[中配]探索EXOWATT：無面板太陽能與無電池儲存的未來

一個革命性的模塊化系統 它從太陽獲取能量 存儲能量 並將其反饋到電網 但它並不依賴 太陽能電池板 或鋰離子電池 相反 它使用老派技術 如斯特林發動機 進行能源生產 菲尼爾透進用於光線收集 以及用塊狀材料 儲存熱能 這是一項引人入勝的技術 或許它正是 可持續能源未來的解決方案 那麼它是如何工作的 它能兌現這些承諾嗎 讓我們一起搞定這個 我是瑞奇 本視頻由歐多提供贊助 那麼EXOR究竟在構建什麼呢 他們的旗艦產品P3 代表三種產品 合二爲一 是一款技術組合的狂野創新 首先有菲尼爾透進 這是一項源於19世紀的發明 最初用於幫助引導船隻在燈塔中導航 這些透進能夠追蹤太陽 聚焦其光芒 達到驚人的強度 聚焦的陽光 隨後被轉化爲熱能 並儲存在第二個組件中 即熱能電池 這些基本上是熱磚 由固體粘土和陶瓷材料製成 經過加熱至1000攝氏度 並存放在絕緣容器中 最後爲了將熱能轉化爲電 他們使用的是一種 有200年曆史的蘇格蘭發明 斯特林發動機 一個鼓風機將熱空氣吹過熱磚 這股超熱空氣驅動斯特林發動機 按需發電 所有這些 包括收集器 電池和發動機 都裝在一個鮮豔的橙色 40英尺集裝箱裏 每個集裝箱提供 大約25千瓦的電力 但由於它們是模塊化的 你可以繼續添加更多 以滿足你的用電需求 他們的說法 他們可以每小時4每分 提供24小時不間斷的電力 未來目標是降至 每小時僅1每分 我們說的成本僅爲今天 太陽能光伏 加上電池儲存的一半還不到 我們的做法是 把這些東西真的 從工廠裝上週圍的卡車 發出去 他們到達現場後 你將它放在地上 再說一次 作爲工程師你們希望建造 看起來在紙面上 非常高效的最大工程 你忘了建築成本 你忘了運輸成本 你忘了 比如我建造了 這個巨大的渦輪機 你知道運輸一臺渦輪機 有多難嗎 我相信你們見過 這正是我們優化的目標 我認爲我們在很大程度上 已經做到這一點 並且需要繼續下去 最終將系統成本 降低到我們的平準電價 爲每千瓦小時1每分 甚至更低的水平 現在要理解像Xwalk 這樣的公司爲何存在 我們需要談談 人工智能的一個隱祕真相 對能源有着巨大的需求 支持像ChatGPT 這樣的服務的模型 每幾個月就翻一翻 數據中心正苦於跟上 我們已經討論過 像Salona這樣的解決方案 它可以幫助滿足訓練 這些模型所需的能源需求 但真正的能耗來自於 你我每天發出的 數十億條查詢 一次ChatGPT的提示 所消耗的能量 是一次簡單Google搜索的10倍 而且隨着每個 後續問題的提出 這種消耗不斷增加 因爲人工智能 需要記住整個對話 綜合來看 像ChatGPT Gemini和Cloud 這樣的服務 現在消耗的電力 相當於小型國家的用電量 換句話說 今天全球運行 這些模型的能源需求 足以讓60多萬美國家庭 用一年 而這種需求是持續的 全天候存在 這對於間歇性的 太陽能和風能來說 是一項巨大的挑戰 而且根據彭博社的說法 可再生能源的部署速度 不足以滿足 這些人工智能系統的增長 到2035年 它們可能佔 我們總能源需求的9% 這正是XW 希望它們的技術 能夠提供解決方案的地方 首先它是模塊化的 通過將一切 打包到標準的運輸集裝箱中 它們可以在幾乎任何地方 快速便捷地部署 它們甚至不需要電網連接 因此可以繞過多年排隊 和等待許可的過程 它們也是完全在美國製造的 使用鋼 玻璃和陶瓷 等簡單材料 因此沒有像電池那樣 複雜的供應鏈風險 或稀土礦物 與每年都會退化的鋰電池不同 XW只是使用熱磚來儲存能量 它們聲稱 它們的熱電池 可以維持30到50年 幾乎沒有性能損失 我的意思是 畢竟它們只是磚頭 從追蹤太陽 到優化能源供需 軟件幾乎在一切事物的核心 這就是我必須告訴你們 我們這周贊助商歐度的原因 歐度是一個一體化的 商業運營軟件 提供包括客戶關係管理 銷售 市場營銷 會計 庫存 銷售點 您的第一個應用 終身免費 包含無線主機和支持 第一年還提供 自定義域名 這是我目前的網站 但我想做一些改動 首先 我不喜歡這些卡片這麼大 所以讓我們把它們縮小 並添加圓角 以達到乾淨漂亮的外觀 