克豪擲50億美元在內(nèi)華達(dá)州一座鋰礦附近建造一個(gè)大型工廠(chǎng)，得益于這個(gè)電池工廠(chǎng)，到2017年特斯拉廉價(jià)車(chē)型的售價(jià)會(huì)降至3.5萬(wàn)美元左右，而續(xù)航里程則會(huì)超過(guò)200英里。當(dāng)前，特斯拉最昂貴的Model S車(chē)型的售價(jià)為10萬(wàn)美元，也就是說(shuō)，下一代特斯拉電動(dòng)汽車(chē)的成本大概只有Model S的三分之一。
多位分析師估計(jì)，特斯拉的電池成本將低于每千瓦時(shí)400美元。馬斯克表示，他希望將電池成本降低30%。特斯拉拒絕對(duì)電池價(jià)格發(fā)表評(píng)論。批評(píng)人士此前指出，由于與整個(gè)電網(wǎng)連接，特斯拉也就失去了它的“綠色標(biāo)簽”。馬斯克對(duì)這種批評(píng)做出了回應(yīng)，承諾將向家庭和部分充電站提供太陽(yáng)能電池板。
硅谷風(fēng)險(xiǎn)投資公司Kleiner Perkins Caufield & Byers（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“KPCB”）在2007年開(kāi)啟了一場(chǎng)淘汰鋰離子電池的聲勢(shì)浩大的運(yùn)動(dòng)。它僅僅提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：究竟什么樣的電池才是理想的電池呢？這家以挖掘網(wǎng)景和谷歌等知名科技公司而著稱(chēng)的風(fēng)投，在其門(mén)洛帕克總部召集了大批分析師和合伙人。
據(jù)KPCB合伙人雷·拉尼（Ray Lane）介紹，他們當(dāng)時(shí)列出了“不可能實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品需求”名單，然后著手尋找這項(xiàng)技術(shù)——希望藏在某位化學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室——并準(zhǔn)備對(duì)其做進(jìn)一步改進(jìn)，最后推向市場(chǎng)。KPCB將公司合伙人、Sun Microsystems聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·喬伊（Bill Joy）以及KPCB綠色科技部門(mén)的戴維·威爾斯（David Wells）派往匹茲堡。
二人拜訪(fǎng)了擁有材料學(xué)博士學(xué)位的杰伊·懷塔克雷（Jay Whitacre）。懷塔克雷身材瘦長(zhǎng)，特別喜歡騎單車(chē)。他在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)教授未來(lái)材料工程學(xué)的時(shí)候，就在研究電池的化學(xué)特性。拉尼說(shuō)：“能擊敗鋰離子電池的技術(shù)屈指可數(shù)。杰伊·懷塔克雷是唯一一個(gè)自稱(chēng)可以做到這一點(diǎn)的人。我一開(kāi)始并不相信他的話(huà)。”拉尼曾是軟件巨頭甲骨文的前總裁，如今是Aquion和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的董事會(huì)主席。
努力降低電池使用成本
無(wú)論信不信他的話(huà)，KPCB都不希望錯(cuò)失良機(jī)。2008年，KPCB給了懷塔克雷160萬(wàn)美元，以加快研究速度。他利用“電池之父”亞歷山德羅·沃爾特（Alessandro Volta）在1800年發(fā)明的鹽水電池的升級(jí)版，最終開(kāi)發(fā)出了一種新型電池。六個(gè)月后，現(xiàn)年43歲的懷塔克雷準(zhǔn)備將他的鈉基儲(chǔ)能電池從卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室取出。他給Aquion公司打去電話(huà)，希望了解后者的水溶離子化學(xué)技術(shù)。
拉尼及其合作伙伴對(duì)懷塔克雷的早期研究進(jìn)展十分滿(mǎn)意，于是在2009年同意追加投資700萬(wàn)美元。KPCB還幫助Aquion募集資金1.72億美元，投資方包括蓋茨和普瑞茲克父子。尼克·普瑞茲克是創(chuàng)始人凱悅酒店集團(tuán)創(chuàng)始人杰伊·普瑞茲克（Jay Pritzker）的堂弟，后者在1999年去世。由于是一家私營(yíng)公司，Aquion并不接受個(gè)人投資。Aquion CEO斯科特·佩爾森（Scott Pearson）表示，這種狀況可能會(huì)在明年改變：“我們距離IPO或股權(quán)交易僅一步之遙。”
Aquion在匹茲堡一個(gè)較為僻靜的地方租用了一棟三層紅磚大樓，那里距離懷塔克雷的住處非常近，他從校園騎車(chē)2.5英里就能到達(dá)。懷塔克雷回憶說(shuō)，在二月的一天，阿勒格尼河（Allegheny River）附近狂風(fēng)肆虐，但就在那天，他開(kāi)發(fā)出了一種新型電池，這種電池可供家庭或醫(yī)院使用，也是最便宜且續(xù)航時(shí)間較長(zhǎng)的無(wú)毒電池。
