一 一道初中物理题
重力储能的原理简单到一句话能说清:电多时用电机把重物举高,电少时让它落下来,带动发电机把电要回来。存进去的,是重力势能。课本上的公式是 PE = m·g·h——质量乘以重力加速度(约每平方秒9.81米)再乘以高度。这道物理没有任何争议。有争议的,从来是它背后的经济账。
把数字代进去,麻烦立刻出现。把1吨重物举高100米,存下的能量大约是0.28千瓦时1。0.28千瓦时是什么概念?够一辆特斯拉跑两公里左右。而一台特斯拉 Megapack(一只集装箱大小的锂电池柜)能存3.9兆瓦时1。要用“举重物”的办法追平这一只电池柜,你得把1吨的东西举到100米高,重复约14000次1。
这就是干式重力储能的硬约束。重力加速度是常数,能造到的高度也就一两百米封顶,两个数都小且固定,于是想存下有意义的电量,唯一的办法是把质量做得极大。质量极大,意味着要搬动的钢铁、水泥、缆绳、塔架也极大。水和石头本身很便宜,可一旦折算到每千瓦时,它们“能量上太虚弱”,便宜就便宜得没有意义了。
可以换个角度感受这道约束有多硬。同样一吨重量,做成锂离子电池能存下大约150到200千瓦时的电;把它当配重举到100米高,只能存0.28千瓦时1。差距是好几百倍。化学储能把能量藏在分子的电子结构里,单位质量能装的能量本就比“举高一点点”多出几个数量级。重力储能想靠堆质量去追平这个差距,等于要用几百倍的物料和几百倍的机械去换同样一度电。这不是工程优化能慢慢补上的差,是物理量级上的差。
也正因为如此,重力储能的支持者从不主打能量密度,他们主打的是“不用稀有金属”“寿命长达三十五年”“材料可以就地取材”。这些卖点本身未必假,问题在于,它们绕开的恰恰是那个决定成败的数字:每存一度电,你到底要立起多重、多大、多贵的一台机器。
独立分析机构普罗米修斯研究所(Prometheus Institute)在2024年初做过一组同样的算术,把市面上几条技术路线挨个验了一遍:铁轨重力(约50节车皮、6500吨、爬升180米)存下约3.2兆瓦时,“等于一台 Megapack”,却要铺将近10公里铁轨;矿井里吊沙子,1000吨落下1千米约存1.4兆瓦时,需要“几台史上最大的绞车”;50米高、3800吨的水塔约存390千瓦时,而把水放出来发电,恰好抽掉了水塔本该提供的水压2。同一道乘法,怎么算结论都一样:你买的不是“储能”,是机器和质量。
二 起重机与水泥砖
把这道物理题变成一家公司的,是 Energy Vault。
它最早的方案叫 CDU,一台立在约120米高塔顶的六臂起重机,把约35吨一块的复合材料砖块码起来、再卸下来。瑞士提契诺州建了一台演示机,软银愿景基金(SoftBank Vision Fund)领投了超过1亿美元的B轮3。这台机器在媒体上很上镜:清洁、巨大、看得见动作,像一个能被拍进纪录片的能源未来。
可同样的算术也跟着它。普罗米修斯按它原始塔的参数算过:一块32吨的砖码到塔顶约存10千瓦时,按半高平均算每块约5千瓦时,码满100块约0.5兆瓦时,只有半台 Megapack4。后来 Energy Vault 改了设计,把自立的起重机塔换成封闭在建筑里的版本,宣称用27吨的砖、75米高的楼,存40兆瓦时。普罗米修斯把这个数字摊开:要存这么多电,得在75米的楼里把约10800块砖摞到约66米高,几乎不剩空间让砖块上下移动,称这种宣称“物理上自相矛盾”4。
封闭建筑版叫 EVx,对外品牌 G-VAULT。官方资料把卖点说得很完整:砖块可以用当地泥土、矿山尾矿、煤灰、甚至打碎的废弃风机叶片压制,设计寿命35年,放电时长能在4到24小时之间灵活配置,规模可上吉瓦,“不挑特定地形”,往返效率号称超过80%56。这些都是厂商口径,按本书的证据分级属于需要独立来源核证的弱证据,不能单独承重;后文会专门看它经不经得起第三方检验。
把砖块做成废料的卖点,值得单独说一句,因为它确实迎合了一种合理的环保期待:用煤灰、尾矿、报废的风机叶片去压砖,既消化了垃圾,又不必开采新材料。问题在于,这个卖点解决的是“砖用什么做”,而前面那道物理题问的是“要多少砖、配多大的机器”。砖再廉价、再环保,也改不了一吨只能存0.28千瓦时这件事;廉价的砖只是让那台必须把每一块砖反复升降的机器,显得不那么贵而已。从演示机到 EVx,技术形态换了好几轮,那道乘法始终没变。
