零号档案 第33集：建造一个电池来取代煤电厂 - 彭博社

在马萨诸塞州萨默维尔的Form实验室，每个橙色的封装都装有一个铁气电池。

摄影师：M. Scott Brauer，彭博绿色

Form Energy Inc.于2017年创立，旨在建造一种可以取代燃煤电厂的新型电池。该电池需要能够在白天吸收可再生能源并在夜晚释放能量，而且需要在没有太阳和无风的日子里持续运行100多个小时。这些参数意味着电池还必须要便宜 — 非常便宜。在讨论了许多想法之后，Form的联合创始人们最终选择了一个令人惊讶的方案。该公司的突破性电池技术依赖于铁锈。

通过在价格上击败其他电池，Form希望其创新能够使以100%可再生能源为动力的电网变得负担得起。这家初创公司的过程还表明，创新可以在有限的时间内实现全球气候目标。

您可以在此处阅读有关Form Energy的更多信息并查看电池的外观。在下方收听完整的节目，了解更多关于播客的信息，并在苹果，Spotify和Google上订阅，以便及时了解新节目。

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Akshat Rathi 00:00

欢迎来到零。我是Akshat Rathi。本周：一个问题，两个元素和9亿美元。

Akshat Rathi 00:20

让我们谈谈可再生能源的问题。别担心，这不是我们否认气候变化的一集。只是可再生能源并不总是可用，太阳会消失，风会停止，但我们对能源的需求永不停歇。这种不匹配正是让我们的电网依赖煤炭和天然气的原因。化石燃料可以随时燃烧。但我们需要停止使用它们。

因此，一个解决方案是用风能和太阳能填充电池。但这太昂贵了。

今天的节目是关于一家试图改变这一现状的公司。Form Energy的目标是制造一种非常便宜的电池，一种可以取代煤炭发电厂的电池。对于一个电池狂热者来说，这是一个激动人心的追求。Form唯一的限制是科学和金钱的法则。而这家初创公司似乎已经找到了一种可以做到如此便宜的电池。

我看到了。这个电池看起来并不起眼。首席执行官Mateo Jaramillo和其他五位联合创始人之一向我们展示了不同的原型。当我们逐个看下去时，电池变得更便宜了，而且…

Akshat Rathi（录音中）

…看起来也更便宜了！

Mateo Jaramillo 01:31

当我们在做一些需要像这个电池一样低成本的东西时。你可以进行目视测试，对吧？看起来贵吗？生产零件看起来贵吗？部署看起来贵吗？我们通过了目视测试。这看起来不贵，而且它有效。

阿克沙特·拉蒂 01:49

我不应该笑。但那真是令人震惊。锂离子电池设施，这是用于智能手机和电动汽车的电池，需要你戴着头套和干净的衣服，而这种Form电池却是在室外。它看起来就像可乐在一个塑料杯里冒泡一样

比利·伍德福德 02:07

在这种情况下，从侧面你会看到氧气泡从底部冒出并积聚，然后最终从电池中移除。

阿克沙特·拉蒂 02:15

这就是比利·伍德福德，首席技术官，描述的铁空气电池。我看到的是生锈的过程，Form能源的重大创新。

生锈是铁慢慢老化的迹象。它是铁与氧气结合形成氧化铁。这不是一种理想的反应，而且它是被动发生的。但这种化学反应实际上正在释放能量。非常缓慢。Form能源找到了一种控制方式来加速反应，并将能量提取为电子。当我访问Form时，我和两位联合创始人马泰奥一起参观，你听到他为电池外观辩护，以及比利·伍德福德，他是首席技术官。然后我们坐下来谈论Form能源试图解决的问题规模，新电池化学的挑战以及创办一家吸引了近9亿美元投资的公司所需的一切。