它可以至少提供8小時(shí)的續(xù)航時(shí)間，能將白天儲(chǔ)存的太陽(yáng)能釋放出來(lái)。懷塔克雷展示了他的勞動(dòng)成果：大小相當(dāng)于一臺(tái)烘干機(jī)的28.6千瓦時(shí)電池模組。它可以給電冰箱、咖啡機(jī)和熱水器等家用電器供電。
Aquion的機(jī)器人設(shè)備在紅磚大樓以東30英里處努力工作著。這種自動(dòng)化設(shè)備原本是用來(lái)給巧克力糖打包的，但現(xiàn)在則用于拖出炭黑塊和錳粉塊，然后放在容器中等待充滿(mǎn)鹽水。如今，50個(gè)托盤(pán)的盒裝電池正在被運(yùn)往夏威夷大島，準(zhǔn)備給厄爾·巴肯（Earl Bakken，發(fā)明過(guò)外置可穿戴心臟起搏器）一棟占地面積8英畝（約合3公頃）的大樓供電。它們會(huì)將512塊太陽(yáng)能電池板生成的電保存起來(lái)，取代丙烷燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（propane engine）。
懷塔克雷正在緊鑼密鼓地生產(chǎn)足夠多的電池，以保存200兆瓦時(shí)的電量。一開(kāi)始，他打算將電賣(mài)給使用柴油發(fā)電機(jī)的當(dāng)?shù)厝恕?ldquo;島嶼和微型電網(wǎng)是我們產(chǎn)品的首個(gè)重要市場(chǎng)，”他說(shuō)。Aquion目前只有一條生產(chǎn)線(xiàn)，該公司希望最終再增加四條。Aquion CEO佩爾森表示，這有可能會(huì)將電池成本降至最低每千瓦時(shí)100美元。
爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)新型電池技術(shù)
化學(xué)工程師哈尼·埃托尼（Hany Eitouni）也在利用其在勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的一種技術(shù)，試圖生產(chǎn)這種廉價(jià)電池組。埃托尼采用的多孔材料讓電子流入新的干式鋰電池。Khosla Ventures和三星風(fēng)險(xiǎn)投資（Samsung Venture Investment）向埃托尼供職的Seeo公司投資了1700萬(wàn)美元。自2007年以來(lái)，該公司獲得的風(fēng)險(xiǎn)投資額已超過(guò)4200萬(wàn)美元。
37歲的埃托尼說(shuō)，他發(fā)明的最新鋰離子聚合物電池相當(dāng)于一個(gè)公文包大小，單位重量的儲(chǔ)電量是當(dāng)今液態(tài)鋰電池的兩到三倍。對(duì)于每次充電行駛里程超過(guò)200英里的電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，這種儲(chǔ)電能力至關(guān)重要。此外，埃托尼還介紹說(shuō)，他發(fā)明的固體聚合物電池以散熱的形式喪失的能量更少，而這卻是當(dāng)前一代鋰離子電池的通病。
大霧開(kāi)始籠罩東灣工業(yè)園區(qū)，Seeo技術(shù)人員身穿白衣，戴著防護(hù)眼鏡，開(kāi)始處理刺激性化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)是用來(lái)清潔電池核心部分中的金屬的。多臺(tái)機(jī)器將40層的鋰金屬箔卷進(jìn)有兩個(gè)聚合物層（經(jīng)過(guò)擠壓變成了袋狀）的圓筒。埃托尼自詡他的電池的及格分?jǐn)?shù)“都在95分左右。”
Seeo CEO哈爾·扎雷姆（Hal Zarem）表示，今后幾年，隨著它將最好的設(shè)計(jì)應(yīng)用于全負(fù)荷生產(chǎn)，Seeo預(yù)計(jì)會(huì)把電池成本降至每千瓦時(shí)100美元以下。美國(guó)國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室交通技術(shù)與系統(tǒng)研究中心高級(jí)工程師杰里米·努巴爾（Jeremy Neubauer）說(shuō)：“隨著生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，Seeo的電池將非常便宜。”
Ambri CEO菲爾·吉烏代斯（Phil Giudice）表示，得益于一些科技大腕的投資，新型電池最終將讓再生能源有能力與礦物燃料競(jìng)爭(zhēng)。“科斯拉、蓋茨、馬斯克以及普瑞茲克父子，他們都在努力讓這個(gè)世界變得更美好，而且對(duì)這種前景激動(dòng)萬(wàn)分。他們正在實(shí)現(xiàn)看似不可能完成的任務(wù)。”吉烏代斯說(shuō)，“每過(guò)一天，我們距離這一目標(biāo)都更近了一步。”