寻找新型发电方式的驱动力催生了诸多创新,众多企业正在探索传统电网之外的供电解决方案。

Mainspring Energy正是其中之一,专注于为那些急需用电、无法等待电网接入、同时又需要灵活供电方案的客户提供服务。这家总部位于加利福尼亚州门洛帕克的公司,历经十余年时间,成功将一种新型发电机推向商业化——该发电机可就地部署、几乎可使用任意燃料,并能提供可靠的低排放电力。

Mainspring Energy的线性发电机采用无火焰、低温氧化反应替代传统燃烧方式,利用天然气及其他燃料发电。公司介绍,其发电原理是驱动磁铁穿过铜线圈来产生电能,无需润滑油,氮氧化物(NOx)排放量低,且支持动态切换燃料。随着数据中心和人工智能带来的用电需求持续攀升,电网压力与日俱增,各行业亟需寻找新的发电途径,Mainspring认为其技术在当前能源市场中恰逢其时。

今年6月,康明斯公司前董事长兼首席执行官汤姆·莱恩巴杰正式出任Mainspring首席执行官。他于2023年从康明斯退休后,于2025年加入Mainspring董事会。在康明斯的30年职业生涯中,他主导了公司旗舰发动机产品的增长战略,同时推动业务向电池电动动力总成和数据中心供电领域延伸。他曾担任全球氢能经济倡导组织"氢能委员会"主席,并先后在风险投资与投资机构General Catalyst担任能源领域高级顾问,以及在全球管理咨询公司麦肯锡担任高级顾问。

莱恩巴杰近日接受了POWER的专访,分享了他对Mainspring及线性发电机技术为何迎来最佳普及时机的深度见解。

POWER:您在康明斯工作了30年,经历了能源行业的多次重大变革。是什么让您决定加入Mainspring?

莱恩巴杰:我一直对探索提供清洁、低成本、充足能源的新途径充满热情,因为这是改善全球人民生活水平最重要的方式之一。能源可以说是仅次于人类努力与智慧的最重要经济驱动力。当我审视Shannon Miller(Mainspring创始CEO,2010年创立公司)和团队在Mainspring所建立的一切时,令我印象深刻的不仅是技术本身——尽管那确实令人叹服——更在于它已在实际场景中运行,在快速增长的规模下服务着每天都依赖它的真实客户。

Mainspring不仅开发并商业化了半个世纪以来最优秀的发电技术,还拥有一种创新与团队协作的文化,让我有宾至如归的感觉。我加入Mainspring,是因为我希望参与将这一解决方案推向全球,并与这支团队共同实现这一目标。

POWER:您在Mainspring首席执行官职位上希望实现哪些目标?

莱恩巴杰:我认为我人生的使命,是与我真正在乎的人共同解决重要问题。Mainspring也是一家抱有相似使命的公司。当前,电力行业正面临数十年来最为严峻的挑战,我们致力于帮助客户应对这些挑战,无论是眼下还是长远未来。

Mainspring拥有经过验证的技术、稳固的客户基础,以及一个增速超出大多数人预期的市场——即便与一年前相比也是如此。我的职责就是确保公司具备规模化应对需求的能力,包括组建合适的团队、建立正确的合作伙伴关系,以及搭建运营基础设施和融资体系,在持续为每位客户稳定交付的同时实现显著增长。

POWER:您如何看待当前能源行业面临的挑战规模?Mainspring的线性发电机能在哪些方面提供帮助?

莱恩巴杰:释放新增发电容量至关重要。电力公用事业企业对此心知肚明,正在积极扩大容量和提升韧性,整合可再生能源与储能电池,并通过创新手段应对日益复杂的电网管理。爱迪生电气协会预测,在2025年至2029年间,投资者所有的电力企业将投入1.1万亿美元,以满足急剧攀升的电力需求。

尽管如此,老化的基础设施、输配电瓶颈以及新增需求的叠加,意味着未来十年所需的新增稳定发电容量,仅靠电网自身扩张难以独立承担。分布式发电、即表后(BTM)电源也将迎来强劲增长。SemiAnalysis最新简报预测,到2028年及以后,BTM发电将为美国逾半数新建数据中心提供电力,BTM设备的潜在市场规模将在2029年超过每年50吉瓦。

Mainspring可以在两个方向同时发力。我们的产品可在数月内完成部署,几乎可使用任意燃料,从第一天起便可脱网独立运行。一旦电网到位,发电机即可接入,客户由此兼享两者之优。电网的价值非但不会降低,反而得到提升,因为客户已就位,随时可融入其中。此外,线性发电机还能提供电能、无功功率及辅助服务,帮助电力企业在整合更多可变发电资源的同时,兼顾可靠性与电网稳定性。

可负担性是另一个压力点。我们如何构建一个低成本、可靠且清洁的未来电网?答案是稳定、灵活的发电容量。线性发电机启动和功率调节速度够快,足以平衡当今的可再生能源波动,并在提升可靠性的同时支持可再生能源的进一步扩张。它能以大型发电机的成本和效率提供电能。随着越来越多的数据中心接入电网,线性发电机还提供了一种超越"过渡性电源"的解决方案:灵活的现场发电能够将数据中心巨大的用电负荷转化为可响应电网状况的可调负荷,从而降低电价波动、在电网需要时提供支撑,并为用电用户降低成本。

POWER:线性发电机的工作原理是什么?与传统发电机相比,在效率、可靠性、维护和成本方面有哪些差异?