阿克沙特·拉蒂 03:27

马特奥，欢迎来到 Zero。

马特奥·哈拉米约 03:29

谢谢。很高兴来到这里。

阿克沙特·拉蒂 03:31

所以马特奥，这不是你的第一家电池公司。你来到这里的故事是什么？

马特奥·哈拉米约 03:35

这是我第三家电池公司。我从事电池行业已经将近20年了。我看到了电池可能产生的影响。当我2004年开始研究电池时，我希望有一天会实现这种影响。所以我无法解释，除了电池已经俘获了我的想象力，我对电池有一种无穷的好奇心，而对其他事物却没有。但在加入 Form 公司之前，我在特斯拉工作了好几年。在那里，我启动了后来成为特斯拉能源项目的工作。所以那是业务中的电网储能部分。当我离开时，我开始思考接下来的能源储存在电网上会发生什么？当时能源转型已经非常迫在眉睫，我感觉我能看到事情将会发展的方向。很明显，在更广泛的领域中存在一个空白，一个机会，坦率地说，这是为多日储存而设的，因为这是你最终需要的，以取代并淘汰电网上的所有热力发电，包括煤炭和天然气。从一开始，目标就是什么样的电池可以取代煤炭发电厂？这是我们可以陈述任务的最简单方式。

阿克沙特·拉蒂 04:38

Mateo对多天储存的看法实际上是关于金钱的。原则上，你可以使用任何电池来储存任意数量的电力。但目前使用锂离子电池储存超过几小时电力是不经济的。Form Energy的电池采用铁和空气，这意味着它的价格可以是今天锂离子电池的七分之一。这将使其便宜到足以建造用于储存多天太阳能和风能的巨大电池，这可能消除大多数化石燃料发电厂的使用。

Mateo Jaramillo 05:13

我们并不是从铁空气作为化学反应开始的。我们同时考虑了其他选项，这是我们能想到的最早的竞争者之一。但我们真正从问题陈述开始，而不是从手头已经确定可以强行适应市场的技术开始。我们做出的另一个重大赌注是，这将在足够接近的时间范围内变得相关。

Akshat Rathi 05:38

对，你当时考虑的时间范围是多久，你知道，考虑到你之前在几家电池公司工作过，你知道，在Form这家公司，你认为建造这种铁空气电池需要多长时间？

Mateo Jaramillo 05:49

嗯，我的假设是10年。任何硬件要真正产生规模影响都需要这么长的时间。我们之所以这样做是因为影响力，而不是因为我们想证明这种化学反应有效。事实上，这相当琐碎。影响力当然需要我们进行规模生产，并且进行规模部署。这是我们所采取的时间范围。然而，我要说，市场的发展速度比我们任何人预期的都要快。我们认为它将在10年的时间范围内变得相关。但仅看到在我们存在的头五年内它的发展速度有多快已经得到验证，而且只会加速。

Akshat Rathi 06:25

你对使电池成为商业产品的10年计划进展如何？

Mateo Jaramillo 06:29

我们进展顺利。事实上，如果说有什么的话，我们比计划提前了一点。我们很幸运，无论何时尝试全新事物都需要一定的运气。我们很幸运地翻开了几张我们希望的牌。另一方面，你也要自己创造运气，取得很多线性进展并非偶然。我们之所以能够做到这一点，另一个原因是在市场方面，我们了解成功的标志是什么。我们不用纠结于某种规格组合是否会在市场上成功。这是因为我们在早期进行了深入分析的投资。这要感谢我们的联合创始人Marco Ferrara，他建立的模型功能使我们真正了解了这些权衡，并且非常精确地知道如何进行权衡，这样当Billy和团队在实验室里与化学品一起工作时，他们知道每投入1美元的资本支出如何进行权衡，以及其在循环效率曲线上的位置。

