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

世界能源生產和儲存的未來發(fā)展集中體現在電池和陽極技術的進步以及材料開發(fā)上，這是聚集在一起探討能源材料、加工和制造領域創(chuàng)業(yè)趨勢和投資機會的杰出專家們的共識。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、實業(yè)家和投資者們將固態(tài)電池、硅負極、干法電極、3D打印和氫能源的應用列為最有可能在未來五到十年內改變能源材料開發(fā)和制造格局的創(chuàng)新。

盡管達成共識，專家們依然對這些先進技術的結果以及它們可能帶來的商業(yè)和投資機會各自表達了不同的觀點。討論集中在兩個問題上：

1. 未來5年內，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，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的創(chuàng)新是什么？

正如談論電池時經常出現的情況一樣，一談到電池，人們的注意力主要集中在個人和商務用車、儲能系統(tǒng)和長途運輸上。

專家小組成員認為，豐厚的回報機會等待著那些投資這一領域初創(chuàng)企業(yè)的風險資本們。開發(fā)新一代技術、克服消費者阻力，為電動汽車輕松過渡鋪平道路的企業(yè)們正在蓄勢待發(fā)。

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

Saluja認為，固態(tài)電池技術即將實現電動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間能源儲存。過去，8到10個小時是很長的，”他說，“現在，我們談論的是幾天或幾周——這是未來10年內另一個有趣的話題。我們開始看到一些想法，這些想法似乎非常可行，可以用來克服反對采用可再生能源的最后一個借口，即，從能源儲存的角度考慮，我們能做什么？”

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

“我們兩年前做了一項有關氫能源的投資，新聞媒體對此大肆炒作。但在我們試圖將成本降低到每千瓦時20美元以下時，我們發(fā)現同類對標是很重要的。”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輸和儲存?！?/p>

Saluja回應，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大規(guī)模，并以誘人的成本建造更好的電解槽?！彼f，“氫能源的應用范圍非常廣泛——化肥工廠、鋼鐵冶煉，然后是運輸業(yè)。在長途運輸業(yè)中，我們面臨著一個巨大的需求缺口，目前還沒有電池可以解決?！?/p>

他說，當成本下降到與西南部和墨西哥灣沿岸的太陽能發(fā)電成本相當的水平時，真正的綠色能源存儲將會得以實現。這將使風能和太陽能發(fā)電能夠為大容量長續(xù)航電池的生產提供所需要的電力。

“在儲能方面，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前首席技術官Bob Galyen先生指出，“不妥協(xié)”是汽車行業(yè)的關鍵短語。他表示，汽車制造商及其零部件供應商在承諾采用新技術之前，必須完全相信新技術，因為采用新技術需要對產業(yè)鏈上下游的工作流程進行全面檢查。

“讓自己站在汽車原始設備制造商的立場上?！?他解釋說，“無論流程更改多么容易，仍然需要進行一次全新的驗證，因為你不知道它將如何影響整個系統(tǒng)?！?/p>

他還表示電極打印的應用可能是帶來規(guī)模變化的技術?！按蛴」に囋试S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電極上。3D打印將為我們提供多種技術，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，這種技術對于液態(tài)和固態(tài)都將適用?！?/p>

“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，關鍵在于這項技術是否具備清晰的可識別性價值?！蔽樗固乩砉W院（Worcester Polytechnic Institute）教授、Battery Resourcers公司以及AM Batteries公司的聯合創(chuàng)始人王巖（Yan Wang）博士表示，“一項技術的價值往往取決于其商業(yè)化應用的可能性。”

“當你與汽車原始設備制造商和電池公司交談時，你經常會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值，”他說?！袄?，八到十年前，就有很多金屬空氣和鋰空氣電池的項目?！?/p>

關于金屬空氣電池，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然我們總是根據千瓦時而不是千瓦來衡量電池的優(yōu)點，但對于大容量長續(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出現在大容量長續(xù)航的電池市場上?！?/p>

王教授說，工業(yè)界和學術界應該把重點放在電池材料科學的研究和開發(fā)上。

“然后，如何將優(yōu)質材料轉化為終端產品很關鍵，”他說。“同樣關鍵的是制造，因為目前電池成本的25%與制造有關?？刂瞥杀竞吞岣呖芍圃煨詫⑼苿觿?chuàng)新，如干法印刷和干法涂層在未來五年內將發(fā)揮關鍵作用?！?/p>

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

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

事實證明了這一點。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術界和初創(chuàng)企業(yè)的承諾。在A123電池技術迅速崛起后，我們放棄了對這項技術發(fā)展的繼續(xù)支持。這一輪我們應該采取正確的措施，因為電池的制造和部署應該在客戶所在地進行，也包括美國和歐洲?！?/p>

Galyen在中國的寧德時代（CATL）工作了7年半，他對此表示贊同。他說，由于技術已經存在，并且可用，公司在他任職期間取得了成功。“沒有必要重新發(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開發(fā)的產品和汲取經驗教訓的公司。此外，聯邦政府、省和地方政府承擔了大部分生產成本，并且投資于免費電動汽車充電站等公共基礎設施。最后，我們擁有訓練有素的工人和設備制造相關的專業(yè)知識。如果你能在這設計出你需要的東西，那么這里可能就是你的制造場地，本土場地?！?/p>

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持一項具體計劃趕上亞洲。

“建立一個工廠需要兩到三年的時間，因此行業(yè)應該關注幾個近期目標：

1.創(chuàng)新，

2.降低資本和運營成本，

3.干法加工，

4.前端生產和回收，

5.涂層和材料改良以增加容量，

6.極端充電的耐久性。”

“可以適用于相同模具的材料將非常有用，因為制造創(chuàng)新將對下游工藝產生最小的影響?！盌ameron女士說，“電池制造和工藝的自動化——不是一個環(huán)節(jié)，而是很多環(huán)節(jié)——將提高產量。”

Foundry Energy公司的Chamberlain認為，在Dameron概述的六個優(yōu)先事項中，材料改良將是最難實現的。

“材料平臺商業(yè)化非常具有挑戰(zhàn)性，”她推斷道?！伴_發(fā)新材料比改進現有材料更難。企業(yè)家不希望建造需要新工具、設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。只有這樣，為工廠投入資本才有意義?！?/p>

TDK Ventures對能源周活動的成功舉辦感到非常高興。第一天的精彩討論預示著在接下來的一周內，專家小組成員和主持人會不斷為大家?guī)韺氋F的行業(yè)信息。我們設計本次活動的初衷是激勵新一代發(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會，為更可持續(xù)的地球做出貢獻——這一目標與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，我們希望在能源轉型社區(qū)中激發(fā)長期的對話和參與，這將產生有意義的行動，并幫助我們?yōu)榈厍驇斫浀闷饡r間考驗的改善措施。

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

編輯：jq