劉科院士：不靠國家補貼的電動車技術，纔有生命力
作者｜章劍鋒
新能源汽車的發展被確立爲國家戰略之後，對於風口的追逐勢頭顯露，越來越多的主體入局造車。放在傳統燃油車時代，這是不可想象的事情，因爲進入的造車新勢力，很多都是外行，此前並沒有幹過汽車。
國家政策的扶持鼓勵，碳中和、碳達峰等目標的實現需要，加之又有特斯拉等新勢力在前鋪墊蹚路，這許多的因素都有可能促使投資主體紛紛選擇入場一搏。
“現在的這些造車新勢力，肯定會有一批早晚被淘汰掉的，行業容納不了那麼多主體”，澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學清潔能源研究院院長劉科告訴本站科技《科學大師》，目前的新能源造車熱是否有持續性，還很難講。
劉科被譽爲全球知名能源專家，是南方科技大學清潔能源研究院院長、澳大利亞國家工程院外籍院士，此前在美國工作了20餘年，曾帶領UTC、尼桑、殼牌石油三大跨國公司的工程師團隊，耗資上億美金研發了全球第一輛“車載汽油制氫的燃料電池汽車”。在通用電氣工作期間，作爲首席科學家承擔美國能源部項目，研發一系列技術用於加氫站建設，連續三屆擔任美國氫能與燃料電池峰會主席。
在劉科眼裡，新能源汽車的發展並不是一片坦途，需要克服許多挑戰才能行穩致遠，比如動力電池研發及回收、充電站或加氫站等基礎設施建設，就是制約着新能源汽車發展的兩大命門所在。而這兩大命門對應的，是電動車的電池耐候性（指應用於室外經受氣候的考驗）、污染及安全、技術自主、以及電動車續航里程不行等困擾行業的短板。
劉科喜歡向人們普及一個歷史常識，在一百多年前，電動車在美國就已經被髮明出來了，而且受到大發明家愛迪生的推崇，但之後的發展卻不如燃油車，究其原因，主要是電池的能量密度、回收技術、電動車的量產成本等不如燃油驅動技術和液體燃料的特性所致。
人們在試圖突破電池技術的同時，發現了氫能的優越性，比之於鋰電池，它無污染、發電效率高、量產成本也低，但氫能最低體積能量密度導致它的存儲和運輸成爲難題， 4-74%的爆炸範圍寬度也使它遇到空氣在封閉空間內也會發生爆炸，隱患大。至於建設成本上，劉科估算，不計及土地成本，單個加氫站的建設在1500萬人民幣以上到2000萬人民幣左右，在全球建設加氫站需要數萬億美元的投資。這也都制約着新能源汽車的快速發展。
中國目前已投入使用的加氫站只有數十個。而中國氫能聯盟稱，2050年全國加氫站數量將達10000個。圖源:中國石化
在去年國家發佈的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》中，明確提到，要“鼓勵多種技術路線並行發展，支持各類主體合力攻克關鍵核心技術”，並把純電動汽車、插電式混合動力（含增程式）汽車、燃料電池汽車列爲“三縱”研發佈局中，而高強度、輕量化、高安全、低成本、長壽命的動力電池和燃料電池系統成爲需要攻關的核心技術。
劉科及其團隊這些年根據中國的能源結構和頁岩氣革命契機，開發了甲醇氫能技術，用甲醇作爲氫能載體，解決氫氣儲運問題。通俗來說，甲醇溶液可以從煤、天然氣、太陽能等能源中製取，而甲醇制氫、儲氫和運氫，不需要大面積建設加氫站，它的儲運技術也比較成熟，能夠利用已有的液體燃料基礎設施（如加油站等），既降低了成本，也能夠化解電動車的里程焦慮和冬天續航短板。
劉科的團隊利用甲醇氫能技術，在廣州爲5G基站做供電示範，據說示範站已經穩定運行6年。他告訴《科學大師》，這類分佈式能源技術是通用的，能夠替代所有使用柴油機的場景，也可以做成醇氫增程式混合動力，用到車上，實現清潔、便攜的綠色發電，也能解決困擾人們的電動車裡程焦慮。
劉科給自己的定位是，要爲新能源汽車發展賦能。
希望新能源汽車投資步入良性和理性軌道
《科學大師》：新能源造車領域目前很熱，各路人馬陸續宣佈要造車，怎麼看這個現象？
劉科：確實，這個領域看起來有些過熱了，我擔心出現泡沫。問題就在於，大家是不是真的相信新能源汽車領域存在投資機遇，或者看準了這一領域的技術發展趨勢。
