211service.com
Hvorfor dårlige ting skjer med Clean-Energy Startups
Nye teknologier for lagring av kraft fra vind- og solparker vil være nøkkelen til en fremtid med ren energi. Men Aquion Energys nylige konkurs viser markedsutfordringen med å få det til. 19. juni 2017
Daniel Zender
Med alle mål som vanligvis betyr noe, burde Aquion Energy ha lykkes.
Oppstarten, som solgte store batterier til fornybare prosjekter og strømnett, ble grunnlagt av Jay Whitacre, en materialvitenskapsprofessor ved Carnegie Mellon som tidligere utviklet batterier for Mars-rovere ved NASA. Det hevet seg nesten 200 millioner dollar fra fremtredende investorer, inkludert Bill Gates, og venturekapitalister i Kleiner Perkins og Shell. Kanskje viktigst av alt, selskapet gikk inn på markedet med en klarøyne bevissthet om tidligere feilsteg fra batteristartups. Det tok krefter å unngå bruk av sjeldne materialer. Den var avhengig av gjenbrukt produksjonsutstyr. Og den identifiserte nisjemarkeder der den kunne få fotfeste.
Denne historien var en del av vår utgave av juli 2017
- Se resten av saken
- Abonnere
Men 8. mars, etter å ha unnlatt å skaffe ytterligere finansiering, Aquion arkivert for konkursbeskyttelse, kuttet 80 prosent av ansatte og stanset produksjonen. Det var den siste av flere snubler for oppstart av venture-støttet lagring. EnerVault, som utviklet det som er kjent som strømningsbatterier, la seg ut for salg etter å ha ikke klart å finne flere investorer i 2015. Senere samme år permitterte flytende metallbatterier Ambri en fjerdedel av sine ansatte. Omtrent på samme tid gikk LightSail Energy, som slet med å utvikle teknologi for å lagre energi som komprimert luft i karbonfibertanker, til å selge sine containere til naturgassleverandører. Til sammen har disse kampene svekket håpet om fremveksten av rimelig og praktisk nettlagring når som helst snart.
Og det er et problem. Uten billige måter å lagre overflødig energi generert fra intermitterende kilder som vind og sol, er det begrensninger på hvor mye disse fornybare kraftkildene kan bidra til nettets totale elektrisitetsproduksjon – og i forlengelsen av hvor mye vi kan kutte klimagassen utslipp som driver klimaendringer. Det er allerede dager da solfarmer i California må legges ned fordi de er genererer mer kraft enn rutenettet kan bruke på et bestemt tidspunkt. Og likevel må systemet fortsatt kjøre nok reserveanlegg for fossilt brensel til møte den totale etterspørselen når solen synker bak skyene.
Et år siden, MIT Technology Review rangert Aquion som nummer fem på listen over 50 smarteste selskaper. Det er vanskelig å tyde detaljene om hva som gikk galt, ettersom konkursangivelsen gir få ytterligere detaljer. Whitacre avslo forespørsler om å snakke inntil en auksjon er fullført, men han gjorde det klart at han håper selskapet eller teknologien kan fortsette i en eller annen form etter det tidspunktet.
Det som er klart er at til tross for det overbevisende behovet for bedre nettlagringsteknologi, står enhver oppstart i dag overfor flere skremmende realiteter. For det første er det sakte utviklende markedet for avansert nettlagring fortsatt ikke stort, delvis fordi teknologiene er umodne og dyre. For det andre, og viktigere på umiddelbar sikt, har prisen på eksisterende teknologi i form av litium-ion-batterier falt mye raskere enn forventet, noe som begrenser de lovede fordelene ved nye tilnærminger som Aquions.
Det er fortsatt hvem som helst å satse på hvilken avansert nettlagringsteknologi, eller kombinasjon av forskjellige tilnærminger, til slutt kan fortrenge litium-ion-batterier.
Ikke hold pusten for tingene som kommer etter litium-ion, sier Ilan Gur, grunnlegger av Cyclotron Road-programmet for energientreprenører, som tidligere var med på å grunnlegge et batteriselskap som ble kjøpt opp av Bosch. Det er mye mer sannsynlig at vi kjører på litiumion-kostnadskurven i noen tiår til.
Nå er det et kjent fenomen innen ren energi. Bedrifter må gjøre en massiv forhåndsinvestering for å utvikle ny maskinvare og skalere opp produksjon, alt mens de jakter på bevegelige pris- og ytelsesmål etter hvert som eksisterende teknologier forbedres. Stilt overfor slike utfordringer er det forsvinnende få som lykkes.
Faren i dette tilfellet er at mange observatører mener at litiumion ikke er den rette teknologien for fullskala grunnlastnettlagring, fordi det ser ut til å være grenser for hvor billig og langvarig teknologien noen gang kan bli. Likevel er suksessen frost over et allerede kjølig investeringsmarked for teknologier som kanskje bare er minimalt bedre i dag, men som kan ha langt større potensial til å transformere energisystemet i det lange løp.
Hvordan kan vi støtte slike teknologier lenge nok til å komme til det punktet?
Skål
Når MIT Technology Review først skrev om Aquion, i 2012, sa selskapet at det håpet å produsere batteriene for mindre enn $300 per kilowattime kapasitet. Teknologien paret en saltvannselektrolytt med en manganoksidkatode og en karbonbasert anode. Prisen plasserte produktet mellom lave bly-syre-batterier og dyrere litium-ion-teknologi. Men en stor del av selskapets pitch var at batteriene varte mye lenger og presterte bedre i de tunge lade- og utladingssyklusene som er iboende til det elektriske nettet. Det lovet å redusere levetidskostnadene til systemet.
