《麻省理工科技評論》發佈「值得關注的15家氣候技術公司」榜單,比亞迪連續兩年上榜

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

應對氣候變化的緊迫性從未如此明顯。導致全球變暖的氣體排放量創下歷史新高,全球氣溫亦是如此。所有這些額外的熱量正在危及世界各地的人們,加劇熱浪和野火等威脅,並危及現有的糧食和能源系統。我們需要找到新的方法來發電、運輸人員和貨物、生產糧食,並應對全球變暖帶來的更嚴峻的挑戰。

好消息是,我們已經擁有採取這些行動所需的許多工具,並且一些公司正在不斷為市場帶來創新。《麻省理工科技評論》選擇了 15 家認為最有可能為氣候變化帶來積極影響的公司,分別是 LanzaJet、Pano AI、Solugen、Ceibo、Rondo Energy、Rumin8、比亞迪、First Solar、Electric Hydrogen、Pivot Bio、Kairos Power、Form Energy、Gogoro、Sublime Systems 和 Sun King。

以下內容是對這 15 家公司的詳細介紹。

*公司排名不分先後

1、LanzaJet

—— 使用包括玉米、甘蔗和城市垃圾的原料為未來航班提供動力。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:航空燃料

成立時間:2020 年

總部位置:美國伊利諾伊州迪爾菲爾德

值得注意:LanzaJet 是從 LanzaTech 拆分出來的,其主要技術為使用微生物將廢料轉化為化學品和燃料。

LanzaJet 正在生產無化石燃料的下一代航空燃料。該公司最近開放了全球首個將酒精轉化為航空燃料的商業化生產設施,計劃每年生產高達 900 萬加侖的燃料。

LanzaJet 希望通過重新思考航空燃料的來源來減少航空業對氣候的影響。

如今,乘飛機出行意味著燃燒大量的化石燃料,航空業約佔全球溫室氣體排放的 3%。

LanzaJet 的技術使用酒精製造航空燃料,這些酒精可以從多種原料中獲取,包括玉米和甘蔗。公司的工藝以乙醇為起點,經過一系列步驟去除水分,將分子串聯成更長的鏈條,並添加氫氣。最終產出的是一種化學混合物,隨後公司進一步加工,分離出可以作為航空燃料的成分。

在酒精轉化為航空燃料的路徑上,LanzaJet 是領軍者。目前,幾乎所有商用的替代航空燃料都以廢棄脂肪、油脂和油為原料,但隨著行業的擴展,對其有限供應的擔憂也在增加。

這種新的替代燃料選項可以極大地擴大供應,並幫助行業更快地擴展,這對於實現氣候目標至關重要。

LanzaJet 於 2024 年 1 月在佐治亞州開設了首個商業化的酒精轉航空燃料工廠,並已確保到 2034 年該工廠所有燃料的買家。LanzaJet 的投資者之一英國航空公司將成為其客戶。

潛在影響

替代燃料在飛機發動機中燃燒時仍會產生二氧化碳和其他溫室氣體。不同之處在於,通常這些燃料在生產過程中會從大氣中移除部分碳。例如,用於製造乙醇的玉米或甘蔗在生長過程中會吸收二氧化碳。因此,飛行過程中至少有一部分排放可以通過生產燃料的過程得到抵消。

LanzaJet 的燃料可以將燃料燃燒對氣候的影響減少大約一半,儘管確切的減排量取決於所用酒精的來源。根據美國環保署(EPA)的數據,LanzaJet 的甘蔗衍生乙醇可以將排放量減少 54% 到 66%。EPA 負責認證美國可再生燃料標準(Renewable Fuel Standard)項目下的低排放燃料。

公司計劃在其新的佐治亞工廠測試基於玉米的燃料,儘管目前在美國其只能銷售基於甘蔗的燃料。LanzaJet 還與其前母公司 LanzaTech 合作,將城市固體廢物和工業廢氣等材料轉化為乙醇,然後 LanzaJet 再將其加工成航空燃料。公司聲稱,這一路徑可以產生比化石燃料汙染少 85% 的航空燃料。

挑戰

對於 LanzaJet 以及整個行業來說,擴展規模可能是一個重大挑戰。2023 年,替代航空燃料僅佔全球航空燃料使用量的 0.17%。LanzaJet 的目標是到 2030 年每年生產 10 億加侖的替代航空燃料,遠遠超過去年整個替代燃料行業生產的大約 1.6 億加侖。為了實現這一目標,公司需要迅速建設許多大型設施。

成本是新燃料面臨的另一個主要挑戰。2023 年,替代航空燃料的平均成本是化石燃料的 2.8 倍。隨著設施規模的擴大,價格可能會下降,但燃料是航空公司的重要成本,這對未來的客戶來說是一個關鍵考量。

專家們還警告說,生物來源燃料仍然存在環境影響,這些影響很大程度上取決於生產它們的農業實踐。例如,為種植大規模的單一作物而清除自然生態系統,可能在整體上排放的溫室氣體比這些作物吸收的還要多。在最壞的情況下,一些基於作物的生物燃料產生的排放甚至比化石燃料還多。LanzaJet 和其他燃料製造商需要仔細選擇其原材料,並在生產其產品的影響上與監管機構和公眾保持透明。

下一步

LanzaJet 正在努力驗證並提高其首個商業設施的產能,公司希望該設施能在 2024 年底前全面運行。接下來,公司將開始建設更大的設施,包括與英國航空公司合作,在英國建造的一個年產 2700 萬加侖的設施,預計將在 2027 年投入運營。

2、Pano AI

—— 這家初創公司使用計算機視覺和超高清攝像頭來提醒消防員新發生的火災。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:野火監測

成立時間:2020 年

總部位置:美國加利福尼亞州舊金山

值得注意:Pano 還幫助多個機構監控並控制林火專家有意設置的火情,這些火情旨在清除灌木叢和降低森林及草原的火災風險。一旦火情超出預定範圍,Pano 會及時發出警報。

Pano AI 正在幫助各地社區更快地發現火災,從而讓消防員在火勢蔓延成災前控制住小火苗。

這家成立四年的初創公司在森林、草原及其他火災高風險地區的高處安裝旋轉攝像頭網絡。每個站點可以在方圓 10 英里內捕捉超高清影片,還可以通過紅外探測夜間或煙霧中的溫度變化。

Pano 依靠其深度學習系統檢測這些區域內的煙霧或其他火災跡象。一旦發現火情,人工分析員會對圖像進行審核,確認火災的發生或排除誤報。

確認火災後,Pano 會向火災監控機構發出警報,並提供圖像和位置信息,幫助他們快速響應。

當消防員撲滅火災時,公司會持續提供最新的高清可放大的圖像,結合衛星圖像、天氣信息以及來自其他渠道的附加數據源,幫助消防員應對不斷變化的情況。

潛在影響

野火帶來的風險日益增加,部分原因是我們持續在野地邊緣建立社區,而這些地區往往已經變得過度生長。同時,氣候變化使得許多地區變得更加炎熱乾燥,樹木、灌木和草地很容易成為引火源。

隨著火災帶來的經濟損失和人員傷亡不斷增加,尋找更好的方法來防止或在火勢失控前將其撲滅變得至關重要。

通常,緊急應對人員依靠人們發現煙霧或火災並進行報告。但在機構確認報告的這段時間里,小火苗可能迅速蔓延成大規模火災,造成更大的破壞並更難以撲滅。

Pano 的優勢在於,它能夠極大縮短響應時間,通過在人類無法看到的遠離人群或樹木覆蓋的區域,或夜間引發的火災發生後,迅速發現、確認並定位火情。這可以減少失控火災的數量,並降低其帶來的人員傷亡和財產損失。該公司表示,其提供的實時信息還能幫助消防部門更安全、更高效地撲滅火情。