三 十亿美元的故事怎么讲
2022年2月,Energy Vault 通过与 Novus Capital 的 SPAC 合并上市,代码 NRGV,估值超过10亿美元,连同软银的B轮在内,私募融资超过2亿美元7。那是 SPAC 最热、清洁科技概念最值钱的窗口期。SPAC 是一种借壳上市:先有一家空壳公司在交易所挂牌,再把目标公司装进去,省掉了传统招股那一整套对营收、对前景的盘问。对一家还没有商业电站、收入几近于零的公司来说,这条通道几乎是量身定做的。一台看得见的机械塔,加上一套幻灯片,就换来了十亿美元的入场券。
后面的股价曲线,公开记录写得很清楚。NRGV 一度冲到约21美元,到2023年初跌到3至4美元,2025年宣布转型后跌破1美元,又在当年10月一笔交易后回到5至6美元区间7。本书不荐股、不预测股价,这条曲线只当作一份公开的市场记录来读:市场先给了一个重力故事十亿美元,又在两三年里把大部分收了回去。
这里值得停一下,看清当年这个故事为什么好卖。2021到2022年,资本对“长时储能”求之若渴:风电光伏装得越多,电网越需要能存四小时、八小时甚至更久的东西,而当时主流锂电池存这么久还嫌贵。重力储能恰好踩中了几个让投资人安心的点:它看得见摸得着,一座会码砖的塔比一柜子看不懂的电芯更像“硬科技”;它不依赖锂、钴这些被认为会涨价、会卡脖子的金属;它宣称寿命三十五年,远超锂电池的折旧周期。再加上软银这样的名字背书、SPAC 这条不必经过严格招股审查的快速上市通道,一个还没跑通商业电站的概念,就被包装成了可以下注的未来。
值得记下的,不是哪天涨哪天跌,而是这家公司自己在曲线背后做的事。
四 悄悄把重力放到一边
公开记录显示,转折发生在2022年底。Energy Vault “开始把重力储能放到一边”,转头扩张传统的锂离子电池储能业务8。原因,CEO 罗布·皮科尼(Rob Piconi)自己讲过:“近年锂离子电池的进步,加上价格的下跌,让它就是更好的选择。”7 一家以“非锂”重力方案上市的公司,创始人亲口承认锂电池更划算。
2025年初,它进一步改了商业模式,从过去的“建好交付”转向自己持有并运营储能资产、靠长期购电协议收钱,对外叫 Asset Vault9。如今的技术组合,主体是锂离子电池(兼顾短时和长时),外加绿氢长时储能;重力本身被压缩成一条授权业务:在中国、非洲、中东合计约7500万美元的授权额度,研发投入压到极低。公司同时把重心往软件和“为 AI 数据中心供电”上挪,2025年10月与 Crusoe 达成合作7。
财报把这条路线坐实了。2025财年,Energy Vault 第四季度收入1.533亿美元(上年同期3350万美元),全年收入2.037亿美元,同比增长340%,在手订单13亿美元,第四季度首次录得500万到1000万美元的正调整后 EBITDA10。这些增长,按公司披露,由电池项目交付驱动,不是重力10。资金面上,2025年10月从 Orion Infrastructure Capital 拿到3亿美元优先股;2026年2月又完成1.355亿美元融资,发行了1.4亿美元、票息5.250%、2031年到期的可转换优先票据11。
还有一个细节值得留意:公司近来把一部分注意力转向了“为 AI 数据中心供电”7。2025年前后,AI 数据中心是新一轮最热的概念,谁能蹭上谁的估值就有想象空间。一家公司的主营从重力换成锂电、再把故事的封面换成 AI,这条路线本身不必苛责,企业转型求生很正常;但把它和当年那座会码砖的塔放在一起看,能看清一件事:撑起估值的,常常是当下最好讲的那个概念,而不是某一种特定的物理方案。重力曾经是那个概念,如今轮到了别的。
把这些拼起来,结论不必谁来喊:那家以重力起家、靠重力上市的公司,今天实质上是一家锂电池储能的开发运营商,重力是财报里的一行授权费。当年最响亮的“非锂”故事,自己的钱包先用脚投了票。