資本市場有時候是盲目的，特斯拉現在變成了全球汽車領域市值最大的公司，中國本土也有自己的市值最大的新能源汽車公司。但一定不要忘記，歷史往往是在重演的。100年前，美國也有好多造車廠，到現在只剩三家了，規模效應，贏者通吃。同一個道理，到最後鹿死誰手現在還不知道。因爲造車成本投入太高了，沒有100億美元你沒法玩下去。
如果這真是一個高技術的領域，它的門檻不應該這麼低，什麼外行主體都能擠進去，連房地產公司都想去分杯羹。有些造車新勢力可能並不真正是要造車，而有可能是打着造車的概念想去拿補貼、拿貸款、拿土地。雖然這話說起來未免得罪人，但我希望行業能步入良性和理性的發展軌道，這對大家都有好處。
我們政府的補貼政策和投資政策要相應反思和警惕。你私人公司願意砸錢造車，你儘管去砸，但政府別拿納稅人的錢去給他們補貼，你私人企業願意砸錢投項目，贏了是你的，輸了也是你的，這就叫市場經濟。你判斷對了你是英雄，判斷錯了你就得當韭菜。
但如果政府去砸錢，這個行爲面臨的不確定性風險又一不樣了，砸對了你還好辦，一旦砸錯了，那就要我們每個老百姓來買單。
《科學大師》：你同意不同意一個有關於趨勢的表述：未來的汽車市場一定是以新能源汽車爲主流的市場？
劉科：媒體上說，燃油車再過10年就要退出歷史舞臺了，這種說法顯然是不科學的，而且也不可能。我舉個例子，2000年美國時任總統小布什就說了，到2015年以後美國人開的全是氫燃料電池汽車。到現在實現了嗎？沒有。
我跟你再講一個例子，現在我們乘坐的這種燃油車，每輛車子上都有一塊電池，就是萬一燃油車沒油了，你啓動它用什麼電池？鉛酸電池，而不是鋰電池。現在只有電動車上裝的是鋰電池。按道理，你這個鋰電池技術要是真取得革命性進步了，性價比好了，中國現在一年生產2900萬輛燃油汽車，你應該趕緊把這些鉛酸電池先換成2900萬塊鋰電池，再進一步去大力推廣專門的電動車，去應用到公共汽車上，但是從來都沒有。因爲這種車換成鋰電池，他們是拿不着補貼的，只有放到電動車上面，才能拿補貼。
1858年發明的鉛酸電池，到現在研究了100多年，花了上千億美金的研發經費，這個電池技術進展一直很緩慢，到現在沒有革命性的突破，所以任何一個產業的發展，就像人成長一樣的，我要先學會爬行，再學會慢慢走，再學會慢跑，再去學馬拉松，對吧？
另外，還有一個概念我認爲要搞清楚，後面要發展的智能網聯汽車，其實不是隻有新能源汽車才能往這個方向發展，燃油車也可以成爲智能網聯汽車。我把燃油車的電池放大一點，把5G通信、導航技術、物聯網等科技都用上，照樣也是可以的。
當然，今後不管是高檔的燃油車，還是新能源汽車，要實現智能網聯化，電池的研發是一個永恆的主題，因爲都需要性能更好的電池，包括電池的研發和回收。
《科學大師》：那新能源汽車發展起來，是不是意味着傳統的燃油車市場必然會萎縮？
劉科：我想不會的。你的車子如果由燒油換成了燒甲醇燃料，這個車原來所有的部件結構，基本上都可以不用動它，你只是換一種燃料來燒。不同的地方是，你燒什麼樣的燃料，能源效率會更高的問題，而不是車子本身的構造。
另外，燃油車本身現在也發展出了尾氣淨化的技術，這種技術的不斷髮展，幫助燃油車的環保性能也會相應提升，也就是燃油車也可以隨着生態發展需要而實現技術進化與迭代，所以很難講燃油車就一定會被新能源汽車大比例取代。
目前來看，燃油車是沒有里程焦慮的，因爲跑到哪裡都有加油站，而電動車的里程焦慮則普遍存在，開出去往往跑不了太遠。如果在電池技術和充、換電基礎設施不能取得突破的前提下，憑空設想燃油車會被新能源汽車取代，不太現實。我之前就反覆提到過，前一百年在西方國家就已經發展出了電動車，但一百多年以來，電動車卻沒能在和燃油車的競爭中勝出，反而燃油車一躍成爲主流，就在於電池和汽柴油等液體燃料的密度、運輸成本、安全性等方面相比，都不如後者。這也是當前發展新能源汽車仍然需要面對的固有挑戰。如果這些挑戰沒有被很好地解決到位，新能源汽車取代燃油車的提法，也還是一句空話。
從我的角度，我不希望大家感覺我是在反對電動車，我的研究，恰恰是在賦能電動車。