我作爲一個YouTuber 已經快10年了 信我 最難的部分就是 保持一致性和有條理 使用歐度的項目應用 就像創建卡片和更新進度一樣 簡單 邀請你的整個團隊 利用通知和聊天保持大家 步調一致 他們的計劃包括 所有應用程序 所以如果你在使用 QuickBooks開票 Salesforce進行客戶關係管理 換成歐度 可以爲你節省大量資金 這就是它成爲第一款 開源提成商業應用套件的原因 你可以免費開始 隨着你的公司和團隊不斷壯大 你可以放心 歐度具備你現在和未來 所需的所有工具 使用我們描述中的鏈接 獲得最佳優惠 今天就開始吧 非常感謝歐度和你 現在回到節目中 但我們得談談 這個明顯的問題 這些技術在紙面上 看起來都很棒 但在過去卻失敗了 斯特林發動機系統公司 一家類似的公司 在2011年破產 更糟糕的是 當這些公司試圖競爭時 太陽能電池板的價格 是今天的10倍 這些成本 還在持續下降 今天 廉價太陽能電池板和電池 主導着全球 那麼 爲什麼ExaWatt的方法 會是可行的呢 過去我們討論過 其他在當時價格基礎上 與太陽能競爭的技術 但很少有人預測到 面板和電池 會變得如此便宜 這樣說來 有道理嗎 根據我們的研究 和ExaWatt的聲稱 答案是肯定的 關鍵在於數據 我想首先關注的 就是成本 因爲這是他們 所做事情的核心 我們根據 他們網站上的計算器 找到了數據 並自己進行了 LCOE計算 這就是我們假設 30年使用壽命 所發現的結果 考慮到資本支出 能源產生和其他一切 數據顯示 這項能源的成本 應在每千瓦時 2.7到3.3美分之間 在50年的使用壽命下 它降至大約1.7到2.3 這恰好在 沒有聯邦稅收激勵的情況下 與太陽能光伏的範圍相符 由於那條 在7月4日 頒佈的美利法律 這些幾乎全都已經失敗 公司通常會 誇大他們的數據 但在這種情況下 ExaWatt聲稱 每千瓦時4美分 似乎是可信的 尤其是考慮到 我們沒有計算 其他隱性成本 我知道你們中的很多人 可能在想 幹嘛要費這麼大力氣呢 爲什麼不直接 安裝太陽能電池板和電池呢 很大一部分答案在於成本 雖然公用事業規模 太陽能的LCOE 約爲每千瓦時2.3美分 但如果加上電池儲存成本 將飆升至 每千瓦時11.6美分 而這僅能覆蓋 大約8小時的電力 而不是全天24小時 ExaWatt的P3 已經集成了儲能 所以我們剛剛計算的 LCOE就是實際的最終值 截至今天 ExaWatt是24小時 但批評者提出了另一個問題 即土地使用 根據這些早期數據 一個50兆瓦的數據中心 需要超過900英畝的土地 這超過了 紐約市中央公園的面積 是太陽能農場 所需土地的兩倍 這大約相當於 每兆瓦功率 需要18到22英畝的土地 而公用事業規模的 太陽能加儲能 約佔5到10英畝 我們詢問了ExaWatt的 首席執行官Hanan Hapi 他的回答令人驚訝 我們的經驗法則是 如果僅僅依靠太陽能充電 不使用電阻充電 那麼每兆瓦時 需要0.6英畝的土地 實際上還更少 對 現在比相當於的 太陽能光波和電池系統 少40% 所以從每兆瓦超過20英畝 降到僅僅0.6英畝 這差距真大 這會引起不少人的注意 所以我們自己計算了一下 進行比較 我想到的第一件事 就是將一個 公用事業規模的太陽能電視板 與一個P3單元 進行一對一的比較 用於大規模太陽能的 太陽能電視板 比我們家用的要大 它們通常尺寸爲 6.5英尺乘3.25英尺 配有72個電池 可產生約500瓦的電力 這相當於每兆瓦 約0.97英畝的用地 P3是一個 40英尺的集裝箱 四周高達8英尺 根據已安裝設備的照片 它的基礎需要 大約3英尺的邊長 並能產生約25千瓦的電力 這相當於每兆瓦 0.59英畝 實際上比太陽能電視板 少了39% 幾乎完全與哈南所說的一致 而問題的關鍵在於細節 如果太陽能電視板的 土地使用指數 約爲每兆瓦1英畝 爲什麼報告稱 公用事業規模的太陽能 佔用每兆瓦5到10英畝 爲何會有差異 這主要取決於 你需要在面板行之間 流出的間距 你不能把它們擠在一起 因爲當太陽處於低位時 它們會互相產生陰影 那麼相同的邏輯 很可能也適用於 