五 你买的是机器,不是仓库
为什么干式重力的账总是算不平?最有力的工程批评,来自两位具名的独立分析者。
加拿大清洁技术分析师迈克尔·巴纳德(Michael Barnard)把话说得最直接:抽水蓄能才是“真正管用的那种重力储能,水泥砖、电梯、山坡铁轨都不是”;至于砖块、沙子、黏稠液体、水塔这些花样,在他看来“只是把钱从一个口袋挪到另一个口袋,并不真的存住能量”12。
这句判断背后有一条清晰的工程道理。储能系统可以拆成两部分:一部分管“功率”(每秒进出多少电),一部分管“能量”(一共能存多少度)。抽水蓄能的妙处在于,这两部分是分开的:能量装在水库里,水库是个便宜的大坑,想多存就把坑挖大;功率由水轮机决定,水轮机只按峰值功率配一套就够。要把存电时长从四小时翻到八小时,抽水蓄能多挖些库容就行,水轮机不用动,增量成本很低。干式重力没有这种分法。它的起重机、小车、绞车、铁轨、塔架,既要按功率配,又必须让每一焦耳能量从它们身上经过112。能量越多,被搬动的质量越大,机器也就越大越贵。它没有一个“便宜的水库”可以把能量廉价地存着,每一度电都得从最贵的那部分(机械)里过一遍。这就是批评者说它“从结构上就不经济”的原因。
EVx 的官方说法,恰好想绕开这个难处。它宣称功率和能量可以“解耦”,加砖块就能加时长5。但砖块不是水。多存一度电,就要多一块几十吨的砖,还要多一套把它升到高处、再放下来的轨道和机构;这块砖在系统里占的空间、压在结构上的重量、需要的提升装置,都不是“挖大一点水库”那种近乎免费的扩容。普罗米修斯对改进版40兆瓦时设计的拆解正好点在这里:砖块多到几乎填满整栋楼,反而没了上下移动的余地4。抽水蓄能能廉价解耦,是因为水库便宜;固体配重做不到,是因为它的“水库”本身就是一堆昂贵的砖和搬砖的机器。
那“没有好水库选址”算不算干式重力的机会?普罗米修斯引用了澳大利亚国立大学的全球选址研究:可用的离河抽水蓄能候选点约有61.6万个,“只要其中1%能建成就够了”13。也就是说,干式重力想解决的那个“没地方建抽水蓄能”的问题,在批评者看来很大程度上并不真实存在。而抽水蓄能本身,已经能在吉瓦时级别上做到约70%到80%的往返效率,用的是免费的天然落差和便宜的天然水库1。
六 如东:一座真的建起来的重力塔
批评归批评,干式重力确实有一座商业规模的电站真的并了网,而且在中国。
它在江苏省如东,上海以北。一套 EVx,规模25MW/100MWh,放电时长4小时14。投资和建设方是中国天楹(CNTY),合作方 Atlas Renewable 是 Energy Vault 在中国的被授权方。工程2022年3月动工14。按第三方与运营方两方记录:35千伏线路2023年9月建成,主体结构2023年10月封顶,2023年12月接入中国国家电网,2024年2月到5月间陆续进入测试与调试,对外宣传为“全球首个商业规模的非抽水蓄能重力储能系统”15。Energy Vault 同期宣布,在中国为另外三套 EVx 举行了奠基,并把与 Atlas Renewable 的授权延长到15年16。
这座塔值得认真对待:它不是幻灯片,是并了网的实物。但有两点要照公开记录说清。其一,“另外三套”的后续进展在2025年缺乏公开文档佐证,中国这条线在 Energy Vault 账上是授权收入,而公司自身的收入由电池驱动,因此进一步的中国重力建设宣称应视为尚待核证7。其二,全球首座商业重力塔建成的同时,建它的母公司正在把重力从主业里拿掉,这两件事是同一段时间发生的。
这里要按本书的规矩说话,避开两种偏向。一种是技术民族主义的腔调,把如东这座塔说成中国独有的突破:它的核心技术来自 Energy Vault 的授权,建设方是中国天楹,是一桩跨国合作的工程,谈不上谁压倒谁。另一种偏向是反过来,因为母公司转向锂电就否定这座塔的真实存在,它确实并了网、确实在运行。把这两点都摆正,剩下的判断就清楚了:如东证明了干式重力可以建成、可以并网,但建成和能不能在电网上长期赚钱,是两道不同的关;它过了第一道,第二道还没有独立的经济数据能证明它过了。