公司通過多個案例展示了其工具如何幫助加快協調響應並控制野火。例如,2023 年夏季,Pano 向華盛頓州消防部門發出奧林匹亞附近的 Jackson Road 火災警報,使響應時間縮短了至少 20 分鐘。

消防員花了一週左右的時間來撲滅火災,但他們將火災範圍限制在了 23 英畝以內,儘管當時的風況惡化,最終沒有造成人員傷亡或建築損毀。

挑戰

Pano 並非首創使用攝像頭和計算機軟件來幫助發現和應對火災的概念。多年之前,ALERTCalifornia 項目就已經利用了類似技術來實現這一目的。其他初創公司也在利用傳感器、衛星、攝像頭和 AI 來改進野火檢測,比如 Dryad 和 Robotics Cats。

鑒於不斷變化的氣候條件,以及各國政府、公用事業公司和其他野火科技初創企業正在採取的多種措施,仍然很難確定這些工具的實際有效性。

下一步

儘管面臨挑戰,Pano 已經在早期火災檢測中脫穎而出。該公司已經在美國西岸九個州部署了攝像頭,包括加利福尼亞州、俄勒岡州、華盛頓州和科羅拉多州。它還在加拿大和澳州的一些地區設立了監測站。

Pano AI 的客戶包括政府機構、電力公司、私有林地所有者和滑雪渡假村。公司每年收取 5 萬美元的全包費用,涵蓋攝像頭站點、軟件、維護、通知及服務。

公司表示,其系統目前監控著全球近 2000 萬英畝的土地,並已發現了近 10 萬起火情。

隨著火災風險蔓延到更多地區,公眾對火災危險的認識逐步提高,公司表示,它也在與中西岸、東海岸和其他傳統上不太關注野火的地區的機構展開更多對話。

Pano 還表示,隨著其攝像頭監控的區域不斷擴大、機器學習系統不斷改進,未來其檢測火災的能力將進一步增強。

3、Solugen

—— 許多化學品是由化石燃料製造的,會產生破壞性的排放,而新的原料和製造方法有望幫助清理這一行業。

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所屬行業:化學品

成立時間:2016年

總部位置:美國德克薩斯州候斯頓

值得注意:Solugen 的聯合創始人在一次撲克遊戲中交談時萌生了創業的想法,當時其中一人正在讀醫學院。

通過使用生物原料而非化石燃料來製造化學品,Solugen 有望大幅減少化工行業的排放。該公司目前正在建設第二座更大的工廠,以擴大其產品供應。Solugen 的目標是徹底改變我們製造化學品的方式。

目前,依賴化石燃料的物質或石化產品是從洗髮水到混凝土、塑料水瓶等各類產品的基礎。而 Solugen 的化學工廠不使用化石燃料,而是從玉米中提取的糖開始。然後,利用一種生物酶和金屬催化劑將糖轉化為最終產品。據該公司稱,這種方法比傳統石化產品製造方式能耗更低、浪費更少。

Solugen 最初專注於生產過氧化氫,現已擴展到包括葡糖酸和葡糖醛酸在內的有機酸。這些化學品可以用於處理廢水、提高作物吸收肥料的能力以及控制水泥的固化過程等。

該公司位於候斯頓的工廠每年可以生產約 1 萬噸化學品,相當於每天有幾輛油罐車運出。目前正在擴大這一工廠的產能,預計到 2025 年初完工。此外,Solugen 還在明尼蘇達州建設一個更大的工廠,緊鄰一家玉米生產設施,後者將為工廠提供原料。

潛在影響

目前,化工行業約佔全球溫室氣體排放的 5%。其中一部分排放來自高溫反應器所需的能量,而 Solugen 聲稱可以解決這一問題,因為其反應器在遠低於傳統石化產品製造的溫度下運行,所需能量也更少。

但另一部分排放則來自化學品生產過程中的原料本身。許多化學品源自深埋地下的化石燃料,而在將石油和天然氣轉化為新的化學化合物的過程中,會釋放溫室氣體。這些氣體部分是在提取原料時泄漏出來的,部分是在化學反應器中生成並釋放到大氣中的。

相比之下,Solugen 的起始原料是一種名為葡萄糖的糖,而生產葡萄糖所用的玉米在生長過程中從大氣中吸收二氧化碳,這對氣候有潛在的好處。公司還表示,其反應器更加高效,因此生產過程中產生的二氧化碳也更少。

某些 Solugen 產品的生命週期結束時,比如用於處理廢水的化學品,部分二氧化碳會在化學品降解時重新回到大氣中。而其他產品,比如用於水泥的化學品,碳最終會被鎖定在其中,實際上將這些溫室氣體永久性地從大氣中移除。

挑戰

化工行業規模龐大,巨頭企業生產著種類繁多的產品。2023 年,全球化工行業前 50 家公司銷售額超過 1 萬億美元。Solugen 的技術或許無法幫助所有化學品,甚至無法幫助那些目前排放量最大的化學品,如甲醇、乙烯和氫氣。

Solugen 目前只能生產三種化學品,且產量有限,這些化學品的價格相對較高。要真正減少整個行業的排放,類似 Solugen 這樣的公司需要涉足那些銷量大、價格低的產品,這可能會使其難以與傳統化工製造商競爭。隨著公司的發展,還需要說服投資者為更多、更大規模的設施提供資金。

下一步

Solugen 正在明尼蘇達州馬歇爾建設一座新工廠,計劃於 2025 年投產。該工廠年產量預計將達到 7.5 萬噸化學品,遠高於公司的第一座工廠。Solugen 最近獲得了美國能源部貸款項目辦公室超 2 億美元的有條件承諾,用於資助馬歇爾工廠的建設。

在未來幾年內,擴展該設施的產能將是 Solugen 的重要一步。公司還計劃逐步從玉米擴展到其他原料,包括再生原料,並推出新化學品,最終進入更大的市場。

4、Ceibo

—— 其希望為能源轉型開發大量新銅礦,同時使採礦業更具可持續性。

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所屬行業:採礦業

成立時間:2021 年

總部位置:智利聖地亞哥

值得注意:Ceibo 最初以 Aguamarina 的名義提供抑塵服務,粉塵汙染是銅行業面臨的一個重大挑戰。

Ceibo 正在努力消除清潔能源轉型中的一大潛在障礙:全球銅資源短缺問題。該公司的低影響提取技術專注於目前經濟上不可開採的礦石,這些礦石或許能幫助滿足電氣化時代對銅的需求。

銅線是清潔能源經濟的核心,連接汽車、建築和工廠與電網。銅對於太陽能電池板、風力渦輪機和電動汽車來說也是不可或缺的。預計到 2040 年,銅在這些及其他清潔技術應用中的需求將接近三倍。然而,地層中賸餘的大部分銅被封存在低品位礦石中,當前的經濟條件下無法有效開採。Ceibo 正試圖改變這一局面。

目前,全球約 20% 的銅來自銅氧化礦石。銅的提取過程是將岩石破碎、堆積成巨大的礦堆,然後噴灑稀酸。酸液通過岩石滲透時,銅會溶解並被浸出。

全球賸餘 80% 的銅來自銅硫化礦石,這類礦石在酸中難以溶解。為了提取這類銅,行業通常採用耗能更高且耗水量更大的工藝,先在化學物質中濃縮金屬,再在高溫下進行熔煉。

Ceibo 正在改進這種較低影響的浸出工藝,使其適用於銅硫化物。公司的化學方法模擬了自然界中微生物群體如何從硫化礦中釋放銅,但加快了這一過程。通過調整礦石堆中的條件,如 pH 值和氧化狀態,Ceibo 的技術使得能夠回收超過 70% 的銅。已經在開採銅氧化物的公司可以直接將 Ceibo 的技術融入其現有基礎設施中,無需昂貴的改造。

