新发电机技术可以生产清洁能源 - 彭博社

摄影师：斯宾塞·洛威尔（Spencer Lowell）为彭博绿色（Bloomberg Green）在硅谷一个狭窄的停车场里，两台发电机发出嗡嗡声，代表着一项清洁能源技术，这项技术是如此新颖，以至于大多数潜在客户都不知道它的存在。对于亚当·辛普森（Adam Simpson）和他的初创公司 Mainspring Energy Inc.来说，这既是一种诅咒，也是一种机遇。

在这些发电机内部，包裹着磁铁的钢缸以每秒12次的速度在铜线圈中来回运动，产生电力。虽然涉及燃料，但没有燃烧：没有燃烧。发电机发出的快速、低沉的鼓声——大约和几码外的Bayfront Expressway上的交通一样响亮——让它们听起来像发动机，但实际上并不是。

Mainspring将它们称为线性发电机，作为公司的首席产品官兼联合创始人，辛普森经常发现自己需要向世界解释这项技术。推动清洁能源转型的大多数技术——太阳能电池、风力涡轮机、电池和燃料电池——在某种形式上已经商业化数十年，即使它们现在才开始起飞。企业了解它们，并且已经习惯将它们安装在屋顶上或者办公楼旁边。但线性发电机不同，Mainspring在2020年开始部署这项技术。据公司及其支持者所知，没有其他公司在销售这种产品。

亚当·辛普森，首席产品官兼创始人，马特·斯弗塞克（Matt Svrcek），首席技术官兼创始人，以及香农·米勒（Shannon Miller），首席执行官兼创始人，站在位于加利福尼亚门洛帕克的Mainspring Energy制造工厂内的线性发电机核心旁边。摄影师：斯宾塞·洛威尔（Spencer Lowell）为彭博绿色（Bloomberg Green）“我们需要做很多教育工作，”辛普森说道，他还领导着Mainspring的政府事务团队。“这是一种顾客和电网规划者以前不了解的全新发电类别，一种他们不知道自己拥有的工具。”为了帮助他们理解，辛普森有时会带政策制定者参观公司在门洛帕克的小型装配厂，那里的装置在停车场进行测试等待发货给客户。“这是真实的，”他说。“他们可以亲自触摸它。”

“这是一种根本上新的发电方式”

Mainspring已成功说服能源界一些大公司给予其发电机一个机会。全球最大的可再生能源生产商，NextEra Energy Resources LLC，在2021年签署了一项价值1.5亿美元的协议，购买和部署这些发电机，并为其他客户提供融资。即使对于NextEra来说，这项技术也是新的。“我以前从未听说过这样的东西，”NextEra的分布式发电副总裁马特·乌尔曼（Matt Ulman）说道。鉴于这种新颖性，Mainspring被彭博新能源财经（BloombergNEF）评为2023年先锋，该奖项每年颁发给一些可能改变游戏规则的气候技术的早期公司。

• 阅读更多： 12家气候技术创新公司正在打造净零世界事实上，转向清洁能源正在推动一系列可能需要多年才能获得推广（如果它们能够生存下来）的新技术。尽管全球每年1万亿美元的清洁能源投资的大部分流向可再生能源和电动汽车，但普林斯顿大学机械与航空航天工程助理教授杰西·詹金斯表示，初创公司正在追求更好的核反应堆或者从地球自身的热量中发电的新方法。

“其中一些将会失败，这在创新中总是会发生，”研究脱碳方法的詹金斯说。“但是有足够多的机会，其中一些将会成功。”

位于加利福尼亚门洛帕克公司总部外进行测试的Mainspring Energy线性发电机使用氨。摄影师：斯宾塞·洛威尔，为彭博绿色拍摄他已经了解了Mainspring的发电机，并看到了几个潜在用途，包括替代运行时电网需求激增的高污染“尖峰”发电厂，或者为电动半挂车充电，后者将需要比典型电动汽车更多的电力。

“线性发电机具有一些独特的特点，使其成为一个有趣的工具，”詹金斯说。“这是一种根本性新的发电方式。”

线性发电机的基本概念可以追溯到80年前。但在大部分时间里，它被认为是汽车燃烧发动机的潜在设计。Mainspring采取了一种非常不同的方法。

每个发电机核心由两个气缸组成，称为振荡器或传动器，它们以相反的方向移动，就像一个侧躺的双尖弹簧棍。当它们向内摆动时，它们压缩燃料和空气的混合物，直到燃料分子分解并推动振荡器向外移动。气弹簧接住它们，将振荡器再次送向彼此。尽管它们被装在外壳中，但振荡器在一层薄薄的空气垫上滑动，以减少摩擦。气缸上的磁铁来回穿过铜线圈以产生电力。Mainspring将两个20英尺长的核心并排放在一个改装的集装箱内，以创建每个发电机，每个发电机可以产生230千瓦的电力。根据该公司的说法，这足以为一家典型的零售店提供电力。