Akshat Rathi 07:29

这里有很多行话。让我们退后一步。Mateo的意思是，电池是否在商业上成功取决于其前期成本，也就是资本支出，或者称为capex。这就是为什么Marco在模拟Form对其电池所做更改如何影响其价格的电子表格中非常小心。影响电池成功的另一个因素是所谓的循环效率，简单来说，就是你每投入一单位能量，从电池中得到多少电能。你可能认为你应该得到全部，即100%的循环效率，但物理和化学定律不允许这样做。总会有一些损失。如果损失率为25%，那么运行电池的成本会大大增加。如果损失率低于10%，那么情况就容易得多。

Akshat Rathi 8:35

好的，让我们来看看福姆电池，这是一种奇怪的电池，因为根据我们对电池的了解，电池通常是由高度专门化的化学物质组成，可以执行非常具体的任务，比如让电动汽车以每小时100英里的速度行驶，而福姆电池却做不到这一点。

Mateo Jaramillo 08:52

清楚了，它可以做到。但选择它会是一个非常糟糕的选择。所有电池都有权衡。关键是为了某种化学反应，选择适合的应用，不关心它不擅长的事情，对吧？因此，铁空气电池并不特别适合。事实上，它们根本不适合用于动力应用，即移动物体。但它们非常适合解决电网上这种多日间歇性问题。

Akshat Rathi 9:18

好的，那么描述一下这种电池。

Mateo Jaramillo 9:22

福姆正在商业化一种铁空气电池，它的名字就是它的作用。我们在电池中让铁生锈和去锈。人们非常熟悉铁会生锈这个事实，对吧？大约3000年前，人类在一个时代中使用铁。因此，我们对铁生锈的过程有了很多了解，这就是整个腐蚀科学的世界，对吧？我们如何防止铁生锈？如何确保那些桥梁长时间保持稳固？我们正在商业化的就是这种反应，以及反向反应。那么我们如何控制这种反应？如何让它在电池中表现得尽可能高效，成本尽可能低？这实际上是我们过去五年一直在努力解决的问题，一个可逆的生锈电池。

Akshat Rathi 10:09

我会假设，你有一块新的铁块，你把它放在室外，它将需要几个月才会生锈，或者至少在外面形成一层锈，这会阻止下面的铁生锈，你的电池会快得多。

Mateo Jaramillo 10:24

没错。而铁生锈发生在表面的想法是我们已经找到如何处理的有趣事情之一。如果你让它自然发生，它需要很长时间，这是一个我们在电池中非常积极驱动的反应。所以我们知道如何在我们提供的条件下驱动这个反应，以获得这个反应的速度，无论是在充电还是放电时，使其适用于这种多天的应用，我们没有几个月的时间等待氧化自然发生。因此，我们正在驱动的是非常受控制的反应。

Akshat Rathi 11:00

当人们想到离子生锈时，他们并不真正考虑能源。那么能源是如何介入其中的呢？

Mateo Jaramillo 11:06

是的，当我们谈论能源时，我们谈论的是电子，对吧？毕竟这是一块电池。所以如果人们了解一些关于电池的知识，他们可能听说过锂离子电池。确实，这就是名字的由来，因为有一种锂离子实际上是从阳极到阴极来回移动的。这就提供了电荷，对吧？当电子被放弃或者被交还时，锂离子就是传递电荷的那个。对我们来说，没有铁离子来回移动。这是一个氢氧化物。因此，这是氢和氧的结合。这就是那个分子，它在接受或者释放电子的工作。所以你是对的。在野外，铁免费放弃它的电子。基本上，它会去别的地方，对吧？关键是我们在这种液体环境中捕获了这个电子，这样氢氧化物离子就可以做我们需要它做的工作。