莱恩巴杰:传统发电机通过燃烧燃料产生机械运动,再将运动转化为电能,整个过程涉及燃烧、旋转轴和在高温下运转的复杂机械组件。线性发电机则将这一过程大幅简化:燃料与空气在低温过程中发生反应,直接转化为电能,无需明火、无需涡轮、无需曲轴。由于反应在低温下进行,氮氧化物排放几乎为零,这对于改善当地空气质量、以及在空气质量标准严格的地区顺利获得许可证至关重要。更少的运动部件意味着更简便的维护和更低的运维成本。它可使用天然气、沼气、氢气、丙烷或几乎任意混合燃料,并可随燃料供应变化灵活切换。

在我的职业生涯中,我见过许多新型发电机设计方案。这是我第一次看到一款产品能在多个维度上对现有技术形成显著优势。

POWER:数据中心用电需求的增长、制造业回流以及电气化趋势,将在未来十年对能源行业产生怎样的影响?分布式发电会加速普及吗?

莱恩巴杰:当前正在建设的规模,是我在康明斯时代从未见过的——而我亲历了那家公司经历的几个重大周期。一座大型AI数据中心的耗电量相当于一座8万人口城市的用电需求,而各大公司正在同步建设数百座这样的数据中心。分布式发电具有大幅增长的潜力。许多客户正在考虑分布式发电,因为电网接入队列的清理速度不够快,单靠集中式扩张无法满足这一需求。我接触的电力公用事业企业都明白这一点,其中最有远见的企业已在规划一个分布式发电与电网协同运作的未来,而非相互竞争。

POWER:电网接入排队长期积压,迫使许多大型客户转向现场供电项目,哪怕只是暂时性的过渡方案。当电网接入最终到来时,可能会出现哪些变化?

莱恩巴杰:大多数现场供电客户都清楚,他们今天建设的部分大规模发电项目,终将接入公用电网——即便那是5到10年后的事。电网接入到来之时,将带来单纯依赖现场发电所无法提供的韧性和商业灵活性。

因此,他们不仅在思考如何在当下获得稳定可靠的电力,还在考虑如何在系统设计中内置灵活性,以便在接入电网后取得竞争优势——包括在电网电价有利时购电、在需求高峰时售电、利用高峰削减,以及在电网中断时保持运营。现场电源将成为更复杂能源管理系统的基础。那些从一开始就为这种集成化未来进行规划的企业,将比那些最终持有搁浅资产的企业拥有巨大优势。

POWER:作为一项相对新兴的技术,如何与成熟的主流技术竞争,赢得客户信任?

莱恩巴杰:信任靠交付来赢得,靠持续交付来守护。Mainspring已与全国各地大型、高要求的客户实现商业化运营。这些客户选择Mainspring,并不断深化与我们的合作,正是因为我们履行了承诺。我们已累计超过150年的核心运行小时数,并在真实场景下验证了产品设计。我们投入运行的每一兆瓦、每一位满意的客户,都是最有力的佐证。信任是一个项目一个项目积累起来的。

POWER:您认为10年后的能源格局将会呈现怎样的面貌?

莱恩巴杰:发电总量更多,市场对分布式、可负担、灵活、更清洁的发电形式的兴趣更浓。电网将更大、更智能。现场发电将成为大型设施的标准配置,而非例外。随着低碳燃料及混合燃料的成本竞争力不断提升,燃料结构也在持续演变。

我最有把握的一点是:那些现在就投资于灵活、适应性强的基础设施的企业和电力公司,将比那些等待确定性信号才行动的对手占据更有利的位置。我见过足够多的技术变革,深知一个关键规律:从新方案切实可行到市场广泛采用之间的那段窗口期,正是最重要决策发生的时刻。我们Mainspring相信,这扇窗口现在已经打开。

Q&A

Q1:Mainspring Energy的线性发电机和传统发电机有什么区别?

A:传统发电机通过燃烧燃料驱动旋转机械来发电,涉及高温燃烧、旋转轴和复杂机械组件。Mainspring的线性发电机则采用低温无火焰氧化反应,让燃料与空气直接反应转化为电能,无需涡轮和曲轴。这一方式几乎消除了氮氧化物排放,减少了运动部件,维护更简便,运维成本更低,还支持天然气、沼气、氢气、丙烷等多种燃料的灵活切换。

Q2:Mainspring的线性发电机如何解决数据中心的供电问题?

A:数据中心用电需求巨大,电网接入排队时间漫长。Mainspring的线性发电机可在数月内完成部署,无需等待电网接入即可独立运行,满足数据中心的即时用电需求。待电网接入后,发电机可顺畅并网,实现现场发电与电网的协同运作。此外,灵活的现场发电还能将数据中心的巨大用电负荷转化为可响应电网条件的可调负荷,有助于降低电价波动和电网运营成本。

Q3:Mainspring Energy目前的商业化进展如何?

A:Mainspring已与全国各地大型客户实现商业化运营,累计超过150年的核心运行小时数,并在真实场景下完成了产品设计验证。客户不仅选择了Mainspring,还在持续扩大与其合作规模。公司新任CEO汤姆·莱恩巴杰表示,当前市场增速超出预期,公司正专注于组建合适团队、建立合作伙伴关系,并完善运营基础设施和融资体系,以支撑规模化增长。

Power Magazine