意大利那边还有一个变体。2024年8月,Energy Vault 与 Carbosulcis 宣布在撒丁岛意大利最大的退役煤矿 Nuraxi Figus 建一套100MW的混合系统:20MW重力放在500米深的矿井里,加上80MW的地面电池,矿井计划2026年底退役1718。截至2026年中,这套系统尚未有独立来源确认投运,按在建/宣传材料对待。值得注意的是它的配比:100兆瓦里只有20兆瓦给了重力,其余80兆瓦还是电池。连这种被认为最适合重力的旧矿井场景,方案里电池也占了大头。
七 其他路线,以及它们的结局
把镜头从 Energy Vault 移开,干式重力还有几条独立的技术路线。它们各自的结局,比任何论辩都更能说明问题。
竖井吊重物:Gravitricity。 这家英国爱丁堡的创业公司2011年成立,思路是在废弃矿井的深竖井里升降重物,靠不到1秒的快速响应去做电网调频19。它在利斯港建过一台250千瓦演示机,约15米高的格构塔,两块25吨的配重挂在钢缆上,配两台并网发电机组,由英国创新署等出资约100万英镑,2021年测出了小于1秒的响应19。它规划过4到8兆瓦的矿井项目,看上了芬兰最深的 Pyhäsalmi 矿,2023年还启动过一轮4000万英镑的募资20。结局写在2025年10月1日:公司自愿清算,由 FRP Advisory 接管,能还给债权人的资产只剩7913.82英镑;知识产权和品牌交给 Hilco 出售,报价截止2026年2月25日21。纯做竖井重力的领头公司,就这样没了。把14年的研发、上百万英镑的演示工程、还有一批通过股权众筹平台进来的散户投资人,最后清点成不到八千英镑的尾款,这是一份很硬的现实记录,不是哪位评论员的判断,是清算文件上的数字。
铁轨重力:ARES。 把装满石头、混凝土或泥土的钢制轨道车,充电时拉上有坡度的轨道,放电时滚下来带动发电机22。它在内华达州 Pahrump 谷地2023年10月为首座商业 GravityLine 电站奠基,规模50MW,但满功率放电只有约15分钟,也就是约12.5兆瓦时,这是个做调频、做辅助服务的产品,不是大宗储能;设计寿命40年,原计划2025年第四季度投运,截至2026年中未见独立确认完工22。前面普罗米修斯算过的那笔账(约3.2兆瓦时要10公里轨道)2,正好说明铁轨重力为什么每投一块钱、每占一块地,存下的电都那么少。这里要替 ARES 说句公道话:它至少没有把自己包装成大宗储能。50MW配15分钟,做的是电网调频这种讲究快进快出、不讲究存得久的活儿。问题在于,调频是个很小的市场,容不下太多玩家;一旦想从这个小角落走向真正缺口所在的长时储能,那道一吨只存0.28千瓦时的乘法就会立刻挡在面前。安身在小角落里,和它原本许诺要解决的大问题,是两回事。
沙子填矿井:IIASA UGES。 奥地利国际应用系统分析研究所在2023年《Energies》上提出的一个学术概念:利用废弃矿井现成的提升设备和电网接口,把沙子升上降下来存放能量。论文给出的模型数字相当漂亮:能量投资每千瓦时1到10美元,功率成本约每千瓦2000美元,几乎没有自放电(能存数周到数年),全球潜力7到70太瓦时,集中在中国、印度、俄罗斯、美国23。要紧的是限定词:这是同行评审的概念和模型,不是实测,至今没有一座建成的商业电站。
四条路线,四种结局:领头的竖井公司清算,旗舰公司转投锂电,铁轨只够做15分钟的辅助服务,沙子方案还停在论文里。市场给出的判决,和那道物理题给出的方向,是一致的。
要公平地说,这里头确实有一个相对站得住的角落。如果不去新建塔架和机器,而是利用废弃矿井里现成的竖井、现成的提升设备、现成的电网接口(这些都是过去采矿时已经投下、如今闲置的沉没成本),那么干式重力要承担的增量投资就小得多。IIASA 的沙子方案、撒丁岛把重力塞进500米旧矿井的混合系统,走的都是这条思路1723。这是干式重力最不坏的处境。但要说清两点:一是它依赖一个很特殊的前提,得正好有一座深井、设备还能用、又离电网够近;二是截至2026年中,还没有任何一座这样的电站被独立来源确认在经济上跑通。最不坏,不等于已经成立。