EXOWATT的P3 那需要多少土地呢 我們找不到確切的信息 所以我們查看了 EXOWATT網站上的 這張高分辨率圖片 展示了一個 模型工廠的渲染圖 該地點有640個P3單元 輸出功率爲16兆瓦 我們對圖像進行了 推斷和測量 發現它覆蓋了 大約36.76英畝 換算下來 每兆瓦約爲2.3英畝 所以絕對不是 每兆瓦0.6英畝 但也不是20英畝 我們說的是相比於 傳統的待儲存的太陽能農場 土地使用量 降低了2到4倍 這意味着 你可以建造一個 EXOWATT發電廠 相同輸出的情況下 體積縮小到 一半到四分之一 並且具有 24小時可調度的電力 當你把這一切 結合在一起 低維護 長壽命 低材料供應鏈風險 這就變得非常有趣 可能成爲 遊戲規則的改變者 現在 下一個問題 就是效率 傳統太陽能電池板 在將光能 轉換爲電能時的效率 大約爲20% 那麼這個有什麼比較呢 我問了阿南 關於這件事 雖然他們並不專注於效率 但他們告訴我們 他們將光 轉換爲熱能的效率 大約在60%到70%之間 系統總效率 約爲15%到18% 這意味着 他們的斯特林發動機 效率在21%到30%之間 算是相當不錯的 但EXOWATT的 整個商業模式 就像SpaceX一樣 他們癡迷於經濟性 而不是純粹的效率 我認爲最重要的事情是 作爲工程師 我們總是不會忘記這一點 但往往會把它 放在次要位置 那就是我們作爲一家公司 更關注的是 系統的單位經濟性 而不是效率 因此 在設計的許多方面 這款產品 經歷了超過50種配置設計 犧牲了效率 追求單位經濟性和成本 因爲我們的終極目標 並不是製造出 最有效率的產品 實際上是爲了製造 可以即時生產電力 並按千瓦時批量的產品 當然效率在其中 也起到了作用 但更重要的因素是 製造模塊 那就是我們 花很多時間進行 優化和完善的地方 現在 這實際上可能是 一個不錯的舉措 因爲即使在 太陽能面板領域 銷售量最高的 往往是成本效率最好的 而不是性能最好的 可能有效率達到 25%的面板 但如果它的價格 是後者的兩倍 人們仍然會購買 效率爲21%的面板 所以我們有一個 將陽光轉化爲熱磚的系統 放在一個集裝箱裏 我們爲什麼要在乎 因爲如果XW成功 我們可以推動 人工智能的發展 而這將發生在 不完全退步於 我們的可再生 能源目標的情況下 這可能是需要 更多電力生產的 公司的另一個替代選擇 它可能成爲 支撐世界3.0基礎設施的 清潔可靠的骨幹 爲從醫療到交通的 一切提供動力 這一部分非常重要 我們一直在改正 自己的行爲 我們已經從清潔來源 生產更多的能源 有一段時間了 你可能聽過 很多公司聲稱 他們將在2035年 或其他情況下 實現碳中和或碳負排放 但你有沒有注意到 許多公司 已經不再提到 那些主張了 這因爲我們現在 正面臨一個新的邊界 如果谷歌 蘋果或者美國 整體想在 人工智能領域 保持主導地位 那麼這個前沿 意味着需要 儘可能多的生產能源 並建立數據中心 所以當你面臨 一個新的邊疆 一個新的淘金潮時 這並不是企業 停下來努力 提高效率的時刻 他們想要出去 立下自己的標誌 這就是他 如此重要的原因 也是我們將在未來 討論這些話題的原因 所以請點贊並訂閱 這樣你就不會錯過 其他公司 在投資的創意 所以以下是 ExaWatt P3系統的優點 24小時可調度電力 這意味着它可以 在陽光充足時 產生能量 儲存能量 並在需要時 將其釋放到電網中 太陽能和風能 在沒有電池的情況下 無法做到的事情 第二 沒有電池衰退 這種熱能電池 可以持續幾十年 而不失去容量 與鋰離子電池不同 此外 它的維護成本也很低 布里是一個國內供應鏈 所有這些材料 在美國本土採購和生產 這在很大程度上 簡化了複雜的 地緣政治和供應鏈風險 第四 這是經過驗證的技術 儘管這種組合是新的 但核心組件 已經存在了超過一個世紀 五 佔地面積小 它所需的土地 遠遠少於相應的 太陽能和電池安裝 最後 在成本上具有競爭力 這個系統的每個部分 都是爲了成本優化而設計的 在材料和工程方法上 這個系統的目標 是每產生1000瓦時的 能源成本爲一分錢 那就是目標 然後他們從那裏反推 這就是我所說的一個例子 