新發電機技術可以生產清潔能源 - 彭博社

攝影師：斯賓塞·洛威爾（Spencer Lowell）為彭博綠色（Bloomberg Green）在硅谷一個狹窄的停車場裏，兩台發電機發出嗡嗡聲，代表着一項清潔能源技術，這項技術是如此新穎，以至於大多數潛在客户都不知道它的存在。對於亞當·辛普森（Adam Simpson）和他的初創公司 Mainspring Energy Inc.來説，這既是一種詛咒，也是一種機遇。

在這些發電機內部，包裹着磁鐵的鋼缸以每秒12次的速度在銅線圈中來回運動，產生電力。雖然涉及燃料，但沒有燃燒：沒有燃燒。發電機發出的快速、低沉的鼓聲——大約和幾碼外的Bayfront Expressway上的交通一樣響亮——讓它們聽起來像發動機，但實際上並不是。

Mainspring將它們稱為線性發電機，作為公司的首席產品官兼聯合創始人，辛普森經常發現自己需要向世界解釋這項技術。推動清潔能源轉型的大多數技術——太陽能電池、風力渦輪機、電池和燃料電池——在某種形式上已經商業化數十年，即使它們現在才開始起飛。企業瞭解它們，並且已經習慣將它們安裝在屋頂上或者辦公樓旁邊。但線性發電機不同，Mainspring在2020年開始部署這項技術。據公司及其支持者所知，沒有其他公司在銷售這種產品。

亞當·辛普森，首席產品官兼創始人，馬特·斯弗塞克（Matt Svrcek），首席技術官兼創始人，以及香農·米勒（Shannon Miller），首席執行官兼創始人，站在位於加利福尼亞門洛帕克的Mainspring Energy製造工廠內的線性發電機核心旁邊。攝影師：斯賓塞·洛威爾（Spencer Lowell）為彭博綠色（Bloomberg Green）“我們需要做很多教育工作，”辛普森説道，他還領導着Mainspring的政府事務團隊。“這是一種顧客和電網規劃者以前不瞭解的全新發電類別，一種他們不知道自己擁有的工具。”為了幫助他們理解，辛普森有時會帶政策制定者參觀公司在門洛帕克的小型裝配廠，那裏的裝置在停車場進行測試等待發貨給客户。“這是真實的，”他説。“他們可以親自觸摸它。”

“這是一種根本上新的發電方式”

Mainspring已成功説服能源界一些大公司給予其發電機一個機會。全球最大的可再生能源生產商，NextEra Energy Resources LLC，在2021年簽署了一項價值1.5億美元的協議，購買和部署這些發電機，併為其他客户提供融資。即使對於NextEra來説，這項技術也是新的。“我以前從未聽説過這樣的東西，”NextEra的分佈式發電副總裁馬特·烏爾曼（Matt Ulman）説道。鑑於這種新穎性，Mainspring被彭博新能源財經（BloombergNEF）評為2023年先鋒，該獎項每年頒發給一些可能改變遊戲規則的氣候技術的早期公司。

• 閲讀更多： 12家氣候技術創新公司正在打造淨零世界事實上，轉向清潔能源正在推動一系列可能需要多年才能獲得推廣（如果它們能夠生存下來）的新技術。儘管全球每年1萬億美元的清潔能源投資的大部分流向可再生能源和電動汽車，但普林斯頓大學機械與航空航天工程助理教授傑西·詹金斯表示，初創公司正在追求更好的核反應堆或者從地球自身的熱量中發電的新方法。

“其中一些將會失敗，這在創新中總是會發生，”研究脱碳方法的詹金斯説。“但是有足夠多的機會，其中一些將會成功。”

位於加利福尼亞門洛帕克公司總部外進行測試的Mainspring Energy線性發電機使用氨。攝影師：斯賓塞·洛威爾，為彭博綠色拍攝他已經瞭解了Mainspring的發電機，並看到了幾個潛在用途，包括替代運行時電網需求激增的高污染“尖峯”發電廠，或者為電動半掛車充電，後者將需要比典型電動汽車更多的電力。

“線性發電機具有一些獨特的特點，使其成為一個有趣的工具，”詹金斯説。“這是一種根本性新的發電方式。”

線性發電機的基本概念可以追溯到80年前。但在大部分時間裏，它被認為是汽車燃燒發動機的潛在設計。Mainspring採取了一種非常不同的方法。

每個發電機核心由兩個氣缸組成，稱為振盪器或傳動器，它們以相反的方向移動，就像一個側躺的雙尖彈簧棍。當它們向內擺動時，它們壓縮燃料和空氣的混合物，直到燃料分子分解並推動振盪器向外移動。氣彈簧接住它們，將振盪器再次送向彼此。儘管它們被裝在外殼中，但振盪器在一層薄薄的空氣墊上滑動，以減少摩擦。氣缸上的磁鐵來回穿過銅線圈以產生電力。Mainspring將兩個20英尺長的核心並排放在一個改裝的集裝箱內，以創建每個發電機，每個發電機可以產生230千瓦的電力。根據該公司的説法，這足以為一家典型的零售店提供電力。