Ceibo 還在與採礦行業的重要參與者合作測試其技術。公司還從清潔能源和採礦領域的金融機構籌集了 3600 萬美元,這也是近年來投資初創企業通過浸出法處理銅硫化物的趨勢之一。Ceibo 因其總部位於全球最大銅生產國智利而脫穎而出,這為其提供了主場優勢,幫助其與行業巨頭建立合作關係,並迅速擴大其技術應用。

潛在影響

隨著清潔技術領域對銅的需求預計大幅增長,採礦行業的發展速度並沒有跟上。由於許多高品位礦床已經被開採殆盡,分析師預測,到 2040 年全球每年可能出現超過 1000 萬噸的銅短缺。

解放目前因經濟原因未被開採的大量硫化礦銅資源,可能是解決銅供應短缺的關鍵。Ceibo 的目標是在未來 10 年內生產 100 萬噸銅,並在未來繼續擴展。如果達到這樣的規模,Ceibo 的低影響銅處理方法或能幫助清理整個行業。

挑戰

使用酸浸出硫化礦的想法並不新鮮,幾十年來,研究人員一直在尋找一種可擴展、具有成本效益的方法來實現這一目標。這個問題在業內如此廣為人知,以至於業內人士有時將其稱為銅礦開採的「聖盃」。

環境差異性是其中的一個關鍵挑戰。一種方法可能在特定類型的礦石中效果良好,但應用於其他礦石時可能失效。Ceibo 正在開發一種靈活的工藝,使用專有的化學試劑和地球化學建模來調整地面上的實際條件。然而,公司仍需證明其技術能在各種地質和環境條件下幫助礦企在商業規模上有效提取銅。

下一步

迄今為止,Ceibo 主要在實驗室中驗證其工藝的可行性。目前,公司已與採礦企業合作,測試了超過 20 種礦石的技術表現。今年晚些時候,Ceibo 計劃開始運行其首次現場試點測試。

雖然 Ceibo 的初步工作主要在智利進行,但公司最近在美國設立了辦事處,以更好地進入北美市場。拜登政府正在推動擴展關鍵礦產的國內供應鏈,這也為該市場帶來了機遇。

5、Rondo Energy

—— 在使用一種簡單且廉價的材料為全球最汙染的行業之一實現脫碳。

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所屬行業:能源存儲

成立時間:2020 年

總部位置:美國加利福尼亞州阿拉米達

值得注意:公司名稱致敬了一種有反復主題的音樂形式。聯合創始人 John O’Donnell 和 Pete von Behrens 此前曾從事太陽能聚熱發電領域;Rondo 是他們在熱存儲領域的第二次創業。

Rondo Energy 正在為工廠提供廉價、零排放的熱能,以取代使用化石燃料的鍋爐、熔爐和窯爐。它採用磚塊和鐵絲的方法,提供穩定的熱空氣或蒸汽供應,因其簡單性和擴展潛力而備受矚目。

找到一種清潔的方式來生產工業過程所需的大量熱能,是尚未解決的最大氣候挑戰之一。廣為討論的解決方案,如碳捕集和綠色氫氣,在經濟上仍難以與燃燒煤炭或天然氣競爭。

Rondo 提出了另一種解決方案:通過電力加熱的磚塊堆。Rondo 的熱電池利用風能和太陽能產生的電力加熱類似烤麵包機中的鐵絲,使數百噸磚塊的溫度升至高達 1500°C。每天充電四到六小時,這些磚塊就可以將間歇性的可再生能源轉化為工廠全天候的熱源。

在試圖將零排放熱電池商業化的初創企業中,Rondo 因其簡單的方法而脫穎而出。競爭對手的熱電池通常涉及一些新技術或工程材料,而這些材料離現有工業技術還有幾步之遙。但 Rondo 熱電池中的耐熱磚塊與過去一個多世紀以來在高溫鋼鐵製造中使用的磚塊類似,意味著它們已經可以廉價大規模生產。這一賣點贏得了投資者的青睞,過去兩年該初創公司已籌集了 8500 萬美元。

潛在影響

從服裝和食品到水泥和化肥的工業生產,約佔全球溫室氣體排放的三分之一。這些排放大部分來自工廠中為產生熱量而燃燒的化石燃料。如果 Rondo 的熱電池在大規模應用中具備成本競爭力,它有望幫助每年消除數十億噸原本會排放到大氣中的碳排放。

挑戰

雖然耐熱磚塊是經過驗證的工業技術,但將它們作為零排放熱電池使用,仍需要建造更多的風電和太陽能發電廠,以產生大量廉價的可再生能源。此外,美國許多地區的電力改革也將是必要的,以使熱電池的成本與其他工業熱源具有競爭力。這可能包括允許熱電池用戶在可再生能源豐富的時段從電網批量購買廉價電力,在一些按固定日費率出售電力的地區,目前這種做法是不可行的。

下一步

Rondo 已經在加州一家乙醇工廠部署了一台 2 兆瓦時的電池進行商業運營。其擴展計劃非常雄心勃勃:公司與 Siam Cement Group 合作,已經生產足夠的耐熱磚塊,每年可儲存 2.4 吉瓦時的能量,這足以為 200 多戶美國家庭供電。未來計劃將產量提高到每年 90 吉瓦時。從 2025 年到 2027 年,Rondo 近期宣佈的食品飲料和化工行業客戶預計將開始在工業設施中使用其商業熱電池版本。

6、Rumin8

—— 牛打嗝是農業溫室氣體排放的主要來源之一,該公司正在研發補充劑以減少甲烷的排放。

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所屬行業:食品與農業

成立時間:2021 年

總部位置:澳州柏斯

值得注意:比爾·蓋茨的 Breakthrough Energy Ventures 曾帶頭為公司募資,幫助 Rumin8 去年在第三輪投資中獲得了 1200 萬美元。

Rumin8 正在設計一種處理方法,旨在大幅減少牛所產生的甲烷,同時提高動物的生產力。

在新西蘭和巴西的數百萬頭牛中,有一些牛的體重稍有增加,產奶量稍有提升,打嗝時產生的甲烷也比以前少了許多。這些牛正是由獨立研究人員進行研究,測量由澳州公司 Rumin8 開發的減少甲烷的補充劑所帶來的效果。據統計,全球大約三分之一的甲烷排放來自於牛,約佔溫室氣體排放總量的 11% 到 20%。

Rumin8 正在測試三種類似的技術形式,這些技術有望減少牛打嗝時產生的甲烷排放:一種是飼料添加劑,一種可以添加到牛的飲用水中,另一種則是一種緩釋膠囊,持續時間最長可達六個月。每種方案針對不同環境中的牛群:飼料添加劑適用於飼養場的牛,而放牧的牛可能需要使用膠囊或飲用水添加劑。目前,飼料添加劑的研發進展最快。

Rumin8 的技術通過干擾牛的瘤胃(牛胃中最大的部分)內導致甲烷產生的步驟來發揮作用。牛大約 10% 的能量用於產生消化過程中產生的副產品,即甲烷。甲烷是牛胃發酵的副作用,通過打斷這一過程,補充劑能夠讓牛保存更多的能量,這些能量隨後可用於長出更多肌肉或生產更多牛奶。甲烷減少得越多,生產力的提升也越大。

這就是 Rumin8 的產品理念。該公司表示,他們的處理方法可以減少超過 50% 的甲烷排放,這一效果遠高於競爭對手,如目前唯一獲得美國 FDA 批準的 Bovaer 添加劑。而使用 Rumin8 產品後牛群生產力的顯著提升,意味著這些產品對農民來說更易接受:購買這種減少甲烷的補充劑不僅對環境有益,還可以通過產生更多的肉和奶來抵消成本。

潛在影響

來自牲畜的排放在全球溫室氣體排放中佔有重要地位。大部分排放來自牛肉和奶牛,它們主要排放甲烷(一種極為強效的溫室氣體),其全球變暖效應是二氧化碳的 28 倍。儘管過去十年中,電力和交通等高排放行業的減排技術取得了顯著進展,但農業在這方面依然落後。