典型的太陽能追蹤器 需要全天移動來追蹤太陽 這很複雜 它們是三個軸 它們可以在夏季到冬季 白天到夜晚的每個方向移動 並完美追蹤太陽 但是它們更貴 X-Watch決定做什麼 單軸 貝尼爾透鏡的作用 只是從白天追蹤到夜晚的太陽 它沒有在其他軸上進行優化 以適應太陽 從冬季到夏季的變化 如果這樣做 它們會有更好的效率 和更好的太陽能收集嗎 是的 它們本可以這樣做 但這會增加成本 它們的目標 再次是每千瓦時一每分 但事情並非總是一帆風順 我們必須討論一些顧慮和缺點 首先是歷史上的失敗 過去使用這些技術 和不同組合的類似公司 已經破產 因此懷疑者們感到擔憂 然後還有地理限制 和所有太陽能技術一樣 它只在陽光充足的地區 效果很好 業內一些人認爲 對於數據中心所需的高可靠性 這些站點中只有一小部分 實際上符合這種技術的要求 而不是他們所聲稱的60% 但在這一點上 有一些有趣的東西 這些熱磚也有電阻加熱功能 因此它們可以在能源過剩時 直接從電網獲取能源 例如在加利福尼亞的正午時分 我們常常有過多的太陽能 但沒有地方來存放 因此它可以作爲傳統電池使用 並在夜間向電網輸出電力 因此它可以通過兩種方式 獨立產生能量 從太陽獲取或從電網獲取 每個公司必須面對的 最大挑戰之一 就是在大規模下 證明技術的可行性 建造一個集裝箱 把它放在某個地方 並展示它的運作 這是一碼事 開發整個生產流程和銷售渠道 以便能夠批量生產 我們實際上是從如何做到 每千瓦時一每分開始 然後着手構建物料清單 然後就開始逐項刪除內容 比如我爲什麼需要這個 我爲什麼需要這個 我怎麼才能擺脫這個 並且本質上嘗試創新出 合理的產品和配置 想象一下 如果我們在製造過程中 增加一個需要一秒鐘的步驟 那一秒在四五百萬個單位中 將基本上使我們的製造延遲31年 僅僅一秒的差異 因此關注每一個步驟 每一個細節是非常重要的 就在你談論製造數百萬個單位時 會產生巨大的影響 這就是爲什麼像織在一個軸上 跟蹤以簡化設計的決策如此重要 因爲越容易打造這樣的系統 它們成功的可能性就越大 畢竟這要與龐大成熟 且不斷降價的太陽能 和電池產業競爭 還要與其他替代方案競爭 比如新興的模塊化核反應堆等等 正如哈南自己告訴我們的 真正的挑戰不是科學而是製造 它們必須從原型擴展到千兆瓦 同時確保質量控制 並滿足數據中心要求的 極高99.999%的正常運行時間 從工程的角度來看 我看到的挑戰有這些 首先我們確實有追蹤系統 所以我們有需要潤滑的機械裝置 以及某種維護週期 我們不能讓灰塵進入 並導致系統卡死 因爲如果菲尼爾透鏡 在錯誤的位置卡住 那麼你的生產幾乎就會歸零 第二你確實有一個鼓風機 現在這些都是工業上可用的 並且可能使用很長時間 但他們也有另一個 需要解決的活動部件 然後當然是斯特林發動機 這可能是最有趣 且影響最大的變量 目前還不清楚它具體運作的多好 能持續多久 以及需要什麼樣的維護間隔 但如果他們能解決這個問題 這將是我在過去幾年中 看到的將所有這些不同技術 結合成一個整體的 最迷人的方式之一 這個故事對我來說非常有趣 因爲我試圖從工程師的角度分析它 看看設計背後的思考過程 例如標準的運輸 集裝箱非常合理 這樣將這些裝上卡車 並運送到需要他們的地方 變得非常簡單 與需要警察護送和封路的 大型鋒利渦輪機不同 這些是模塊化的 你可以每天發貨一件或一百件 或者隨着時間推移逐漸增加 模塊化是一個人們常常忽視 但卻非常重要的概念 模塊化和規模 這些都是非常硅谷的術語 在這裏非常合適 另外看看開口最頂部的那個縫隙 之所以這樣設計 是因爲菲尼爾透鏡能夠聚光 並最小化開口 從而減少熱量損失 不過我也在想 用那個熱量加熱磚塊會有點不均勻 這個故事的內容非常豐富 所以如果你希望我聯繫 並進行現場參觀 爲你帶來這項技術的實地體驗 請在下方留言告訴我 你覺得怎麼樣 這會產生多大的影響 在這個需要爭取 清潔能源解決方案的新機緣 你認爲會出現哪些新技術 在下面的評論中留言 在下週之前 請觀看我們製作的 關於風箏能源的視頻 介紹如何利用在海洋潮汐中 飛翔的風箏來產生能源 我是李教徒 非常感謝您的觀看