八 被反复引用的那个效率数字
干式重力的支持者最常搬出的一张牌,是往返效率80%到85%。如果这个数字成立,是不是就推翻了前面的批评?
先说清这个数字的来历。EVx 超过80%的往返效率,来自 Energy Vault 自己的产品页和数据表56;IIASA 那套每千瓦时1到10美元的成本,是建模算出来的,不是测出来的23;Gravitricity 的亚秒级响应针对的是调频这类辅助市场,不解决大宗存电的成本19。这些都是厂商或论文口径的设计值,按本书的分级属于弱证据,需要独立来源核证,不能单独承重。
更关键的一层,普罗米修斯和巴纳德说得很清楚:就算这个效率真能做到,也救不了经济性。决定成败的不是效率,是每一度可用电的资本成本,而这个成本由“质量×机械”定死,对干式重力来说从结构上就偏高112。作为对照,抽水蓄能用免费的天然落差,已经能在吉瓦时级别做到约70%到80%的往返效率1。一个数字漂亮不漂亮,要看它是不是把最贵的那部分算了进去。效率高,挡不住“每度电要扛着几十吨钢铁过一遍”这件事。
这里有个容易混淆的地方值得点破。往返效率说的是“放出来的电占存进去的电多大比例”,它衡量的是损耗。资本成本说的是“建这套系统每存一度可用电要花多少钱”,它衡量的是投入。两个数互不替代。一套效率95%却贵到没人买得起的系统,和一套效率70%却便宜的系统,前者照样没有市场。重力储能的麻烦从来不在损耗那一栏,而在投入那一栏;拿一个漂亮的效率数字去回应资本成本的质疑,等于答非所问。
至于荣誉。EVx 入选过《时代》周刊2024年度最佳发明,也宣布过与建筑事务所 SOM 的合作24。这些是公关与市场信号,不是工程验证。一项技术拿了奖,和它能不能在电网上把成本做平,是两回事。荣誉、上镜、名人背书,这些都属于故事好讲的那一面;而能不能把每度电的成本压到买家愿意付的水平,属于物理和账本那一面。这一章从头到尾,讲的就是这两面怎么在三四年里被市场分开。
九 真正管用的那种重力储能
把这一章的线索收拢,会发现它其实绕了一个大圈,又回到了起点。
干式重力储能想做的事,是用重物的升降来存电。这件事在物理上完全成立,PE = mgh 一个字都不会错。它过不去的,是从物理推出来的那笔经济账:重力加速度小、可造高度低,于是每存一度电都要搬动巨量的质量,而搬质量的机器既贵又必须让每一焦耳从身上过一遍。普罗米修斯把市面上的方案逐个验算,巴纳德把结论一句话点破,市场则用清算文件、转型公告和财报,把这个方向坐实了。
而真正在规模上管用的那种重力储能,早就有了,它叫抽水蓄能。它存能量靠的是便宜的天然水库,输出功率靠的是按峰值配一套的水轮机,两件事分开,所以每度电的成本压得下来。它用的是免费的天然落差,全球还有约61.6万个候选点等着13,今天仍然占着世界储能容量的约九成5。本书第03期讲过它的来路,这里只补一句:抽水蓄能本身就是重力储能,而且它已经工作了快一个世纪。
把水换成水泥砖,本质上只是换了一种重物。可这一换,恰好把抽水蓄能赖以便宜的两件东西都丢了:天然的高山落差,换成了人造的、只有几十到一两百米的矮塔;便宜的天然水库,换成了昂贵的砖和搬砖的机器。换来的所谓好处(不用挑地形、不用建水坝),又被那道物理题大幅打了折扣,因为澳大利亚国立大学的选址研究说,可用的天然站点其实多到只需建成百分之一13。一桩生意,把对手最贵的成本省下来、把对手最便宜的优势丢出去,账自然算不平。
把这一章放回整本书里看,它更像一个用来对照的反例。前面几章里,那些真正在电网上铺开的储能,无论是锂电池还是抽水蓄能,靠的都是把每度电的成本一点点压下去这件枯燥的工作;它们不一定上镜,也很少有人为它们敲钟。重力储能恰好走了相反的路:它先有了一个极上镜的形象,一座会码砖的塔、一个不用稀有金属的清洁未来,然后才回过头去面对成本,而那时账已经算不平了。形象可以先行,物理不会让步。这不是说所有新概念都该被否定;撇开旧矿井那个最不坏的角落不论,对干式重力最该记住的,是它给出的一个朴素提醒:在储能这门生意里,先问那道乘法,再听那个故事。