挑戰

Rumin8 仍面臨兩個重大障礙。首先是需要在巴西和美國獲得監管批準,這至少需要兩年時間,Rumin8 必須證明其在減少甲烷排放方面的主張是真實的,並且其補充劑對動物、人類和環境都是安全的。

其次,即使公司順利通過監管審批,還需要說服行業相信其產品值得投資,無論價格如何。如果公司的生產力提升主張成立,這一過程應該比使用其他配方的競爭對手要容易一些。

Rumin8 還可能受益於政府對食品生產者的支持,比如碳定價或減排激勵計劃。然而,除了歐洲以外,這些計劃能否進一步發展還有待觀察。

下一步

Rumin8 計劃在 2024 年底前發佈三篇研究論文,旨在驗證和展示其在減排和生產力提升方面的主張。公司目前剛剛開始申請監管批準。如果一切順利,Rumin8 希望在 2026 年將產品推向巴西市場,並於當年或次年進入美國市場。

7、比亞迪

—— 已將目光投向中國以外的地區並進軍利潤豐厚的新領域。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:電動汽車

成立時間:1995 年

總部地址:中國深圳

值得注意:2023 年,比亞迪售出了超 300 萬輛新能源汽車,其中包括純電池汽車和混合動力汽車,同比增長 62%。

在全球範圍比亞迪可能還不是一個家喻戶曉的名字,但它因其價格實惠且易於使用的電動汽車而在中國境外獲得認可。儘管受到西方國家的監管審查,但該公司仍決心降低在全球範圍內製造和運輸車輛的界限。

早在五年前,比亞迪只是這個擁擠領域中的一家中國汽車製造商。從那時起,這家總部位於深圳的公司迅速成為中國汽車行業無可爭議的領導者,以及全球最大的電動汽車(包括純電動汽車和插電式混合動力汽車)生產商。  

這一增長很大程度上歸功於數十億美元的政府補貼。除此之外,疫情期間汽油價格上漲也加速了電動汽車行業的繁榮。 

比亞迪成功的另一個關鍵是其嚴格控制的內部生產線。比亞迪可以通過自己的子公司採購一切產品,從電池和電機到製造價格實惠的電動汽車和插電式混合動力汽車、電動巴士和單軌列車所需的大部分零部件。這種方法不僅使其能夠以比競爭對手更低的成本製造車輛,還使其能夠在整個供應鏈中進行創新,迅速將新功能融入到生產中。

潛在影響

儘管全球電動汽車銷量不斷增長,但其中大部分新銷量來自中國。去年,比亞迪的國際市場僅佔其總銷售額的 8%,為了擴大這一市場,比亞迪正在全球各地迅速建廠並大力投資於一支龐大的汽車運輸船隊。

在過去的 18 個月裡,該公司已進軍巴西、澳州和泰國等新市場,並宣佈其位於印尼的新工廠已生產出首批汽車。該公司已開始在匈牙利建設其第一家歐洲工廠,最近還公佈了投資 10 億美元在土耳其建設工廠的計劃,該工廠每年將生產 15 萬輛電動汽車和插電式混合動力汽車。 

挑戰

比亞迪面臨的最大挑戰是提高在中國以外的品牌知名度,以及西方國家對中國企業的監管審查。美國最近提高了對中國電動汽車已經很高的關稅,以阻止公司將電動汽車進口到美國。

為了保護歐洲汽車行業免受中國製造的低成本電動汽車湧入的影響,歐盟在現有關稅之外還對該公司和其他中國汽車製造商徵收關稅。為了規避這一問題,比亞迪的匈牙利和土耳其生產中心將允許其向歐盟免關稅出口。

隨著各國努力主導將決定下個世紀的清潔工業,此類國際經濟緊張局勢可能會持續下去,甚至惡化。 

下一步

比亞迪車型的實惠價格是其吸引力的關鍵部分。該公司最便宜的車型是海鷗,在中國的售價不到 1 萬美元。比亞迪計劃從明年開始在歐洲銷售海鷗車型,還打算在三年內開設匈牙利工廠。 

比亞迪以電池而非人工智能而聞名,在軟件方面略遜於特斯拉等公司。現在,它正在努力縮小差距。該公司最近推出了「璿璣」智能汽車系統,其中包括自動停車和人工智能語音識別。此外,它還與芯片製造商英偉達合作,從明年開始將下一代汽車芯片引入其車型中。 

比亞迪也是中國首批獲得 L3 自動駕駛汽車測試牌照的汽車製造商之一,這意味著可以在指定高速公路上在特定條件下完全接管汽車控制權。這些自動駕駛功能將在與 Uber 的合作中接受測試,未來的比亞迪無人駕駛汽車可以用來接乘客,如果它們獲得世界各國政府的批準的話。

8、First Solar

—— 正在建設新工廠,並押注一種特殊材料使其薄膜太陽能電池更高效。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:可再生能源 

成立時間:1999 年

總部地址:美國亞利桑那州坦佩

值得注意:First Solar 的訂單積壓總量達 76 吉瓦,一直持續到 2030 年。

First Solar 正在擴大薄膜太陽能電池的生產,並建設新工廠以滿足激增的需求。與此同時,這家公司也正在投資鈣鈦礦,這是一種微小的晶體材料,許多人將其視為未來太陽能技術的關鍵。 

人工智能的蓬勃發展對數據中心提出了巨大的需求,並且更多的熱浪增加了空調的使用,世界比以往任何時候都需要更多的電力。為了減少排放並控制全球變暖,更大比例的電力必須來自可再生能源。 

可再生能源的增長大部分來自太陽能。First Solar 是美國最大的太陽能電池板製造商之一,美國是僅次於中國的全球第二大太陽能市場。該公司受益於美國對外國製造的太陽能電池板徵收的關稅以及通過《通脹削減法案》提供的 稅收抵免。

如今,中國企業生產了世界上絕大多數的太陽能電池板。大多數電池都包含一層矽來吸收太陽光並「喚醒」內部電子,然後電子以電流形式輸出。First Solar 的電池依賴於由另外兩種元素(鎘和碲)製成的薄膜,而不是矽。這些電池的生產速度比矽電池更快,並且使用的能源和水更少。 

但電池的性能仍有提升的空間。當今最好的矽太陽能電池板可將大約 25% 的太陽能轉化為電能,而碲化鎘的效率低於此。為了提高效率,First Solar 現在正在尋求將一種名為鈣鈦礦的新型材料融入其電池中。這些微小晶體吸收的光波長與矽或碲化鎘吸收的光波長不同。添加鈣鈦礦的電池(稱為鈣鈦礦串聯太陽能電池)可能會將更多的太陽能轉化為電能。

First Solar 是少數幾家探索如何將這些晶體層放入商業太陽能電池以提高性能的公司之一。去年,它收購了一家名為 Evolar 的公司(全球薄膜和鈣鈦礦研究領域的領導者之一),以進一步實現這個目標。

潛在影響

根據國際能源署的數據,2023 年,太陽能在全球範圍內的新增發電能力是風能的三倍之多。原因有幾個:過去 20 年來,隨著產量的增加,太陽能電池板的價格大幅下降,而且它們相對易於安裝和維護。 

同時,太陽能的未來看起來同樣光明,預計今年全球太陽能發電量將達到近 2000 太瓦時,國際能源署表示,到本十年末,這一數字可能會翻兩番。在美國,First Solar 不斷擴大的產量以及最近對鈣鈦礦的投資將塑造未來幾年的太陽能市場。 

挑戰

在美國建設更多公用事業規模太陽能發電廠的最大障礙之一是這些項目建成後並網。負責批準電網互聯的聯邦機構積壓了大量請求。目前,一座新的太陽能發電廠平均需要大約五年的時間才能建成。最近的改革旨在加快這一進程,但其影響仍不清楚。 