電動車續航里程如何提升，是衆所關注的技術焦點/圖源：視覺中國
政府切莫強推技術路線，要尊重市場的選擇
《科學大師》：對於新能源汽車，現在政府鼓勵的是多種技術路線並存並進發展，你認爲是純電好、混合動力好，還是用燃料電池好？
劉科：我個人覺得新能源汽車有各種技術路線，比如說我用內燃機燒綠色的甲醇來發電，這也是新能源的一種。至於說到底哪種新能源技術可以勝出，我想誰都不要過早下結論，讓市場去選擇，因爲市場的選擇是公平的，政府不要去強推哪一條技術路線。
政府要做的就是各種賽道上的研發我都支持，但是我不支持產業化，不在市場上給補貼，因爲研發你花再多的錢，都是有限的，政府花錢搞科研，在全世界也都是天經地義的事，你慢慢去研發，至於有沒有市場，有沒有生命力，那就讓市場說了算。
產業化你一旦補貼錯了，那就是無底洞。我一向認爲，不需要國家補貼的技術纔是好技術，對需要國家補貼的技術，大家要三思而行。
你不要說現在我就使勁兒往裡砸錢，寄希望於某一個東西的突破，或者能出現一個魔術般的儲能技術。你使勁砸錢希望它有突破，但未來的技術又有很大的不確定性，很難預測。100年前大發明家愛迪生在電動車上就賭錯了，難道今天我們大家比愛迪生還要聰明嗎？所以希望政府不要去選擇技術，企業選錯了他自己破產就行了。
愛迪生與電動車/圖片源自網絡
《科學大師》：這些年燃料電池很被看好，有一種說法是氫能源是終極能源和理想能源，是不可或缺的，這也是新能源汽車發展的重點方向之一。作爲能源專家，你怎麼看？
劉科：終極能源和理想能源這種提法是不對的，首先，氫只是一個能源載體，它本身不是能源。世界上的能源比如氣、油、煤、風能、太陽能，這些都是能源。氫是從天然氣、太陽能、煤、核電等各種能源中轉制過來的一種能源的形式載體。
其次，目前來看，它還不是一種理想的能源載體，雖然它是潔淨的，發電效率高，量產成本也低，但它有安全儲存的問題，易爆炸，而且運輸成本也高，加氫站的建設成本也很高，需要大面積佔地。這都是它的缺陷。它的四個“最”（體積能量密度最低的物質、最小的分子、最易泄漏、最寬爆炸範圍），我認爲技術上很難突破。你這些問題不解決，再砸個上百億美金還是什麼也做不出來。
應該說，燃料電池發電效率高，這是人類追求的方向，也是共識，但是對於汽車來說，車上裝一個大的高壓加氫罐，這種方式不合適。我們的研究發現，用甲醇這種液體形式把能源儲存起來，需要氫的時候可以隨時釋放，隨時發電，也便於運輸，能夠解決氫能的各種痛點。
《科學大師》：聽你這麼說，現在包括燃料電池在內的新能源電動車，在發展上仍然面臨很大的技術瓶頸有待解決，這條路並不是外人所想象的那麼平坦和美好。
劉科：是的。我想強調一點，電動車包括氫能車，目前在出租車、公共汽車，或者小區內的物流運送車，這都是可以應用的場景，因爲它有固定的線路，只要不下地下車庫都可以，這些應用場景，也有足夠的市場可以讓它們去慢慢探索。
但如果想要大面積產業化、商業化，你就需要考慮相應的基礎設施怎麼建設，尤其是你的電池技術包括電池回收技術發展得怎麼樣，這從根本上決定了新能源汽車的發展速度。
《科學大師》：那目前普遍存在的電動車裡程焦慮，車子跑不了多遠的問題，按現有的電池技術來講，是可解項還是無解項？
劉科：你今天開燃油車不用擔心裡程焦慮，是因爲到處都有加油站，可以不顧慮車子能開多遠。新能源汽車是同樣的道理，要解決里程焦慮，你除非有足夠的充電樁，或者加氫站，但這都是需要佔地的，你不可能無窮大地鋪開。像北上廣深杭這些城市，哪有那麼多地方再讓你重建加氫站和充電站？
現在我們已有的充電樁建設，是有問題的，由於市區佔地太貴，很多是建設在偏僻的郊區，平均利用率不到4%，北京、上海這種城市，利用率可能還不到1.5%。市中心沒地，就往郊區建，建了可以拿補貼，但對實用性往往欠考慮。我就擔心充電站和加氫站也這樣來建，大家爲了充個電加個氫，還得開半小時車子去郊外，來回就一小時，這都是成本。