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員工在加利福尼亞門洛帕克的Mainspring Energy製造設施組裝線性發電機核心。攝影師：斯賓塞·洛威爾（Spencer Lowell）為彭博綠色（Bloomberg Green）拍攝目前，發電機的燃料是天然氣、沼氣（垃圾填埋場或奶牛場可以生產）或燃氣與氫氣的混合物。但明年發貨的裝置將能夠運行在任何這些燃料上，包括氨，而且切換燃料不需要硬件升級。在天然氣上運行，發電機會產生二氧化碳，但在氫氣上，唯一的副產品將是水。由於沒有燃燒，發電機幾乎不會排放氮氧化物——這是可以引發呼吸問題並導致霧霾的空氣污染物。

辛普森和聯合創始人莎娜·米勒（Shannon Miller）和馬特·斯弗塞克（Matt Svrcek）在2000年代中期在斯坦福大學先進能源系統實驗室學習時提出了這個想法。重點不是復興舊的汽車行業設計；而是找到他們可以利用化學鍵內的能量的最有效過程。米勒、辛普森和斯弗塞克決定壓縮燃料和空氣，然後開始圍繞這個過程設計一台機器。隨着概念開始成形，他們不得不自己設計各個部件並找到機器店來製造它們。

“我們認為你不能僅僅一揮手就在一夜之間建立一個全新類型的發電系統，”現任Mainspring首席執行官的米勒説。

團隊在風險投資公司 Khosla Ventures LLC 僱傭辛普森進行一些研究時獲得了重要突破。Khosla，可能最知名的是資助支付公司Square和Stripe以及送餐服務DoorDash，一直對清潔技術感興趣，並讓辛普森評估一家能源儲存初創公司，該公司正考慮資助。董事總經理薩米爾·考爾（Samir Kaul）表示，他對辛普森的勤勉和細節關注印象深刻——比他對被僱傭研究的公司的印象更深刻。

“我告訴他，‘我們將放棄這家公司，但你在做什麼？’” Kaul 説。他與 Miller 和 Svrcek 會面，看到了這三人和他們的想法的潛力。當 Mainspring 在 2010 年成立時，Khosla Ventures 成為了它的第一個資助者。

Mainspring 在 2020 年開始向客户發貨其初始試點發電機，很快得到了 NextEra 的支持。Ulman 説，NextEra 決定簽署協議，因為這台發電機為潛在客户提供了幾個重要的賣點。儘管他和 Mainspring 不會討論具體成本，但 Ulman 説，在電價高的地方，企業依靠這台發電機而不是電網可以節省成本。他們還可以獲得免受停電之苦的保護，這在美國許多地方是一個日益嚴重的問題。能夠切換到氫等環保燃料，而無需昂貴的設備升級，使客户有機會未雨綢繆，實現其氣候目標。而且，由於這台發電機可以立即開啓和關閉，因此可以輕鬆與屋頂太陽能陣列配對，在陽光減弱時提供電力。

Mainspring Energy 的線性發電機核心。攝影師：Spencer Lowell for Bloomberg GreenMiller 説，NextEra 的認可對説服潛在客户來看一看起到了很大作用。但 Ulman 説，對於嘗試不尋常技術的意願存在一定的範圍。“有些客户在能源方面非常進步，他們希望嘗試新的解決方案的前沿，”他説。“還有一些客户希望你先證明它。”

其他知名支持者已經加入。迄今為止，該公司已從包括殼牌風險投資、美國電力公司和比爾·蓋茨在內的投資者那裏籌集了超過5億美元。

冷藏食品專家Lineage Logistics LLC決定在加利福尼亞南部科爾頓市的一個倉庫嘗試線性發電機，並將其與屋頂太陽能陣列配對。這家總部位於密歇根州的公司經營着400多個設施，不能冒風險在其恆温倉庫中停電。現在，該公司在三個地點安裝了發電機，並正在積極規劃另外15個地點。它們目前使用天然氣運行，但Lineage正在考慮沼氣，並最終希望轉向氫氣。Lineage的能源分析高級經理傑西·圖特爾表示，這種新穎技術正在發揮作用。

“他們沒有一個月錯過任何一個規格，”他説。“他們在我們關心的每個技術維度上都交付了。”