導致這個問題變得更複雜的是變壓器的短缺,變壓器可以升高或降低電壓,這些對於管理清潔能源在電網中的「流動」至關重要。而且選址也存在挑戰,因為開發商必須獲得許可,但是一些社區團體反對大型設施的安裝。First Solar 的客戶絕大多數位於美國,其中包括面臨所有這些問題的新太陽能項目開發商,這些問題可能會限制公司的增長。

美國太陽能行業的命運受到國內政策的強烈影響,美國總統大選可能會在幾個方面影響 First Solar 的擴張計劃(即使對美國製造商的稅收抵免得到了兩黨的廣泛支持)。儘管《通脹削減法案》似乎不太可能被廢除,但新政府有可能對其部分內容進行修改。 

新總統或許會徵收更高的關稅並對進口施加更多限制。First Solar 公司公開支持此類關稅,批評者將其歸咎於美國電池板的高價。或者總統可以降低關稅並減少進口限制。政策問題的不確定性可能會導致開發商在新政府就位之前不太願意下新訂單。 

並且,也無法保證該公司能夠使串聯電池發揮作用。眾所周知,鈣鈦礦不穩定,在陽光下會分解,這對於太陽能材料來說相當不利。First Solar 需要找到新的方法來大規模生產和包裝它們,並向客戶證明這些電池板在安裝後可以穩定地工作多年。 

最後,儘管 First Solar 的電池板避免了對中國生產的矽供應鏈的一些擔憂,但該公司自己的供應鏈中也出現了此類問題。 

下一步

今年晚些時候,First Solar 將在俄亥俄州的一家工廠開始生產微型串聯太陽能電池板。如果這些面板在測試中表現良好,該公司將在附近的新研發中心製造全尺寸原型。  

與此同時,First Solar 正在建設新的製造設施,以擴大其碲化鎘電池板的生產。該公司今年早些時候在印度開設了第一家工廠,目前在印度、美國、馬來西亞和越南這四個國家進行生產。 

在美國,First Solar 剛剛在亞拉巴馬州開設了一家新工廠,並將於 2025 年在路斯安那州開設另一家工廠。到 2027 年,該公司預計年產能將超過 25 吉瓦,超過去年美國新安裝的公用事業規模太陽能的總產能。

9、Electric Hydrogen

—— 建造 100 兆瓦電解槽以較低的成本生產氣候友好型氫氣。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:氫能

成立時間:2020 年

總部地址:美國馬莎諸塞州內蒂克

值得注意:該公司的三位聯合創始人中有兩位來自太陽能電池板製造商 First Solar,該公司也出現在今年的這份榜單上。

全球經濟的大部分地區難以實現電氣化,但可以使用低排放的氫能來運行,從而幫助全球逐步擺脫傳統化石燃料。Electric Hydrogen 致力於更高效、更經濟地生產綠氫。

Electric Hydrogen 正在努力開發新的生產方法讓綠氫的生產變得更容易、更經濟。

氫能已成為交通運輸領域化石燃料的一種有前景的替代品,同時也是鋼鐵、化肥、甲醇和其他產品的原料。 

但迄今為止,氫氣的生產過程「相當汙染」。絕大多數氫氣是由天然氣生產的,會排放大量導致地球變暖的溫室氣體。它也可以通過電解器進行生產(電解器是一種利用電力將水分子分解成氫和氧的裝置)。但大多數電解槽體積小、價格昂貴,並且消耗大量能源和水。此外,它們通常依賴於不是主要由清潔能源供電的電網。

Electric Hydrogen 希望通過開發新型電解槽來解決這些挑戰,電解槽的容量是當今標準設備的 10 倍左右,同時也更經濟、更高效。

該公司已在加利福尼亞州運營兩座電解槽工廠,其中包括聖卡路士的一座 1 兆瓦的設施和聖荷西的一座 10 兆瓦項目。4 月,Electric Hydrogen 在馬莎諸塞州德文斯開設了一家電解槽工廠,該工廠將生產第一條 100 兆瓦電解槽生產線。該公司還在 2023 年從英國石油公司、美國聯合航空公司和微軟等支持者那裡籌集了 3.8 億美元資金,使其成為第一家估值超過 10 億美元的電解槽公司。 

潛在影響

為了減緩氣候變化的步伐,我們需要大幅減少傳統化石燃料的使用。眾所周知,化肥和化工製造等汙染嚴重的行業很難清理。根據《科學報告》發表的一項研究,2022 年,僅化肥一項就佔全球排放量的 2%。消除某些類型的運輸(包括航運和航空)的排放也很棘手,主要是因為在給定重量下,燃料可以比當今的電池儲存更多的能量。 

正是在這些領域,氫能展現出最大潛力,因為它可以製成燃料,副產物只有水蒸氣。但與化石燃料相比,綠氫在成本方面略遜一籌。 

挑戰

Electric Hydrogen 需要證明其 100 兆瓦電解槽系統能夠以低成本可靠運行。為了生產低排放氫氣,電解槽將需要使用大量可再生能源,而這些能源可能並不總是可用,此外,該公司並未公開分享有關其技術如何運作的許多細節,這使得很難衡量該公司的聲明和進展。 

下一步

好消息是,拜登政府於 2022 年簽署的《通脹削減法案》提供了慷慨的補貼,旨在加速美國的氫氣生產。儘管這些稅收抵免的具體細節仍在製定中,但 Electric Hydrogen 公司有望在未來幾年直接或通過降低客戶成本從中受益。

與此同時,Electric Hydrogen 計劃於今年晚些時候將內蒂克工廠的第一套電解槽系統發送給位於德克薩斯州博蒙特的清潔甲醇製造商 OCI。預計這些系統將於 2025 年全面商業運營,甲醇將可能用於歐洲各地的海運。該公司還希望在未來幾年內擴大其在歐洲和澳州的業務。 

如果這些電解槽能夠像預期的那樣高效、經濟地運行,這將標誌著該公司朝著生產清潔、負擔得起的氫氣的目標邁出了一大步。

10、Pivot Bio

—— 開發了一種氣候友好型肥料,吸引了很多農民購買。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:食品和農業

成立時間:2011 年

總部地址:美國加利福尼亞州伯克利

值得注意:Pivot Bio 聲稱其產品每英畝可替代 40 磅合成肥料。美國玉米種植者通常每年每英畝施用約 150 至 220 磅肥料,具體取決於品種和期望產量。

Pivot Bio 正在利用基因編輯的微生物為農作物提供適量的氮,從而在不降低農業產量的情況下減少排放。

合成肥料的發展是上世紀的偉大成就之一,它提供了豐富的氮源,提高了農作物產量,並幫助養活了不斷增長的全球人口。

但同時合成肥料也成為一場氣候和環境災難。生產過程會釋放大量二氧化碳,在應用於農田後會釋放一氧化二氮,這是一種威力更大的溫室氣體。合成肥料約佔全球氣候排放量的 5%,並汙染地下水、湖泊和河流。

Pivot Bio 是一家位於加利福尼亞州伯克利的生物技術公司,正在利用微生物將可用形式的氮直接輸送到農作物的根部,從而減少農民需要使用的合成肥料量以及隨之而來的汙染。

氮是光合作用的重要成分,但大多數植物不能直接從空氣中吸收氮。化肥製造商通過打破氮分子之間的「強三鍵」並將這些分子與氫結合形成氨。化肥施入田間後,大部分肥料會轉化為銨和硝酸鹽,這些富含氮的化合物可供植物吸收並用於生長。

土壤中的某些細菌和其他微生物自然會發揮類似的作用。Pivot Bio 正在對這一自然過程進行改造,通過對選定的微生物進行基因工程改造,以增加它們在生長季節向植物根部輸送的氮量。