我認爲未來的方向，還是要藉助已有的加油站體系，讓新興的技術有一個緩慢的發展過渡。加油站到處都是，人類花了幾萬億美金建好的，我們不要因爲發展新能源汽車就把它全給廢掉，再另花多少萬億去建加氫站和充電站。現在的加油站，你完全可以把地下油桶中某一兩桶汽油或柴油改成液體甲醇，這就很便宜了。燃油車可以去加油，新能源汽車可以去加氫，各取所需。現在中國不少城市，很多加油站已經在重新改建，並不難。
這之外，在工作或生活的場所，每個停車位上花點小錢裝一個小的慢充樁，這對電網的衝擊也不是那麼大，你在睡覺或者長時間停留的時候（如上班），就像手機一樣，插上就可以充電或加氫。
車上，也可以備有一個“充電寶”，就是在車上裝50升甲醇，利用甲醇和水制氫發電，你跑遠距離的路程，也可以一邊開車一邊加氫充電。這都是可以嘗試的方向。
特斯拉目前在技術上領先於本土造車新勢力
《科學大師》：你怎麼評價中國本土的造車新勢力和國外巨頭如特斯拉的不同？他們之間有差異麼？
劉科：這麼多人來造車，真的要實打實來比拼和競爭，無非就是電池技術和電控技術，還有一個數據。但中國的造車新勢力，和特斯拉還是有差距的，光電池這一塊，性能方面就存在差距。我認爲中國的造車新勢力目前還拼不過特斯拉，技術上特斯拉是領先的。
我們有些新勢力，老實說並沒有什麼核心的東西，電池都是用寧德時代的或者是比亞迪的，電控系統也是買別人的，數據也都不是自己能夠研發出來的。而這些就是特斯拉的創新所在，他們的創新能力還是很強的。像埃隆.馬斯克這種人，你不得不承認他是天才型的人物，中國造車新勢力在這方面相對就缺乏。
2020年1月，在中國特斯拉Model 3首批社會車主交付儀式上，馬斯克即興起舞。/圖源自第一財經
《科學大師》：一個老問題，爲什麼中國出不了馬斯克？
劉科：我覺得是美國那種文化決定的，美國人講究個人英雄主義，這一點歐洲也拼不過他，前蘇聯也拼不過他，日本也拼不過他，他們是很特殊的一種創新文化，他們的文化能產生一幫類似偏執狂的企業家。你知道，創新不是所有人都能做到的，創新不能搞羣衆運動。
有時候我做演講，在現場就問大家，我說你們都想創新，但是當飛機剛剛發明的時候，你願意讓你的兒子成爲第一個試飛的人嗎？因爲大家都不願意冒風險，萊特兄弟發明飛機那會兒，大家都質疑比空氣重的東西怎麼能在天上飛呢？但是就有這種人敢冒這個險。而我們都是羊羣思維，都急功近利。中國有多少研究所、多少大學、多少企業，怎麼就出不了幾個雷軍，而像微軟研究院就走出了不少的人才，而且都是中國人。
當初李開復和張亞勤在辦微軟中國研究院，我在上海辦GE中國研究院，我們GE也出了很多人，只是在傳統工業裡邊，比如飛機發動機，還有像青藏高原的火車頭，醫療的核磁共振，這些都是我們GE的人乾的。當時兩大跨國公司研究院給中國培養了一大批人。現在這些人在各自的領域裡面都成爲頂樑柱了。同樣是中國人，怎麼跑到外企就能出頭，在國內企業反而出不了頭，這就是文化的不同。
馬斯克在上海工廠 圖源自特斯拉官微
《科學大師》：你怎麼看特斯拉在中國的發展？尤其是他們進來後，所帶來的影響？
劉科：我覺得是一把雙刃劍，市場主體多一點，有競爭總是好事情，如果大家是站在同一條起跑線上，利好等同，最後交由市場來選擇，這種競爭肯定有利於行業的發展。但是現在特斯拉的車子大降價，據說目標是要降到18萬，這就很難有良性競爭。
從成本結構來看，這種價格，特斯拉這麼好的車子也沒錢賺，根本沒有利潤，他不光自己賺不到錢，其他中國的同行像理想、蔚來這一下也都掙不到錢了。你想，我是消費者，能花18萬就買到特斯拉，我肯定不會花幾十萬再去買蔚來和理想對吧？那這對中國的新能源汽車市場是什麼樣的影響？
因爲媒體報道特斯拉和上海市政府有對賭協議，他們的降價行爲，是不是另有用意：我把銷量做上去，先把你們其他競爭對手都幹倒。他有貸款、有地，可以靠那些來維持。三年前他們還有100萬的車，現在是18萬，哪怕你成本再降，也降不到這麼低的價格。
當你一臺汽車賣18萬，這就等於是定位大衆化開的車了，高端用戶這時候反而不買了，他覺得沒檔次了。降得這麼厲害，只能把它理解成是一種市場策略，否則說不通的（作者注：特斯拉試圖在大衆汽車市場站穩腳跟，大衆化和平民化是其戰略轉型的一種嘗試）。