Аккумуляторы, термоядерный синтез и гидрогенерация: 26 революционных стартапов в энергетике

На недавнем Климатическом саммите мировые лидеры в режиме видеоконференции обсуждали способы предотвращения глобальной экологической катастрофы. Некоторые наблюдатели оценили мероприятие, инициированное президентом США Джо Байденом, как «знак триумфального возвращения Америки в глобальную экологическую повестку» – после четырех лет отсутствия в ней во времена президентства Дональда Трампа. Байден уже пообещал сократить выбросы парниковых газов в США на 52% к 2030 году: эта новая цель, как он надеется, побудит и другие страны «повысить свои амбиции в борьбе с экзистенциальным кризисом нашего времени».

Впрочем, по мнению основателя Microsoft Билла Гейтса, этого совершенно недостаточно – в решении глобальной климатической проблемы имеют значение лишь две цифры: 51 млрд и 0. Первая цифра – это количество тонн парниковых газов, ежегодно попадающих в атмосферу. Вторая – число, на которое необходимо выйти, чтобы спасти человечество от гибели. 

Об основных шагах на пути к этой цели Гейтс рассуждает в своей книге «Как избежать климатической катастрофы: решения, которые у нас есть, и прорывы, которые нам нужны», опубликованной в начале года американским издательством Knopf. Ее выход предсказуемо стал заметным событием: сразу же место в первой пятерке бестселлеров Amazon, отклики вдумчивых рецензентов во всех солидных медиа. Книгу миллиардера стали называть не просто «инструкцией по выживанию», а  «ориентиром для инвесторов в новую энергетику».

«Билл Гейтс уже изменил наши жизни с помощью программного обеспечения Microsoft, – пишет в рецензии на The Guardian бывший премьер-министр Великобритании Гордон Браун. – Он улучшил множество жизней благодаря работе своего фонда по искоренению полиомиелита, туберкулеза и малярии; и теперь он хочет спасти наши жизни, включившись в борьбу с изменением климата».

Почему Билл Гейтс – и вдруг про климат? 20 лет назад, признается бизнесмен, он и не думал, что однажды будет выступать публично на темы климата и даже напишет об этом книгу: «Я ведь программист, а не климатолог». По его словам, он пришел к этой теме косвенным путем – через проблему энергетической бедности:

«В начале 2000-х годов… я часто ездил в очень бедные регионы, чтобы больше узнать о высокой детской смертности, о ВИЧ и других серьезных проблемах, над которыми мы работали. В том числе я бывал и в странах Африки южнее Сахары. Оказавшись в одном из больших африканских городов, я как-то посмотрел в окно и подумал: «А почему здесь так темно? Где все те огни, которые я бы видел, будь я сейчас в Нью-Йорке, Париже или Пекине?»

В то время, отмечает Гейтс, около миллиарда человек по всему миру не имели надежного доступа к электричеству (с тех пор картина немного улучшилась: сегодня без электричества живут «всего» 860 млн).

И он начал думать о том, как можно сделать энергию более доступной для бедных, стал обсуждать свои идеи с некоторым друзьями-изобретателями. «Меня все время интересовал вопрос: как же так получается, что когда ⁠проводят международные встречи и конференции, там никогда не говорят о научных разработках и технических ⁠инновациях? И если вы посмотрите на R&D-бюджеты в энергетике развитых стран, они с тех пор вообще не увеличились», – говорит Билл Гейтс.

Плохая новость от одного из самых богатых людей в мире, состояние которого превышает $110 млрд: достичь нулевых выбросов СО2 будет очень сложно. Хорошая новость: мы справимся. Потому что уже есть ряд решений, которые просто нужно развернуть в большем масштабе. И человечеству, безусловно, необходимо продолжать работать над инновациями.

Через собственный фонд Breakthrough Energy Ventures с бюджетом более $1 млрд Гейтс уже инвестировал в стартапы, которые занимаются экологически чистой энергией. Эти компании охватывают широкий спектр технологий, но многие из них относятся к категориям длительного хранения, атомной энергии и улавливания углерода.

Используя данные из открытых источников, Mind составил список из 26 компаний, на которые сделал ставку Билл Гейтс.

Год основания: 2017

Идея: стартап измеряет выбросы метана, используя изображения, полученные с помощью спутников размером с рюкзак. «Наш датчик обнаруживает спектральную сигнатуру метана в солнечном свете, который отражается от земли. Затем мы используем алгоритмы машинного зрения для дальнейшей обработки данных, которые фиксирует наш датчик», – говорится на веб-сайте компании.

Общая сумма привлеченных средств: более $2 млн.

Другие известные инвесторы: Sequoia Capital и бывший исполнительный директор Microsoft Чарли Сонгхерст.

Год основания: 2014

Идея: датская компания Seaborg разрабатывает компактные атомные реакторы, предназначенные для ограничения количества отходов. К 2027 году стартап планирует получить коммерческие реакторы.

Общая сумма привлеченных средств: около $6 млн собственного капитала и $2 млн грантов.