Akshat Rathi 12:01

所以这有点像 - [笑声] 刚才发生的是，Mateo在解释完之后，看了一眼Billy，确认他理解正确。

Mateo Jaramillo 12:14

我总是和Billy核对这些事情。

Akshat Rathi 12:18

所以Billy，你是Form Energy这里的首席技术官，有一种不同的方式来解释这个特定的反应。你最好的解释是什么？

Billy Woodford 12:28

当然。所以这里的类比是生锈反应。而这种反应实际上是故意在取暖器中进行的。所以这些小口袋装置，当外面很冷时，你想让血液循环到你的指尖。这些实际上充满了一种细铁粉末，正在生锈。它们的生锈速度非常缓慢，产生热量。因此，在这种情况下，生锈反应的能量转化为热量。在我们的电池中，因为我们将其在电化学上分离并驱动，而不仅仅是化学上，我们可以将这种能量捕获为电能。我知道这是因为在Form的早期，我们测试的一些最早期的铁粉是我通过购买一堆取暖器并剪开它们来获得的。

Akshat Rathi 13:12

哇，这就是，我是说，这就是你建立一个价值十亿美元的电池公司的方式。

Billy Woodford 13:18

一步一个脚印。

Mateo Jaramillo 13:20

作为一个例子，当他们最初在研究如何移动直接还原铁时，这是电弧炉钢铁生产中使用的材料。他们没有意识到这会氧化得多么快。有一艘船上有大约40万吨的DRI。它开始变热，因为它是一个巨大的手暖器。一旦开始变热，就无法停止，他们不得不让船沉没。

Akshat Rathi

哇。

Billy Woodford 13:50

反应被海水加剧。所以你知道，如果道路上有盐，会导致汽车更快生锈。同样的道理。所以海水中的盐导致了生锈反应加速。

Akshat Rathi 14:06

这发生在2003年。在马达加斯加东部的印度洋。这艘船升温到摄氏300度，可以理解，结构开始崩溃。船上的每个人都被疏散并离开了。

Akshat Rathi 14:23

Billy，你是如何开始从事这个工作的？我知道手暖器参与其中，但我想你必须付出更多努力才能得到这份工作，对吗？

Billy Woodford 14:29

所以我在宾夕法尼亚州北部长大，本科在宾夕法尼亚州立大学学习材料科学，我有机会做一份实习，我在那里参与了一个电池组件的开发。那真的是我第一次对电池感到兴奋和感兴趣的地方。我认为这就像，我因为科学而来，但我因为使命而留下。所以，我对电池感兴趣是因为其中的技术问题。然后通过我的博士学位，我真正意识到电池对气候和能源的影响有多大。

Akshat Rathi 14:58

什么技术挑战让你继续前行？

Billy Woodford 15:01

是的，原则上这是一个简单的反应，但当然魔鬼总是隐藏在细节中。许多挑战与控制这种反应有关。使其在机械上稳定，你知道，如果你的汽车生锈了，那可能会机械脱落。这是我们不得不解决的难题之一：如何设计它才能稳固、耐用且可复制？其他挑战包括电池的效率。那么，当你放电时，如何让你投入电池的能量有很大一部分能够回收？制造一个铁空气电池循环是一回事，设计一个可扩展且低成本的电池是另一回事。这是挑战中至关重要的一环。

Mateo Jaramillo 15:43

制造一个糟糕的铁空气电池相对容易。让这种化学物质以最高水平、最低成本发挥作用则非常困难。只有当你拥有像比利和我们建立的团队这样素质的人才时，你才能做到。

Akshat Rathi 16:04

休息后，通货膨胀减少法案如何帮助形成，以及何时你可能能亲自驾驶一些Form电池。

Akshat Rathi 16:23

通货膨胀减少法案对贵公司具体有什么作用？

马特奥·哈拉米约 16:27

嗯，这是一个有700页的文件。所以很难说它有一个具体的作用。然而，从一个广泛的角度来看，它对我们作为一个公司最有可能做的最好的事情是，非常明确地确定了能源储存在这个更广泛的能源过渡到脱碳系统，特别是脱碳电网中可以发挥的作用，并且采取规范性立场。因此，例如，对于独立储存的投资税收抵免。这是行业多年来一直在努力争取的事情，试图获得通过，这是太阳能已经享有的一个好处，而储存行业希望储存也能够符合同样的抵免条件。因此，非常明确地，在法案中有这一条。因此，这是一个非常明确的信号，表明储存被打算与这些其他大规模基础设施型技术一起大量部署在电网上。