越來越多的農民將其施用到自己的田地裡。去年,該公司產品的施用面積達到了 500 萬英畝,而兩年前這一數字僅為 100 萬英畝。 

潛在影響

Pivot Bio 將微生物作為種子包衣或液體進行出售,農民可以在種植時將其混入田地犁溝中。 

該公司表示,其主要產品的當前版本是專為玉米設計的,可以替代通常使用的約 25% 的合成肥料,同時不會減少作物產量。該公司還開發了專為小麥、高粱和其他穀物設計的「氮輸送微生物」,其售價均接近或低於傳統肥料的價格。該公司表示,農民已經將其產品應用到了超過 1000 萬英畝的土地中(如果算上重覆使用的話),到目前為止幾乎全部在美國。

Pivot Bio 稱,雖然生產 100 萬噸氨作為肥料會產生 260 萬噸二氧化碳,但在田間生產輸送 100 萬噸氮所需的微生物僅產生約 3.5 萬噸的排放。該公司估計,自 2022 年初以來,其客戶已減少了相當於 90 萬噸以上的排放量。其中約 78% 的減排量發生在去年,不過該公司表示,其中一些增加是由於數據收集的改進造成的。

一些學術研究支持了該公司的說法,即其產品可以減少化肥的使用和排放,並且不會降低作物產量。

挑戰

一些農民報告說,他們的結果好壞參半,而且與標準肥料使用相比,Pivot Bio 的產品不一定能提高產量。該公司沒有必要證明自己可以幫助氣候變化,但這會讓其更容易向農民推銷。

許多人不願意減少合成肥料的使用,這是一種久經考驗的產品,除非新政策要求他們必須這樣做,或者減少汙染的產品也有望提高生產率。

Pivot Bio 方法的另一個明顯挑戰是,它並不是合成肥料汙染的完整解決方案,因為它只能替代合成肥料的一小部分。

下一步

但對於一個眾所周知難以清理且註定會增長的行業來說,這是一個很大的部分。

Pivot Bio 公司首席執行官 Chris Abbott 強調,其產品可以為農民節省資金,因為與合成肥料相比具有成本競爭力,而且能更可靠地提供氮,從而真正促進作物生長。

該公司預計,其下一代微生物計劃在 2026 年美國種植季節做好準備,在作物根部產生氮的效率將提高 25%。Chris Abbott 相信,通過未來的持續改進,這些產品最終將能夠取代田間多達一半的合成肥料,而作物產量相同或更高。 

如果 Pivot Bio 接近這一目標並繼續贏得農民的支持,它可能會開始有意義地減少農業氣候汙染的最大來源之一。

11、Kairos Power

—— 其技術有望開創一個更經濟、運行更安全的反應堆新時代。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:核電

成立時間:2016 年

總部地址:美國加利福尼亞州阿拉米達

值得注意:其反應堆中使用的一顆高爾夫球大小的燃料石就能產生相當於四噸煤的能量。

Kairos Power 正試圖重塑核能,其開發的熔鹽冷卻反應堆可以產生安全、可靠、無碳的電力,其價格可能與天然氣發電一樣便宜。

世界大部分地區的核工業似乎已經停滯了 30 年,這要歸結於過時的大型裂變反應堆,這些反應堆的建造和運營成本仍然很高,並且受到安全問題的困擾。Kairos Power 希望通過小型、安全、模塊化的反應堆來改變這一現狀,這些反應堆的成本與最便宜的化石燃料(比如天然氣)相當。具有諷刺意味的是,該公司還希望使用熔鹽冷卻反應堆,這項技術在 20 世紀 50 – 60 年代開創並隨後被放棄,取而代之的是當時更先進的設計。

Kairos Power 將使用一種名為「Flibe」的熔鹽,其中含有氟、鋰和鈹,來冷卻其裂變反應,然後將其吸收的熱量傳輸到蒸汽輪機以發電。如今的反應堆使用水來完成同樣的任務,這需要昂貴的超高壓安全殼系統,並且總體效率較低。Kairos Power 還使用一種名為「TRISO」的現代核燃料,它由封裝在碳和陶瓷保護層內的鈾、碳和氧的微小顆粒組成。然後將這些顆粒嵌入高爾夫球大小的石墨「鵝卵石」中。這種形式的燃料可以使核反應堆變得更安全、更經濟,因為每個顆粒都充當自己的安全殼系統,並且高度耐腐蝕、抗氧化和熔化。

燃料和熔鹽冷卻系統加在一起意味著 Kairos Power 的反應堆是被動安全的,因此即使電力中斷(就像 2011 年福島核反應堆那樣造成災難性的影響),反應堆也會保持穩定。 

潛在影響

人們對電力的需求不斷增長,為現代生活的低碳必需品(例如熱泵和電動汽車)提供動力。風能和太陽能等可再生能源價格便宜,並且可以快速上線,但它們難以提供煤炭和天然氣那樣的全天候穩定持續電力。

核反應堆可以提供穩定的基載電力,但傳統核裂變反應堆的上線數量已經放緩,新反應堆幾乎無法取代老化的前代反應堆。新一代安全核反應堆能夠以更低的成本提供無碳電力,可以重振這個萎靡不振的行業,並為在沒有陽光或沒有風的情況下提供穩定的電力打下基礎。

挑戰

TRISO 燃料使用一種特殊類型的濃縮鈾,該濃縮鈾主要來自俄羅斯,如今美國已經禁止從俄羅斯進口鈾,現在,美國的賸餘供應量已不足三年,並正忙於啟動替代性鈾礦開採和濃縮供應鏈。雖然該公司表示還將與歐洲財團合作採購鈾,但延誤或燃料短缺可能會導致反應堆等項目放緩或停滯。  

儘管美國正在減少下一代核反應堆的「繁文縟節」,但新系統仍然面臨大量的文書工作,而且多樣化的國際標準意味著向海外出售該技術可能需要更長的時間。  

成本是另一個值得關注的問題。因為即使是財力最雄厚的國家也可能在幾十年內難以為資本密集型核項目提供資金,以獲得監管部門的批準並完成建設。另一家下一代核電公司 NuScale 去年取消了一個項目,原因是成本上升和延誤促使公用事業公司退出了購買其電力的協議。政府的支持只能到此為止,尤其是在太陽能和電池存儲變得越來越便宜的情況下。 

下一步

2023 年 12 月,Kairos Power 獲得了在田納西州建造一座名為「Hermes」的試驗反應堆的許可,隨後於 2 月份,能源部承諾提供高達 3.03 億美元的資金來建造該反應堆。Hermes 將產生 35 兆瓦的熱量,但不會將其轉化為電力(如今,一個典型的美國商業反應堆產生約 1000 兆瓦的電力)。與此同時,該公司正在開發大型測試設備,以研究 Flibe 冷卻系統以及其他組件和工藝。 

甚至在 Hermes 啟動之前,Kairos Power 就將開始 Hermes 2 的開發工作,這是一個 28 兆瓦的系統,將是該公司第一個發電系統,其最終計劃是建造一座 150 兆瓦的商業設施,代號「KP-X」。 

與核項目一樣,該公司可能會面臨延誤。自從 Kairos Power 獲得 Hermes 建設許可證以來,其竣工日期已經推遲了一年(從 2026 年推遲到 2027 年)。該公司希望在 2030 年之前運行其第一座商業反應堆。

12、Form Energy

—— 強化其用於長期儲存的廉價電池的生產,旨在使可再生能源更具可行性。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:儲能

成立時間:2017 年

總部地址:美國馬莎諸塞州薩默維爾

值得注意:該公司有五位創始人,包括麻省理工學院教授蔣業明和特斯拉的前電池研究主管 Mateo Jaramillo。這是兩家獨立公司合併的結果,當時創始人意識到他們對長期能源存儲有著相同的願景。

Form Energy 致力於通過對「鐵空氣電池」這一舊技術的創新,使太陽能和風能等可再生能源的長期儲存具有商業可行性。

Form Energy 的目標是大規模生產鐵空氣電池並將其整合到電網中,為可再生能源產生的能源提供長期存儲。鐵空氣電池主要利用氧化還原反應來工作,這並不是一項新技術,但尚未商業化。 