Другие известные инвесторы: соучредитель PayPal Питер Тиль.

Год основания: 2013

Идея: использование зеркальной мозаики для концентрации солнечного света, который генерирует сильное тепло, необходимое для производства цемента или стали. У перспективе эта технология может заменить ископаемое топливо в промышленности.

Общая сумма привлеченных средств: более $9 млн.

Другие известные инвесторы: энергетический гигант NRG Energy и Брэд Фельд, соучредитель Foundry Group.

Год основания: 2013

Идея: расположенная в Нигерии компания предлагает решения для распределенной энергетики, такие как солнечные панели на крышах домов и накопители энергии для развивающихся рынков.

Общая сумма привлеченных средств: около $9 млн.

Другие известные инвесторы: Norfund – фонд прямых инвестиций, основанный правительством Норвегии.

Год основания: 2016

Идея: стартап в области геотермальной энергетики из Калифорнии. Геотермальная энергия предполагает использование тепла, хранящегося в земной коре, для энергоснабжения турбин или обогрева домов.

Общая сумма привлеченных средств: около $11 млн.

Год основания: 2007

Идея: проект предлагает технологию, которая улучшает качество бетона за счет переработанного углекислого газа. Компания закачивает CO2 в мокрую бетонную смесь в процессе ее использования, после чего газ вступает в реакцию с водой и ионами кальция в цементе, образуя твердый известняк. Углерод сохраняется в известняке на неопределенное время. Более того, как утверждают в компании, этот процесс минерализации делает бетон прочнее, чем альтернативные строительные смеси.

Общая сумма привлеченных средств: более $11 млн.

Год основания: 2013

Идея: компания разрабатывает интеллектуальные счетчики и другое оборудование для коммунальных предприятий на развивающихся рынках. Технология стартапа позволяет поставщикам коммунальных услуг повышать свою финансовую устойчивость и качество работ, выполняя дистанционно такие функции, как выставление счетов потребителям с предоплатой, коммуникация с клиентами, мониторинг и управление процессом оказания услуг.

Общая сумма привлеченных средств: около $14 млн.

Другие известные инвесторы: Clean Energy Ventures, Powerhouse Ventures и венчурное подразделение французского энергетического гиганта Total – Total Carbon Neutrality Ventures.

Год основания: 2013

Идея: разработка технологии гидроаккумулирования энергии. Вода закачивается в подземную пещеру, а затем под давлением подается в турбины для генерации.

Общая сумма привлеченных средств: около $18 млн.

Другие известные инвесторы: Clean Energy Venture Group, The Will and Jada Smith Family Foundation.

Год основания: 2016

Идея: Lilac разработала более эффективный и рентабельный метод извлечения лития, который используется при производстве литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.

Общая сумма привлеченных средств: около $24 млн.

Год основания: 2012

Идея: интеллектуальное строительство с помощью уникальных инструментов, которые позволяют улучшить энергоэффективность зданий и одновременно сокращают расходы до 50%.

Общая сумма привлеченных средств: $25 млн.

Другие известные инвесторы: коалиция крупнейших корпораций нефтегазовой отрасли для борьбы с изменением климата Oil and Gas Climate Initiative, инновационный инкубатор Wells Fargo.

Год основания: 2018

Идея: компания из бизнес-инкубатора Alphabet X разрабатывает технологию длительного хранения энергии. Стартап превращает излишки электроэнергии в тепловую энергию – тепло и холод, которые хранятся отдельно. Затем их можно преобразовать обратно в электричество.

Общая сумма привлеченных средств: $26 млн.

Год основания: 2012

Идея: дочерняя компания MIT Boston Metal использует технологию «электролиз расплавленных солей» для превращения необработанных металлов в расплавленные продукты. Их можно использовать в различных отраслях промышленности, например, при изготовлении стали. Стартап заявляет, что его команде удалось значительно сократить выбросы углекислого газа.

Общая сумма привлеченных средств: $30 млн, без учета нескольких миллионов государственных субсидий.

Другие известные инвесторы: Oil and Gas Climate Initiative.

Год основания: 2009

Идея: стартап из Кремниевой долины продает оборудование и программное обеспечение для оптимизации работы электросетей. Оно позволяет снизить «нестабильность напряжения» на 72% и предотвратить потерю мощности.

Общая сумма привлеченных средств: около $37 млн.

Другие известные инвесторы: 3M Ventures, Khosla Ventures.

Год основания: 2017

Идея: под руководством бывшего технического директора и соучредителя Tesla Джей Би Штробеля компания разрабатывает инновационную технологию переработки аккумуляторов, чтобы повысить экологичность производства и использования литий-ионных батарей для электромобилей.

Общая сумма привлеченных средств: около $39 млн.

Другие известные инвесторы: Capricorn Investment Group, Tesla.

