印度是全球最大的牛奶生产国，许多人以牛奶作为主要收入来源。印度乳品企业在乡村收集点向当地农民收购牛奶，然后出售牛奶或将其加工成乳制品。
但由于印度农村电网供电有限，通常每天只能供电几个小时，而牛奶必须在挤奶后几小时内冷藏，这使保鲜变得十分困难。许多乳品企业使用昂贵的柴油发电机制冷，否则就要承受极高比例的产品变质风险：印度每年产出的约1.3亿吨牛奶中，有数百万吨被浪费，或以质量低劣、存在安全隐患的乳制品形式进入市场。这一切也降低了印度农民的收入。
如今，麻省理工学院初创企业Promethean Power正在为印度提供乳品冷却机，即使没有电力，也能迅速降低牛奶温度，抑制细菌繁殖。为冷却机供能的是一种新型热电池，它在电网供电时储存热能，并在无需用电的情况下释放能量。截至目前，Promethean已为印度各地的主要乳品企业安装了约100台冷却机。
“对许多印度农民来说，牛奶就像字面意义上的流动现金，”Promethean联合创始人兼首席技术官Sorin Grama SM ’06说。“一个家庭可能全靠卖牛奶的收入维持生计。我们的每套系统，都能让20至30个农户家庭通过将部分牛奶出售给乳品加工商，获得稳定收入。”
Promethean系统由乳品企业设置在收集站，农民可在挤奶后半小时内将牛奶送至收集站。“这也极大地提升了所收集牛奶的质量，从而改善了印度消费者所获得的产品，”Grama说。
对乳品加工商而言，该系统降低了运营成本，因为企业不再需要购买柴油并将其运往乡村。此外，乳品企业还能从以前没有收集路线的偏远乡村收集牛奶。“总体而言，它为所有利益相关方带来诸多优势——乳品加工商、农民、乳制品消费者，”Grama说。
捕获热能
该系统的热电池由Grama在Promethean于麻省理工学院创立后共同发明，它并非传统意义上的电池，而是一个储罐，内含两种材料：一种是在一组管道内冻结和液化的相变材料（PCM），管道浸没在一种从不冻结的传热流体（HTF）中。该电池与一台制冷压缩机相连，并配有一个3英尺高的不锈钢热交换器，可迅速冷却倒在热交换器表面的牛奶。
“我们称之为电池，是因为我们以与电池相同的方式对待它：存在充电和放电两个过程，用于储存能量以备后用，”Grama说。
在电池的“充电”过程中，利用电网电力，压缩机将传热流体冷却至一定温度，使管道内的相变材料得以冻结，从而吸收大量热能。随后，相变材料从固态变为液态时释放的热能被传热流体捕获，并在定制的热交换器中循环。冷量由此实质性地储存在电池中，并释放出来用于冷却和保存牛奶。
牛奶被倒在圆柱形热交换器上，并在底部的集液盆中收集。牛奶从圆柱顶部滴落至集液盆的过程中，会经历一次“热冲击”，使其温度瞬间从35摄氏度降至4摄氏度。
电池大约需要五小时才能充满电，该系统每天可冷却至多1000升生牛奶。冷却后的牛奶储存在一个保温罐中，供乳品企业取走。
跳出“太阳能窗口”的思路
创办Promethean是一段历时七年的历程，其间经历了几次重大转折。它最初是麻省理工学院的一个学生项目，当时Grama正就读于系统设计与管理项目。
Grama加入了一群正在为发展中国家研发太阳能微型发电机的学生。该系统由普通汽车零部件组装而成，利用一组镜面阵列以机电方式追踪太阳，并将能量聚焦，使制冷剂流体沸腾。产生的蒸汽膨胀并通过旋转涡轮机，产生机械能，从而带动发电机转动。
该团队在麻省理工学院2006年“Ignite清洁能源商业计划展示大赛”中获得第三名，并在2007年麻省理工学院$100K创业大赛能源赛道中获得第二名。Grama表示，这些赛事以及麻省理工学院的创业氛围对他作为创业者的成长“影响巨大”，并帮助Sorin结识了未来的Promethean联合创始人Sam White。
起初，Grama和White希望为印度市场开发太阳能发电机。但在一次前往印度的市场调研之旅中，他们发现了该国牛奶冷藏的问题，并意识到太阳能发电机无法解决这一问题。
2007年底，Grama从麻省理工学院毕业后，他与White创办了Promethean，并从零开始研发全新的冷却机技术，以应对这一特定需求。创办Promethean期间，团队参加了麻省理工学院创业导师服务项目，将其作为讨论商业问题的智囊团。“那群人促使我们审视某些问题，对某些事情推动和挑战我们，这很有帮助，”Grama说。
最初，他们研发了一款太阳能驱动的牛奶冷却机。但太阳能只在白天才有用。“牛奶冷藏恰恰发生在这一‘太阳能窗口’之外，通常是清晨或傍晚，”Grama说。
2011年，Promethean开始研发热电池，以帮助储存太阳能。然而，公司最终放弃了太阳能组件——它对印度农民而言成本过高且不切实际——并围绕热电池构建了整套冷藏系统。“从这些失误的灰烬中崛起的，正是这款热电池，它被证明是真正的解决方案，”Grama说。
团队在马萨诸塞州剑桥市租下一间空置仓库，从零开始打造新系统，并很快招募了同为麻省理工学院初创企业的Alteros、OsComp等公司，共同制作各自的清洁技术原型。（这一初创企业合作社后来发展成为如今知名的Greentown Labs，该机构位于马萨诸塞州萨默维尔，是Promethean的业务总部所在地，不过冷却机在印度浦那制造。）
Promethean于2013年初获得了首个大型商业订单，此后业务稳步发展。未来，Promethean或将把其系统推广至东南亚国家，以及非洲和拉丁美洲。但当前的首要重点是在印度发展壮大公司。“首先，我希望看到印度有一家能够自我维持的本地企业，”Grama说。“如果进展顺利，我们可以考虑在世界其他地区孵化类似的公司。”
本文与 MIT News合作发表。刊发本文并不意味着世界经济论坛认同其中观点。
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作者：Rob Matheson是麻省理工学院新闻网站的网络制作人兼撰稿人。
图片：2015年1月15日，一名小贩在新德里一家临时路边小店里，将牛奶倒出降温后再提供给顾客。REUTERS/Anindito Mukherjee