當鐵空氣電池放電時,鐵與氧氣結合形成氧化鐵(鐵鏽)並釋放電子,這種電子流以電能的形式提供能量;另一方面,當有多餘的電力時(例如來自風力渦輪機或太陽能電池板的電力),電力會驅動逆向化學反應為電池充電。鐵鏽被轉化回鐵金屬,釋放出氧氣。

潛在影響

Form Energy 已經證明,鐵空氣電池的製造成本僅為鋰離子電池的十分之一,這主要是因為製造鐵空氣電池的主要材料便宜且豐富。這種低成本的屬性使得公用事業公司可以將電池用於長期場景,存儲能量長達 100 小時。 

儲能是採用可再生能源的關鍵問題之一。消費者需要隨時獲取能源,並且其使用量全天都會波動。但像太陽能這樣的可再生能源只能在特定的時間產生能量(在有陽光的時候)。主導電池市場的鋰離子電池並不是一個很好的解決方案,因為它們價格昂貴,存儲容量較小,而且壽命可能比鐵空氣電池還短。

如今,人們經常燃燒化石燃料來彌補生產缺口,這加劇了氣候變化。如果有足夠的鐵空氣電池能夠時刻儲存能量,電網或許就可以擺脫化石燃料。

挑戰

Form Energy 出現在 2023 年版的這份榜單中,並取得了一些新進展:該公司今年早些時候在西維珍尼亞州建成了新工廠,但尚未開始生產電池並運送給客戶。該公司目前正在工廠進行生產試驗,因此,儘管 Form Energy 從美國各地的公用事業公司獲得了大量訂單,但它尚未履行任何訂單並將其電池投入商業使用。

Form Energy 計劃在今年晚些時候向客戶交付第一批產品。一些行業專家懷疑其是否能夠擴大規模並實現其所吹捧的低成本,因為從未生產過這種規模的鐵空氣電池。此外,長期儲能還沒有明確的市場,因此尚不清楚 Form Energy 的模式在經濟上是否可持續。

即使一切按計劃進行,鐵空氣電池也永遠不會完全取代鋰離子電池(正如 Form Energy 所承認的那樣),因為它們的效率要低得多。效率是衡量從電池中獲得的能量和投入的能量的比值,例如,如果將 100 個單位的電量放入鐵空氣電池中,那麼當使用時將獲得 50 到 70 個單位的電量,而具有相同輸入的鋰離子電池則可釋放 90 至 95 個單位的電量。

相反,這兩種類型可以同時使用,當可再生能源發電量超過客戶需求時,鐵空氣電池可以提供長期但效率較低的儲能。 

下一步

Form Energy 已籌集 8.2 億美元,其領導者將其視為一家電化學解決方案公司,其項目旨在使鋼鐵生產脫碳;然而,目前的重點仍然是鐵空氣電池。 

隨著工廠竣工和生產試驗的開展,Form Energy 計劃在七個州建設能源存儲設施,並於 8 月初宣佈了迄今為止最大的項目:在緬因州建設一座 85 兆瓦的大型電池工廠,提供比地球上任何其他電池設施都多的儲能。

13、Gogoro

—— 其在中國台灣佈置了數千個電池交換站,並正在加速國際化擴張。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:電動車

成立時間:2011 年

總部地址:中國台灣

值得注意:用戶可以在 Gogoro 的電池換電站將空電池更換為滿電電池,時間花費不到六秒鍾。

電動汽車充電需要很長時間,而且很難找到充電的地方。Gogoro 的創新技術提供了一種快速、簡單的方法,可以在全球越來越多的換電站將耗盡的電池更換為充滿電的電池。 

今年 4 月,台灣發生了 7.4 級地震,這是一個多世紀以來發生的最大地震。數百個 Gogoro 電池充電站做出了非常驚人的反應:它們自動斷電以減輕電網壓力。這節省了足夠的電力來為數千個家庭供電,直到電網完全恢復正常。這一切都是在沒有人為干預的情況下發生的,而這要歸功於該公司遍佈全島的人工智能電池交換站網絡。 

向電動汽車過渡的一大挑戰是確保無論你身在何處都能輕鬆快速地進行充電。充電站可能很難找到,如果接入牆上的充電站(甚至是標準充電器),通常可能需要幾個小時才能充滿電池。Gogoro 通過在台灣建立了一個由數千個電池交換站組成的網絡來解決這些相關問題,在那裡踏板車的數量遠遠超過汽車。用戶無需充電,而是換上新電池然後再次上路,所需時間比加滿油的時間還要短。

現在,Gogoro 正在使該系統在全球範圍內上線,其中包括中國大陸、印度、哥倫比亞和菲律賓等國家/地區。該公司成功的關鍵在於其創建的完整生態系統。Gogoro 生產踏板車和電池,後者不僅為自己的車輛提供動力,還為雅馬哈、鈴木和全球其他各種製造商生產的車輛提供動力。它還擁有一支可供出租的共享電動車隊(該公司在地震發生後免費提供這些車輛,直到公共交通系統恢復運行)。整個系統由遍佈全球 3000 個地點的 1.3 萬餘個電池換電站連接在一起。  

潛在影響

擺脫化石燃料的一個關鍵挑戰是汽油的價格和普遍性競爭。憑藉其網絡,Gogoro 使電動車變得方便、高效且價格實惠,因此它們為加油提供了一種真正的替代方案。事實上,現在台北的 Gogoro 換電站比加油站還多。 

此外,這些換電站不僅方便而且環保。它們能夠充當虛擬發電廠:可以在電網使用率較低時(例如夜間)取電,在使用率較高時向電網供電,甚至在地震或颱風等緊急情況下提供備用電源。目前,超過 1000 個 Gogoro 換電站都以這種方式承擔雙重職責。  

最後,當該公司為踏板車提供動力的電池達到其使用壽命時,它們可以重新部署為交通燈、路燈和其他電力基礎設施的備用電源組。 

挑戰

為了使公司發展並對全球排放產生真正的影響,它必須在世界其他地區建立像台灣那樣的網絡,這是令人難以置信的資本密集型。這也意味著 Gogoro 將需要與地方政府密切合作,適應不同的國際法規,重新設計車輛以滿足當地消費者的喜好,並與其他製造商和電網電力提供商合作。這是一個艱巨的任務。該公司在印度的推出面臨著延遲,因為它正在等待監管機構明確將提供哪些補貼。儘管 Gogoro 可以在新市場上從小規模起步,但如果該公司的基礎設施跟不上當地需求,用戶可能很難找到充滿電的電池。 

更重要的是,雖然 Gogoro 的模式在人口稠密的城市地區運作良好,但在郊區和農村地區卻面臨著巨大的挑戰。該公司最大的競爭對手可能是廉價汽油 —— 尤其是在美國或印尼等國家。  

下一步

Gogoro 通信副總裁 Jason Gordon 表示,Gogoro 繼續進軍新市場。「繼 2023 年底在印度和菲律賓推出後,Gogoro 在 2024 年繼續擴張,在哥倫比亞波哥大、新加坡和尼泊爾等推出,計劃在今年晚些時候在智利聖地亞哥推出。」他說。

14、Sublime Systems

—— 已獲能源部 8700 萬美元撥款,用於建造一座示範設施,每年生產 3 萬噸更可持續的水泥。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:水泥

成立時間:2020 年

總部地址:美國馬莎諸塞州薩默維爾

值得注意:Sublime Systems 的首次商業投資是開發商副總裁 Yanni Tsipis 閱讀了我們去年榜單上的該公司的簡介。

Sublime Systems 開發了一種新的、低能耗的水泥生產工藝。

傳統的水泥窯燃燒化石燃料達到 1500°C(比熔岩還要熱),這是將原材料轉化為水泥所需的灼熱溫度。產生如此多的熱量會導致該材料產生巨大的「碳足跡」。製造水泥所需的化學反應也會將二氧化碳排放到大氣中,以至於水泥被懷疑是工業材料中二氧化碳排放量最大的一類材料。 