Год основания: 2009

Идея: стартап из Калифорнии в области гидроэнергетики разрабатывает небольшие экологически безопасные турбины, чтобы сделать их более доступными за счет оптимизации затрат на производство. В отличие от традиционных плотин гидроэлектростанций – массивных, дорогих и вредных для окружающей среды, турбины Natel спроектированы так, чтобы приносить пользу речной экосистеме и вписываться в ее структуру. По размеру эти компактные турбины напоминают бобровую плотину, поэтому требуют минимальной работы с грунтом при установке.

Общая сумма привлеченных средств: около $33 млн.

Другие известные инвесторы: Schneider Electric Ventures.

Год основания: 2011

Идея: стартап производит проточные батареи. В отличие от традиционных элементов, они хранят электрический заряд в двух резервуарах с жидким электролитом. В данном случае электролит содержит смесь железа, соли и воды. Когда аккумулятор подключен к электросети, заряженные атомы – ионы – протекают между двумя резервуарами, генерируя электрический ток.

Общая сумма привлеченных средств: около $47 млн.

Другие известные инвесторы: Wells Fargo Innovation Incubator

Год основания: 2017

Идея: стартап, основанный бывшими сотрудниками компании Tesla Илона Маска, разрабатывает несколько моделей электрохимических батарей для оптимизации работы энергосистемы. Такие батареи могут использоваться на протяжении сотен часов, и это «намного более дешевые варианты, чем литий-ионные альтернативы» – как сказано в описании проекта.

Общая сумма привлеченных средств: $51 млн.

Другие известные инвесторы: Eni Next, Macquarie Asset Management, Saudi Aramco Energy Ventures.

Год основания: 2010

Идея: стартап из пригорода Бостона предлагает «высокоэффективную технологию нагрева и охлаждения», которая потребляет на 30% меньше энергии, чем обычные системы.

В то время как традиционные системы HVAC полагаются на громоздкие агрегаты, постоянно втягивающие большое количество воздуха внутрь здания, чтобы поддерживать его чистоту, устройство enVerid рециркулирует воздух в помещении – пропускает его через усовершенствованный фильтр, способный удалять молекулярные загрязнители и углекислый газ.

Общая сумма привлеченных средств: $60 млн.

Год основания: 2004

Идея: стартап оптимизирует для широкого распространения технологию газификации, способную превращать городские отходы в ценные энергопродукты – дизельное топливо и водород.

Общая сумма привлеченных средств: около $63 млн, включая $30 млн, которые стартап получил через свою материнскую компанию Sierra Railroad.

Год основания: 2010

Идея: филиал Массачусетского технологического института Ambri разрабатывает жидкометаллическую батарею для длительного хранения энергии.

Общая сумма привлеченных средств: около $80 млн.

Другие известные инвесторы: Khosla Ventures, Total Carbon Neutrality Ventures.

Год основания: 2009

Идея: компания разработала технологию прямого улавливания воздуха для удаления двуокиси углерода из атмосферы.

Общая сумма привлеченных средств: более $84 млн, не считая государственных субсидий.

Другие известные инвесторы: нефтегазовые гиганты Chevron, BHP Billiton, Occidental.

Год основания: 2007

Идея: стартап из Бостона производит пластины для солнечных батарей из расплавленного кремния.

Общая сумма привлеченных средств: около $107 млн.

Другие известные инвесторы: гигант солнечной энергетики First Solar, General Electric.

Год основания: 2017

Идея: дочерняя структура Массачусетского технологического института разрабатывает компактный инновационный реактор ядерного синтеза – источника чистой энергии.

Общая сумма привлеченных средств: более $115 млн.

Другие известные инвесторы: Khosla Ventures, Equinor, Devonshire Investors.

Год основания: 2010

Идея: компания Mainspring Energy – ранее известная как EtaGen – разрабатывает технологию под названием «линейный генератор», которая использует реакцию воздуха и топлива для передвижения магнитов через медные катушки и выработки электроэнергии. Стартап заявляет, что этот «эффективный процесс» и производит «почти нулевые» выбросы оксида азота.

Общая сумма привлеченных средств: $133 млн.

Другие известные инвесторы: норвежский нефтегазовый гигант Equinor, Khosla Ventures

Год основания: 2006

Идея: стартап запущен самим Биллом Гейтсом для разработки различных ядерных технологий. Среди них – модульный реактор, в котором в качестве хладагента используется расплавленный хлорид вместо воды. В компании считают, что такая конструкция будет более безопасной и эффективной, чем используемые ныне реакторы.

Общая сумма привлеченных средств: $178 млн.

Другие известные инвесторы: Khosla Ventures.

Год основания: 2010

Идея: стартап из Стэнфорда в партнерстве с Volkswagen разрабатывает твердотельные батареи, которые, в отличие от литий-ионных, используют твердые, а не жидкие электролиты. Volkswagen заявляет, что твердотельные батареи более чем вдвое смогут увеличить запас хода его электромобиля e-Golf.

Общая сумма привлеченных средств: $996 млн.

Другие известные инвесторы: Volkswagen, Khosla Ventures, Kleiner Perkins.