用昂贵的固体配重,或者几十米高的矮塔,去重新发明它,等于同时丢掉了它的两样好处:免费的落差和便宜的容器。如东那座塔是真的,Gravitricity 的清算也是真的;一个是建起来的实物,一个是7913英镑的尾款,两件事并不矛盾,它们说的是同一件事:重力很诱人,但能把这门生意做平的重力,到现在为止只有水。
参考文献
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Latitude Media,同《After the SPAC》。2022年2月经 Novus Capital SPAC 合并上市(NRGV),估值超10亿美元,软银参投;股价约21美元→跌破1美元→5–6美元;2022年底转向锂电,皮科尼承认锂电更优,重力降为约7500万美元授权,Crusoe 合作、Orion 3亿美元。二手报道。链接 →
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Businesswire,《Energy Vault Closes $135.5M Financing and Previews Strong Q4 2025 Financial Results》,2026年2月。完成1.355亿美元融资,发行1.4亿美元、票息5.250%、2031年到期可转换优先票据;预告 Q4 首次正调整后 EBITDA(500万–1000万美元)。公司一手 PR,弱证据。链接 →
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Businesswire,2024年8月。Energy Vault 与 Carbosulcis 在撒丁岛 Nuraxi Figus 退役煤矿建100MW混合系统:500米矿井20MW重力+80MW地面电池。公司一手,弱证据。链接 →
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Reasons to be Cheerful,《Turning Abandoned Coal Mines Into Gravity Batteries》。矿井竖井升降重物概念,看中芬兰最深的 Pyhäsalmi 矿等深井站点;4–8兆瓦项目与募资计划。二手报道。链接 →
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Solar Power Portal,《Gravitricity wound up voluntarily with under £8k assets》。2025年10月1日自愿清算,FRP Advisory 接管,债权人可得资产7913.82英镑;知识产权经 Hilco 出售,报价截止2026年2月25日。二手报道。链接 →
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ARES North America 官网(Advanced Rail Energy Storage)。内华达 Pahrump 谷地50MW GravityLine,满功率约15分钟(约12.5兆瓦时),2023年10月奠基,原目标2025年第四季度投运,40年设计寿命。厂商口径,弱证据。链接 →
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IIASA,《Turning abandoned mines into batteries》,2023年1月(UGES,《Energies》同行评审)。矿井升降沙子:能量投资每千瓦时1–10美元、功率成本约每千瓦2000美元、几乎无自放电、全球潜力7–70太瓦时。学术建模概念,无建成电站。链接 →
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Businesswire,2024年10月。EVx 入选《时代》周刊2024年度最佳发明,并宣布与建筑事务所 SOM 合作。公关与市场信号,非工程验证,弱证据。链接 →