阿克沙特·拉蒂17:24

如果可能的话，您能否详细介绍一下针对储存的税收抵免如何适用于您将要建造的商业项目？

马特奥·哈拉米约 17:34

当然，投资税收抵免的基准是项目的资本支出价值的30%的税收抵免。还有一些额外的加成。例如，对于国内内容或资产所在地的10%加成，如果它位于一个弱势社区或经济发展社区，例如。例如，对于非营利组织的所有者也有额外的加成。因此，这可能将买方的实际成本降低了多达三分之二。

Akshat Rathi 18:06

哇，太神奇了。

Mateo Jaramillo 18:11

是的，这绝对是写入税法的工业政策。

Akshat Rathi 18:13

你们什么时候会建造第一个商业项目？

Mateo Jaramillo 17:58

我们的第一个商业项目将于2024年底开始与合作伙伴部署。这也是这个行业的发展速度，你不能一夜之间启动大量基础设施。

Akshat Rathi 18:29

在12月，Form宣布将在西弗吉尼亚州建造一个价值7.6亿美元的工厂来生产其电池。该工厂将于2024年开始生产电池。这是Form公司为使电池对其客户（希望消除煤炭和天然气使用的电力公司）更加实惠的10年计划的关键一步。

Mateo Jaramillo 18:53

因此，我们与公用事业公司的关系甚至早在正式成立公司之前就开始了，当时我们只是在讨论想法，讨论可以取代煤炭发电厂的储能，并真正努力于理解这对公用事业公司来说意味着什么，以便他们不会对此感到陌生，我们理解了价值，我们理解了他们参与能源转型和储能中的关键驱动因素。

Akshat Rathi 19:18

现在让我们谈谈电池及其在电网上的应用。当你在电网上安装其中一款产品时，会是什么样子？比如有人开车经过Form能源电池应用，对他们来说会是什么样子？

Mateo Jaramillo 18:53

它看起来像是在田野里摆放着货运集装箱。实际上，它看起来就是这样，不完全是一种有魅力的大型动力项目，如果你愿意的话。但为了达到我们追求的成本目标，它不能看起来像什么。

Akshat Rathi 19:48

现在大多数人知道特斯拉是一家电动汽车公司。你为什么要从做那个转向致力于帮助电网的公司呢？

Mateo Jaramillo 19:57

嗯，我从来不是一个汽车迷。我不是那种业余时间在车辆引擎盖下拧扳手的人。事实上，我认为我们应该尽量减少世界上的汽车数量。如果我现在可以大声说出来的话。特斯拉是一个很棒的地方，我在那里度过了非常愉快的时光，但汽车并不是我去那里的原因，动力系统才是我去特斯拉的原因。那才是吸引我的东西。当时特斯拉是我能找到的唯一一家拥有成功将锂离子投入电网所需的所有要素的公司。而我在那时已经在电网储能业务中工作了大约五年。非常明显，下一个浪潮将是锂离子。那是在2009年。对我来说，那是昭然若揭的。但要成功，你不能只是买一块锂离子电池然后把它安装到电网上。事实并非如此。你需要制造一个安全、可控、稳健的系统。而特斯拉因为汽车，当然已经设计出了一个。现在它恰好是在移动应用中。但对我来说并不困难。对于特斯拉的首席技术官、当时我的老板、联合创始人之一JB Straubel来说，也不困难看到同样的事情。那基本上是我的夜间工作。在我在公司的头五年中，前四年都是这样。但在很多方面，这是我的激情所在。那就是我在那里的原因。