Det er uklart hvor prisene til Aquion sto på tidspunktet for konkursangivelsen, men litium-ion-batterier falt under terskelverdien på 300 dollar per kilowatt-time i fjor, ifølge Bloomberg New Energy Finance . Spesielt falt prisen med nesten halvparten på bare to år, og nådde 273 dollar i 2016, ettersom verdensomspennende produksjon økte for å møte den økende etterspørselen etter telefoner, elektriske biler og solenergi-backupsystemer. Og prisene på litium-ion-batterier vil trolig fortsette å synke. Bloomberg prosjekter de vil falle til $109 per kilowatt-time innen 2025, og $73 innen 2030.
Donald Sadoway, en materialforsker ved MIT og medgründer av Ambri, er skeptisk til at slike estimater gjenspeiler totale kostnader for litiumion-lagringssystemer i nettskala. Han argumenterer også for at fremtidige anslag fra Bloomberg New Energy Finance er urealistiske, og bemerker at 2030-estimatet ser ut til å falle under råvarekostnadene. Men uansett har det plutselige prisfallet allerede hatt en enorm ringvirkning på lagringsmarkedet, sier han. Når litium-ion kommer ut med disse dristige påstandene, får det investorer til å stoppe opp, sier Sadoway. De ser og sier: 'Wow, dere er toast.'
Ting anmeldt
Aquion Energys søknad om Kapittel 11-konkurs 8. mars 2017
I mellomtiden har kunder som vurderer et lagringssystem på flere millioner dollar lite insentiv til å satse på en fremvoksende og mer risikofylt teknologi. Litium-ion-batterier oppfyller allerede mange av de spesifikke behovene til storskala forsyningskunder, og tilbyr et pålitelig produkt fra stabile leverandører, sier John Zahurancik, president for energilagringsavdelingen til AES, en kraftprosjektutvikler som i økende grad fokuserer på batterisystemer. Da California-verktøy ble tvunget til raskt å erstatte et naturgasslagringssted etter en stor lekkasje i 2015 valgte de tre separate litium-ion-systemer, satt sammen av AES og Tesla. Vi ser det som en teknologi som er her, nå og klar, sier Zahurancik.
Lader fremover
Men det er gode grunner til å sikre batterisatsingene våre, sier Jessika Trancik, førsteamanuensis i energistudier ved MIT. Så mye som prisene har falt, er litium-ion-batterier fortsatt ikke billige nok til å tjene større roller i nettet. Og det er ikke klart om de kommer dit, sier hun.
Prissettingen er også mer komplisert enn hva en enkelt kilowatt-time fanger opp. Den mer talende metrikken er dollar per kilowatt-time per syklus, et tall som vil reflektere levetidskostnadene til systemet. Og det får oss til et stort problem for litium-ion: disse batteriene kan falme raskt, som enhver smarttelefoneier vet. Det gjør dem mindre enn ideelle for belastningen av grunnlastlagringen som kreves for å balansere ut den voksende delen av intermitterende kilder som vind og sol i nettet.
Det er fortsatt noen som vedder på hvilken nettlagringsteknologi, eller kombinasjonen av dem, som til slutt kan fortrenge litium-ion-batterier. I tillegg til avanserte batterimuligheter finnes det svinghjul, trykkluft, hydrogen brenselceller , elektriske kjøretøy-til-nett-systemer, og til og med energilagrende klimaanlegg . (Å pumpe vann opp en bakke og la det renne ned senere er fortsatt den desidert største lagringsteknologien.) Men alle disse teknologiene lider av betydelige mangler, og alle vil sannsynligvis kreve dype vedvarende investeringer for å videreutvikle dem, teste om de virkelig er levedyktige , og gjøre dem kostnadskonkurransedyktige.
Spørsmålet er hvor slike investeringer skal komme fra. Trump-administrasjonen har tatt skritt for å avvikle det føderale finansieringsprogrammet for oppstart av ren energi, og venturekapitalinvesteringer for slike teknologier har falt nesten 30 prosent siden 2011, fra 7,5 milliarder dollar til 5,2 milliarder dollar, ifølge en fersk rapport fra Brookings Institusjon .
Den gode nyheten er at markedet for store lagringssystemer utvides etter hvert som flere vind- og solenergiprosjekter bygges, og ettersom fabrikker ser ut til å redusere kostnadene i høye brukstider. Og økonomien med nettlagring blir mer gunstig ettersom ytterligere fornybar generasjon kommer på nett og flere aldrende fossile brenselanlegg stenges, sier Severin Borenstein, en energiøkonom ved University of California, Berkeley. Etter hvert som vi ruller ut mer intermitterende fornybar, blir lagringen mer verdifull, sier han.
Frykten er imidlertid at markedsmekanismene alene ikke fungerer raskt nok gitt tempoet som verden trenger å kutte utslippene i for å unngå de største truslene om klimaendringer. Et verktøy som kan fremskynde skiftet er smart offentlig politikk. Karbonavgifter, eller cap-and-trade-programmer som de som er på plass i California, New York og andre stater, øker kostnadene ved bruk av fossilt brenselanlegg og øker insentivene for å legge til mer fornybar energi og lagring til nettet. Det er mer direkte måter regjeringen også kan støtte sektoren på, for eksempel Californias krav om at statlige forsyninger legger til mer enn 1,3 gigawatt lagringsplass til nettet innen slutten av dette tiåret, eller føderale tilskudds- og låneprogrammer for lovende startups.
Men til syvende og sist er begynnende lagringsteknologier som kjemper mot krefter innebygd dypt i kapitalismens kjerne. Markeder konsolideres rundt dominerende teknologier og selskaper. Det krever ofte et radikalt fremskritt for å rokke ved den gamle ordenen, og i energisektoren kommer de ikke ofte.