中美電池競賽，美國還有機會嗎？

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在口若懸河地向我介紹他的電池公司時，馬泰奧·哈拉米約順口提到他的電池“效率不高”。

哦。這不是好事吧？

這位Form Energy首席執行官說，也不盡然。效率是指你從電池中獲得的能量與充電時投入的能量之比。當然，效率更高總是好事，但對於Form Energy所針對的市場來說，更重要的是降低電池的生產成本。

Form Energy的電池中沒有用到價格不菲的鋰。取而代之的是普普通通的鐵，人們從鐵器時代（大約止於2600年前）以來一直在使用的東西。Form Energy的電池通過鐵的氧化反應來產生電力，而再充電則是通過電力將氧化物還原為鐵。

Form Energy的目標市場包括電力企業，這些公司需要在電力充足時儲存電力，在需求高峰時將其釋放出來。世界上一些地方已經安裝了大量的風能和太陽能發電設備，以至於某些市場的電價經常為負值：電力企業實際上是付錢讓客戶用電，因為這比關閉發電設備更便宜。

對於電力企業來說，建設一個電池農場的成本很低，它可以吸收大量廉價甚至負價的電力，供以後出售，這聽起來很劃算，盡管它體積龐大，而且效率很低。Form Energy的首個商業項目於8月破土動工，客戶是明尼蘇達州的非營利性電力合作社Great River Energy。

手機或電動汽車可能永遠不會采用鐵-空氣電池，但Form Energy並不打算征服每一個細分市場。正如英國人說的，各盡其善。

我拿Form Energy作為本文的開頭，部分原因是因為我喜歡從鏽蝕中捕獲能量的想法，部分原因也是因為它是美國眾多幫助這個國家試圖重返電池開發前沿的企業之一。

美國已經將鋰離子電池市場拱手讓予他人。得克薩斯大學物理學家約翰·古迪納夫因多個突破性研究而與他人分享了2019年的諾貝爾化學獎，包括在1980年開發出更好的鋰離子電池正極材料。一家試圖將其商業化的初創企業從奧巴馬政府那裏獲得了數億美元，但最終破產。2013年，一家中國公司收購了破產的初創企業A123。就在美國企業退出撤出鋰離子電池的生產之際，其他中國企業迅速進入了這個領域。

今天，中國完全主導了全球鋰離子電池的生產，這些電池用於電動汽車、手機、筆記本電腦、無線工具等眾多產品。根據韓國SNE Research的數據，今年前七個月，寧德時代占全球電動汽車電池產量的38%，而另一家中國公司比亞迪位居第二，占16%。前十名中沒有美國公司。

需要注意的是，正如我的同事戴維·華萊士-威爾斯本月曾撰文指出的那樣，中國在降低鋰離子電池價格和太陽能電池板價格方麵的成就（太陽能電池板有助於為鋰離子電池充電）對於對抗全球變暖來說是一件好事。但如果美國人能製造更多這種拯救地球的設備，而不僅僅是購買，將有利於美國經濟。

現在事情正在朝著好的方向發展。在拜登總統的領導下，《兩黨基礎設施法》和《降低通脹法案》中的激勵措施正在推動對電池的重大投資，包括鋰離子電池的國內生產能力。此外，美國能源部還投入數十億美元用於開發新型電池，包括前景廣闊的固態電池，這種電池使用固態電解質代替液體或凝膠。相關項目包括一個“長時儲能攻關”計劃，目標是到2030年將儲能時長10小時以上電池的儲能成本從2020年的水平降低90%。

去年，拜登總統發布行政命令，規定“在美國政府的支持下開發的新技術和新產品，隻要可行並符合適用法律，就在美國製造”。

哥倫比亞大學全球能源政策中心在去年的一份報告中指出，聯邦政府的舉措“模仿了中國十多年前的做法，即利用供需兩側補貼以及政府支持來建立供應鏈”。

中國在鋰離子電池領域遙遙領先，我很難想象美國能趕上來，能做到滿足國內需求都謝天謝地了。我認為美國最有可能超越中國的途徑是采用新技術，如Form Energy的鐵-空氣電池。

我喜歡電池設計師的創造力，他們在元素周期表中尋找具有理想電負性和其他特性的元素。ARPA-E是美國能源部的研發部門，它正在資助從事電池化學研究的初創公司，它們包括鋰-空氣、鋁-空氣、鋅-空氣、金屬鈉、β-氧化鋁鈉、釩氧化還原液流和普魯士藍染料（是的，真的）。還有一些根本不是電池的儲能技術，例如將水抽到山頂，或以熔鹽的形式儲存熱量。

“用單一方案適用所有情況是經不起推敲的，”俄勒岡州威爾遜維爾市ESS公司的首席執行官埃裏克·德雷塞爾胡伊斯告訴我，該公司生產鐵液流電池（不同於鐵-空氣電池）。“沙拉醬有多少種？無法相信一種儲能技術會勝出。”

信息技術與創新基金會是一家由科技界資助的智庫，自2012年以來一直在呼籲美國重視電池的研發。該基金會7月發布的一份報告稱，美國在電動汽車問題上對中國的回應“應包括投資研發以加速技術創新、刺激消費者接受電動汽車（例如，通過充電基礎設施的部署），以及防禦性貿易措施”。

我與該報告的作者、基金會負責全球創新政策的副總裁斯蒂芬·埃澤爾討論了美中電池競賽的前景。“20年後，科技政策學者會將其視作一個案例，檢驗更強硬的政策能否取得成功，”他說。“我認為，隻要我們真的把它作為國家的優先事項，我們就能成功。”