Akshat Rathi 21:19

在特斯拉，你有一份相当不错的工作，你离开了那份工作，来到Form可能有一份更好的工作，但事情并不那么简单，对吧？

Mateo Jaramillo 21:32

Akshat，你听起来有点像我的父母，我离开了一份完全不错的工作。我为什么要这样做呢？我很幸运能够离开那份工作。对我来说，那已经够长时间了，在特斯拉待了七年半。我已经准备好迎接新的挑战了。在我在那里的这段时间里，公司发生了很大变化。当然，我也有所改变。我们从300人发展到了大约3万人。那是一个非常不同的地方。我真的很喜欢在早期阶段的工作。所以这也是我离开的主要原因。坦率地说，有些人在我将要做的工作上会比我做得更好。但在经历过渡时期时，我选择的地方是一个非常有活力的地方。那个地方现在叫做Activate，以前叫做Cyclotron Road。我的好朋友伊隆·古尔是创始人、执行主任。他基本上邀请我去Cyclotron Road那里的劳伦斯伯克利国家实验室待一段时间。我想在官方上我是那里的企业家驻地，你知道，成为那个社区的一部分。那里有很多伟大的创新思维正在发生。所以那是一个很容易融入的社区，给了我一个可以做那些事情的地方。我成为Form创始团队的一部分的道路始于一个思想实验，我原以为我会证明无法用电池取代煤电厂的想法是错误的。我以为我会证伪一个想法，而不是证明一个想法。但有点出乎我的意料，我想，这是一个令人高兴的结果，事实并非如此。

Akshat Rathi 23:03

很少有人会雇佣一家初创公司的首席执行官，他想证明这家初创公司的想法行不通。

Mateo Jaramillo 23:13

嗯，我认为这是一个很好的方式，坦率地说。你最好先尝试证明这是一个糟糕的想法，而不是后来才发现。我认为这也是为什么创始团队对我如此有吸引力的原因，我们都有相同的心态，没有人愿意致力于我们认为基本原因无法扩展的事情。我们确实尽可能地深入探讨了这些想法。你知道，这就是做好科学的方法，坦率地说，对吧？你尝试反驳假设。这就是科学方法。所以我们采取了同样的方法。

Akshat Rathi 23:48

由于Mateo曾在三家规模完全不同的电池公司工作过。我想知道，他有没有任何创业建议？

Mateo Jaramillo 23:56

我有任何创业建议吗？成为一个伟大的创始团队的一部分。一切都取决于人。真的是这样。另一点是确保你正在解决一个重要的问题。我们在Form公司谈论的一件事是，我们已经建立了一个优秀的问题解决团队。但在解决问题之前，我们必须成为出色的问题发现者。我会说，在Form公司，我们找到了一个很好的问题要解决。这将带来很多其他好处。我所说的部分意思是：如果你找到了正确的问题要解决，它会吸引到正确的人，解决多天存储，提出那种可以替代燃煤电厂的电池是一个足够大、足够难、足够引人注目的问题，这会吸引到最优秀的人才来解决。

Akshat Rathi 24:47

那是一次迷人的对话。感谢你带我们参观。非常感谢。

Mateo Jaramillo 24:50

谢谢。

Billy Woodford 24:52

感谢你今天过来，很高兴见到你。

Akshat Rathi 25:00

如果你想了解更多关于Form Energy的信息，尤其是那些暖手器的故事，你可以查看我写的特写故事的链接。非常感谢你收听zero。如果你喜欢这一集，请花点时间在Apple Podcasts或Spotify上给我们评分和评论。与朋友或手很冷的人分享。如果你有评论或问题，请发送电子邮件至[email protected]。你也可以在Twitter上@我，我的用户名是@akshatrathi。

Zero的制片人是Oscar Boyd，高级制片人是Christine Driscoll。我们的主题音乐由Wonderly创作。特别感谢Kira Bindrim。我是Akshat Rathi。下周见。

Christine 25:47

好的，这就是你正在测试的两个电池。为什么上面有粉色的婴儿鞋？

Mateo Jaramillo 25:54

我们喜欢给事物起有趣的名字。所以这是米歇尔小电池。

Christine 25:58

哦，它还有一个大眼睛。

Mateo

这是Celly McCellface。