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员工在加利福尼亚门洛帕克的Mainspring Energy制造设施组装线性发电机核心。摄影师：斯宾塞·洛威尔（Spencer Lowell）为彭博绿色（Bloomberg Green）拍摄目前，发电机的燃料是天然气、沼气（垃圾填埋场或奶牛场可以生产）或燃气与氢气的混合物。但明年发货的装置将能够运行在任何这些燃料上，包括氨，而且切换燃料不需要硬件升级。在天然气上运行，发电机会产生二氧化碳，但在氢气上，唯一的副产品将是水。由于没有燃烧，发电机几乎不会排放氮氧化物——这是可以引发呼吸问题并导致雾霾的空气污染物。

辛普森和联合创始人莎娜·米勒（Shannon Miller）和马特·斯弗塞克（Matt Svrcek）在2000年代中期在斯坦福大学先进能源系统实验室学习时提出了这个想法。重点不是复兴旧的汽车行业设计；而是找到他们可以利用化学键内的能量的最有效过程。米勒、辛普森和斯弗塞克决定压缩燃料和空气，然后开始围绕这个过程设计一台机器。随着概念开始成形，他们不得不自己设计各个部件并找到机器店来制造它们。

“我们认为你不能仅仅一挥手就在一夜之间建立一个全新类型的发电系统，”现任Mainspring首席执行官的米勒说。

团队在风险投资公司 Khosla Ventures LLC 雇佣辛普森进行一些研究时获得了重要突破。Khosla，可能最知名的是资助支付公司Square和Stripe以及送餐服务DoorDash，一直对清洁技术感兴趣，并让辛普森评估一家能源储存初创公司，该公司正考虑资助。董事总经理萨米尔·考尔（Samir Kaul）表示，他对辛普森的勤勉和细节关注印象深刻——比他对被雇佣研究的公司的印象更深刻。

“我告诉他，‘我们将放弃这家公司，但你在做什么？’” Kaul 说。他与 Miller 和 Svrcek 会面，看到了这三人和他们的想法的潜力。当 Mainspring 在 2010 年成立时，Khosla Ventures 成为了它的第一个资助者。

Mainspring 在 2020 年开始向客户发货其初始试点发电机，很快得到了 NextEra 的支持。Ulman 说，NextEra 决定签署协议，因为这台发电机为潜在客户提供了几个重要的卖点。尽管他和 Mainspring 不会讨论具体成本，但 Ulman 说，在电价高的地方，企业依靠这台发电机而不是电网可以节省成本。他们还可以获得免受停电之苦的保护，这在美国许多地方是一个日益严重的问题。能够切换到氢等环保燃料，而无需昂贵的设备升级，使客户有机会未雨绸缪，实现其气候目标。而且，由于这台发电机可以立即开启和关闭，因此可以轻松与屋顶太阳能阵列配对，在阳光减弱时提供电力。

Mainspring Energy 的线性发电机核心。摄影师：Spencer Lowell for Bloomberg GreenMiller 说，NextEra 的认可对说服潜在客户来看一看起到了很大作用。但 Ulman 说，对于尝试不寻常技术的意愿存在一定的范围。“有些客户在能源方面非常进步，他们希望尝试新的解决方案的前沿，”他说。“还有一些客户希望你先证明它。”

其他知名支持者已经加入。迄今为止，该公司已从包括壳牌风险投资、美国电力公司和比尔·盖茨在内的投资者那里筹集了超过5亿美元。

冷藏食品专家Lineage Logistics LLC决定在加利福尼亚南部科尔顿市的一个仓库尝试线性发电机，并将其与屋顶太阳能阵列配对。这家总部位于密歇根州的公司经营着400多个设施，不能冒风险在其恒温仓库中停电。现在，该公司在三个地点安装了发电机，并正在积极规划另外15个地点。它们目前使用天然气运行，但Lineage正在考虑沼气，并最终希望转向氢气。Lineage的能源分析高级经理杰西·图特尔表示，这种新颖技术正在发挥作用。

“他们没有一个月错过任何一个规格，”他说。“他们在我们关心的每个技术维度上都交付了。”