Sublime Systems 正在通過一種新的水泥生產方法來改變這一現狀,這種方法既能減少能源消耗,又能減少二氧化碳的排放量。該公司沒有使用窯爐,而是使用電化學過程來填充化學品和岩石以形成其水泥產品。通過使用可再生能源為其生產過程提供動力,可以大幅減少排放。 

潛在影響

大量的水泥讓人難以想像。據估計,每年水泥產量約 40 億噸,粗略換算一下世界上每個人平均擁有 9000 磅。

全球水泥行業已承諾到 2050 年實現淨零排放,而 Sublime Systems 的技術可以在實現這一目標方面發揮重要作用:該公司聲稱,如果可以擴大規模,其工藝可以將與水泥生產相關的排放量減少 90%。 

挑戰

雖然 Sublime Systems 的技術前景廣闊,但最大的問題是它是否能夠快速擴大規模,以實現到 2050 年該行業雄心勃勃的淨零排放目標。 

世界上有超 3000 家水泥廠,每家平均每年生產 100 萬噸水泥。相比之下,Sublime Systems 的第一個商業設施將於 2026 年上線,將僅生產 3 萬噸水泥,相對而言這隻是杯水車薪。

除了 Sublime Systems 是否有能力生產足夠規模水泥的問題之外,還面臨著在低利潤行業中競爭的挑戰。也就是說,一種名為樸達蘭石灰石水泥的常見替代品在 2012 年根據行業標準獲得了批準,可略微減少排放,但又花了 8 年時間才從佔美國水泥總產量的 2% 增長到 3%。(如今,這種材料約佔美國市場的 35%)由於大多數水泥都是在當地生產的,為瞭解決這個問題,Sublime Systems 的電化學工藝或類似工藝必須取代全球數千家工廠的水泥窯。

下一步

當其他公司正在研究新的水泥製造方法時,Sublime Systems 處於領先地位,其位於薩默維爾的試點工廠每年生產 250 噸。今年 5 月,該公司進行了第一次商業澆築,在波士頓最大的淨零排放商業建築波士頓碼頭一號的大廳和人行道上使用了 2.5 噸這種水泥。

今年 3 月,Sublime Systems 宣佈獲得能源部 8700 萬美元撥款,用於在馬莎諸塞州霍利奧克建造其第一個商業設施。這筆撥款將支付大約 50% 的建築成本。9 月份,兩家領先的水泥生產商 Holcim AG 和 CRH PLC 向該公司投資了 7500 萬美元。

Sublime Systems 正在推進新工廠的許可和規劃,並大力推進預售。如果一切順利,該工廠將於 2026 年投產,一旦投入運行,每年將生產 3 萬噸新型脫碳水泥。在此基礎上,該公司計劃進一步擴大規模,並希望在 2030 年左右建成一座能夠達到行業平均年產 100 萬噸的工廠。

15、Sun King

—— 正通過即用即付模式幫助非洲和亞洲的社區獲得太陽能、儲能和低排放爐灶。

(來源:MIT TR)(來源:MIT TR)

所屬行業:可再生能源

成立時間:2008 年

總部地址:堅尼亞內羅畢

值得注意:Sun King 向 10 個非洲國家和 2 個亞洲國家的超過 4000 萬人提供太陽能產品。

Sun King 正在幫助亞洲和非洲的貧困家庭獲得可靠、清潔的電力和更健康的烹飪方式。 

由於前期成本高昂,獲取清潔能源一直是全球低收入社區面臨的挑戰。世界各地至少有數億人無法穩定或根本無法接入電網,迫使他們中的許多人將其收入的 10% 花在非常汙染的燃料上(比如煤油、柴油等),這些燃料對他們的健康以及環境都是有害的。

解決這個挑戰的一個解決方法,是允許家庭在使用清潔能源時以小額、負擔得起的金額支付費用。

而這就是 Sun King 所能夠提供的。該公司表示,通過向撒哈拉以南非洲和亞洲的社區提供太陽能電池板、手持式太陽能燈、電池以及為照明和設備供電的家庭系統,為約 4000 萬人提供了穩定的可再生電力,其即用即付的商業模式讓家庭每天的支出低至 0.15 美元。

現在,Sun King 於 2023 年收購了 PayGo Energy,並將其產品組合擴展到清潔烹飪領域。

PayGo Energy 的爐灶使用液化石油氣,它產生的有害健康和氣候變暖的汙染較少,而木炭、生物質和類似燃料產生的,這些燃料用於許多家庭的爐灶。家庭的爐灶和燃料費用由公司通過自願碳抵消計劃減少溫室氣體排放而獲得的碳信用額補貼。

至關重要的是,PayGo Energy 開發的家用爐灶能夠可靠地減少室內空氣汙染和氣候排放,因此獲得了業內專家的高度評價。Sun King 表示,該公司還在開發其他烹飪用具,例如壓力鍋,可以利用其提供的可再生電力運行。

潛在影響

Sun King 的全系列產品線有助於減少導致氣候變化的排放。例如,它已經向以前使用煤油燈的用戶出售了 2300 萬個太陽能產品。據估計,這些煤油燈每十年可排放約 1 噸二氧化碳。

通過減少收集生物質來生產家庭照明、加熱或烹飪燃料的需求,該公司可以幫助減少森林砍伐以及燃燒生物質產生的排放。

使用木材和木炭烹飪是全球變暖的主要原因之一,約佔全球碳排放量的 2%,另外,其釋放的顆粒物汙染每年還會導致數百萬人死亡。

只有以透明和可信的方式開展項目,清潔爐灶的「自願碳市場」才能發揮作用;此類計劃因誇大電器的氣候效益而受到嚴厲批評,部分原因是高估了它們的實際使用量。但加州大學伯克利分校的研究人員發現 PayGo Energy 是少數幾個符合嚴格質量標準的爐灶項目之一,部分是通過「計量」清潔替代爐灶的實際使用情況來實現的。這些爐灶還使用符合世界衛生組織室內空氣汙染健康標準的燃料。

通過更嚴格的方式運營,該公司可以幫助推動對爐灶項目的更多投資,這些項目實際上對公共衛生和氣候變化產生了影響。

事實上,在一個開始歧視虛高碳信用額的市場中,優質碳信用額(比如 Sun King 計劃發行的碳信用額)已經開始獲得更高的價格。

挑戰

儘管 Sun King 和 PayGo Energy 在監測排放方面堅持非常高的標準,但這些方法並非萬無一失,並且可能因不準確或過於慷慨的假設而存在缺陷。

說服許多家庭轉向使用更清潔的爐灶可能仍然很睏難,具體取決於他們的具體需求、文化習俗、習慣和收入。 

與此同時,儘管以較低的前期成本提供離網太陽能發電對電力不穩定或價格過高地區的低收入家庭來說是一個福音,但這些家庭和社區在未來將理想地連接到該地區大型、清潔、穩定的電網,提供為企業供電和創造當地就業機會所需的低成本、全天候電力。 

下一步

Sun King 目前正在堅尼亞與 1000 個家庭開展試點計劃,推出下一代清潔爐灶。該公司還於 7 月在該國開設了第一家專門的爐灶店,名為 EasyCook。

與此同時,Sun King 繼續改善其太陽能產品和市場覆蓋率。該公司已開始推出新的家庭系統,以較低的零售價格提供更多的能源輸出,並於今年在南非和喀麥隆開展業務。

隨著太陽能電池板和電池的成本持續下降,Sun King 的產品相對於傳統電網電力的競爭力越來越強,為非洲和亞洲越來越多地區的消費者提供更清潔、更便宜且穩定可靠的能源。

原文鏈接:

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