随着新能源项目的大规模开发，土地资源日渐成为制约新能源进一步发展的瓶颈。近年来，各个新能源利用大国都对分布式新能源的开发、利用和市场机制构建显示出极大的重视。在中国，分布式屋顶太阳能市场的成长也成为推动新能源进一步增长的重要力量。近期，美国一家新创能源公司的创新成果锁定了广阔的屋顶分布式市场，并已凭一款创新产品获得A轮融资。
Aeromine Technologies（以下简称“Aeromine”）是一家成立于2021年的风电新创公司，其核心技术和产品是一款适用于工商业建筑屋顶的无叶片分布式风力发电装置。该技术由公司创始人之一Carsten H. Westergaard在2015年发明，并获得了专利；相关的实验成果通过了桑迪亚国家实验室和得克萨斯理工大学的联合研究和实地测试。
Aeromine的这款风力发电装置一般被安装在工商业楼宇屋顶边缘，结构简洁，可见部分主要为中心捕风柱、气动翼板和底部的发电涡轮机，运作原理是利用空气动力学捕捉和利用建筑高处气流发电。据Aeromine的公开资料，这款装置一般安装在大型建筑屋顶迎风方向，可以捕捉到速度低至5英里/小时的气流，每个单元额定功率为5千瓦（交流电），单个单元提供的能量大约相当于16块太阳能电池板。此外，Aeromine声称，这款装置每台大约3米高，静音，不产生明显振动，可以24小时全天候运行，几乎不需要维护。如果以10台装置为一个单元，在一个4.88米高、平均风速为4.5米/秒的屋顶上，每年将能产出2万千瓦时电量；如果屋顶高度达到15.2米、平均风速达到8米/秒，同样容量的系统年发电量将能达到15万千瓦时。
更重要的是，在Aeromine的构想中，这款风电装置占地面积大概仅需相同容量太阳能板的10%，可以与屋顶光伏发电系统无缝集成，再配合一定量的储能，在屋顶形成小型微网系统。Aeromine的CEO David Asarnow对这一商业模式充满信心，他认为，“这（个系统）会成为游戏规则改变者，它将为快速增长的屋顶发电市场增加新的价值，帮助企业通过未开发的分布式可再生能源实现其可持续发展目标”。
资本市场对这个构想给出了初步的认可。在推出样机两年后的2024年5月，Aeromine对外宣布公司获得了900万美元的A轮融资。能源研究、投资和战略机构Veriten是Aeromine A轮融资的领投方，参与融资的还有全球资深工程设计顾问公司Thornton Tomasetti。这些投资方似乎都瞄准了Aeromine提出的屋顶分布式市场未来，Veriten的创始人和CEO Maynard Holt表示，他们相信分布式能源创新能在帮助企业满足可靠、经济的能源需求过程中扮演至关重要的角色。Aeromine将利用这轮融资扩大生产规模并投入全球市场开发来扩大其影响力，据悉，巴斯夫在密歇根州怀恩多特的一家工厂屋顶安装了一套Aeromine装置，目前已平稳运行了近两年。
屋顶分布式市场无疑是一块诱人的大蛋糕。近年来，屋顶分布式市场几乎被光伏占领，但由于光伏出力峰值特性，光伏装机规模较大的区域容易出现“鸭子曲线”等问题，尤其是在美国加州、夏威夷等光伏密集区域。据美国能源信息署（EIA）的数据，2015—2023年，加州地区光伏弃电量增长态势显著，2023年月弃光电量一度达到68万兆瓦时的峰值。因此，美国分布式光伏用户加装储能系统几乎成为必选项。在中国，分布式光伏的大规模增长也带来类似问题，并且随着分时电价政策的推进，许多分布式光伏用户“余电上网”部分的收益由于光伏出力特性与峰谷电价的矛盾而受到影响。在峰谷电价机制下，多个省份午间光伏大发时段被划为低谷或平段，分布式用户上网电量收益大打折扣。尽管有些地区对峰谷时段划分进行了多次调整，但光伏出力特性与供需实际的矛盾难以解决，始终影响着分布式光伏的收益和商业可持续性。
基于屋顶分布式风电设想而研发的Aeromine风电装置似乎切中了当前分布式光伏出力特性的痛点。根据Aeromine公布的出力曲线，Aeromine系统的日出力曲线从午后开始爬升至峰值，傍晚到夜间持续大发，从中午到晚间，其与光伏的出力曲线形成一定程度的错峰互补。从季节维度看，Aeromine系统的出力四季都相对平稳，没有特别大发或特别低谷的季度。这些特性都让其看起来更契合实际负荷曲线，如果发电效率能达到该公司宣传和试验的数据水平，并且成本有一定经济性，预计能在当前的分布式市场上获得较好的反响。
图：Aeromine系统出力曲线示意图
来源：Aeromine Technologies官方网站
Aeromine声称，该装置成本不会比等量的太阳能板高，公司在2023年收到过上万份询价，但具体造价和售价并未披露。有观察人士却认为，无叶片风力发电机并不是非常创新的科技，这一技术和模式一直以来没有获得比较成功的商业化，主要原因在于其发电效率难以与当前主流的三叶片风机相比。
有研究者认为，当前市场上大部分无叶片风机技术最早可以追溯到18世纪，虽然经过很长时间迭代，形成不同的技术路线，但本质上还是利用垂直轴捕风柱的基础结构和空气动力学来捕捉风能发电。该领域不乏设计上吸引眼球的新创公司，包括西班牙的Vortex Bladeless、英国的Alpha 311、挪威公司Ventum Dynamics等，都是专注于研发和生产无叶片风力发电机的公司，这些公司也都一度获得市场关注和一些不错的项目，但大部分难以实现商业化和批量生产。有研究人士表示，当前市面上一部分无叶片风力发电机实际发电量并不高，在建筑物屋顶安装这类装置只能说是捕捉到整体风电需求的一点边缘效应。还有技术人员认为，大部分人口密集的城市或区域的屋顶风况没有想象中好，比如，在美国大部分地区，离地10米左右的平均风速在3—5米/秒的水平，欧洲情况会好一点，但整体来说，屋顶风能资源因区域地理特性、建筑分布情况不同而呈现很大的差异，同一装置安装在相邻建筑上，其发电量可能也会有较大的差异。
对此，David Asarnow表示，Aeromine并不是要为能源问题提供终极解决方案，而是致力于为业主提供建筑能源独立的更多可能，“Aeromine可能无法为整个城市供电，但它能为工业和零售场所提供动力，帮助这些建筑脱碳”。当前，这家新创公司的主要市场还是瞄准工厂、大型商场、仓库等建筑的大型屋顶，并结合本地GIS（地理信息系统）数据、建筑性能方面的数据和专有工具来分析区域风力资源。
