刘科院士：不靠国家补贴的电动车技术，才有生命力
作者｜章剑锋
新能源汽车的发展被确立为国家战略之后，对于风口的追逐势头显露，越来越多的主体入局造车。放在传统燃油车时代，这是不可想象的事情，因为进入的造车新势力，很多都是外行，此前并没有干过汽车。
国家政策的扶持鼓励，碳中和、碳达峰等目标的实现需要，加之又有特斯拉等新势力在前铺垫蹚路，这许多的因素都有可能促使投资主体纷纷选择入场一搏。
“现在的这些造车新势力，肯定会有一批早晚被淘汰掉的，行业容纳不了那么多主体”，澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学清洁能源研究院院长刘科告诉本站科技《科学大师》，目前的新能源造车热是否有持续性，还很难讲。
刘科被誉为全球知名能源专家，是南方科技大学清洁能源研究院院长、澳大利亚国家工程院外籍院士，此前在美国工作了20余年，曾带领UTC、尼桑、壳牌石油三大跨国公司的工程师团队，耗资上亿美金研发了全球第一辆“车载汽油制氢的燃料电池汽车”。在通用电气工作期间，作为首席科学家承担美国能源部项目，研发一系列技术用于加氢站建设，连续三届担任美国氢能与燃料电池峰会主席。
在刘科眼里，新能源汽车的发展并不是一片坦途，需要克服许多挑战才能行稳致远，比如动力电池研发及回收、充电站或加氢站等基础设施建设，就是制约着新能源汽车发展的两大命门所在。而这两大命门对应的，是电动车的电池耐候性（指应用于室外经受气候的考验）、污染及安全、技术自主、以及电动车续航里程不行等困扰行业的短板。
刘科喜欢向人们普及一个历史常识，在一百多年前，电动车在美国就已经被发明出来了，而且受到大发明家爱迪生的推崇，但之后的发展却不如燃油车，究其原因，主要是电池的能量密度、回收技术、电动车的量产成本等不如燃油驱动技术和液体燃料的特性所致。
人们在试图突破电池技术的同时，发现了氢能的优越性，比之于锂电池，它无污染、发电效率高、量产成本也低，但氢能最低体积能量密度导致它的存储和运输成为难题， 4-74%的爆炸范围宽度也使它遇到空气在封闭空间内也会发生爆炸，隐患大。至于建设成本上，刘科估算，不计及土地成本，单个加氢站的建设在1500万人民币以上到2000万人民币左右，在全球建设加氢站需要数万亿美元的投资。这也都制约着新能源汽车的快速发展。
中国目前已投入使用的加氢站只有数十个。而中国氢能联盟称，2050年全国加氢站数量将达10000个。图源:中国石化
在去年国家发布的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中，明确提到，要“鼓励多种技术路线并行发展，支持各类主体合力攻克关键核心技术”，并把纯电动汽车、插电式混合动力（含增程式）汽车、燃料电池汽车列为“三纵”研发布局中，而高强度、轻量化、高安全、低成本、长寿命的动力电池和燃料电池系统成为需要攻关的核心技术。
刘科及其团队这些年根据中国的能源结构和页岩气革命契机，开发了甲醇氢能技术，用甲醇作为氢能载体，解决氢气储运问题。通俗来说，甲醇溶液可以从煤、天然气、太阳能等能源中制取，而甲醇制氢、储氢和运氢，不需要大面积建设加氢站，它的储运技术也比较成熟，能够利用已有的液体燃料基础设施（如加油站等），既降低了成本，也能够化解电动车的里程焦虑和冬天续航短板。
刘科的团队利用甲醇氢能技术，在广州为5G基站做供电示范，据说示范站已经稳定运行6年。他告诉《科学大师》，这类分布式能源技术是通用的，能够替代所有使用柴油机的场景，也可以做成醇氢增程式混合动力，用到车上，实现清洁、便携的绿色发电，也能解决困扰人们的电动车里程焦虑。
刘科给自己的定位是，要为新能源汽车发展赋能。
希望新能源汽车投资步入良性和理性轨道
《科学大师》：新能源造车领域目前很热，各路人马陆续宣布要造车，怎么看这个现象？
刘科：确实，这个领域看起来有些过热了，我担心出现泡沫。问题就在于，大家是不是真的相信新能源汽车领域存在投资机遇，或者看准了这一领域的技术发展趋势。
资本市场有时候是盲目的，特斯拉现在变成了全球汽车领域市值最大的公司，中国本土也有自己的市值最大的新能源汽车公司。但一定不要忘记，历史往往是在重演的。100年前，美国也有好多造车厂，到现在只剩三家了，规模效应，赢者通吃。同一个道理，到最后鹿死谁手现在还不知道。因为造车成本投入太高了，没有100亿美元你没法玩下去。
如果这真是一个高技术的领域，它的门槛不应该这么低，什么外行主体都能挤进去，连房地产公司都想去分杯羹。有些造车新势力可能并不真正是要造车，而有可能是打着造车的概念想去拿补贴、拿贷款、拿土地。虽然这话说起来未免得罪人，但我希望行业能步入良性和理性的发展轨道，这对大家都有好处。
我们政府的补贴政策和投资政策要相应反思和警惕。你私人公司愿意砸钱造车，你尽管去砸，但政府别拿纳税人的钱去给他们补贴，你私人企业愿意砸钱投项目，赢了是你的，输了也是你的，这就叫市场经济。你判断对了你是英雄，判断错了你就得当韭菜。
但如果政府去砸钱，这个行为面临的不确定性风险又一不样了，砸对了你还好办，一旦砸错了，那就要我们每个老百姓来买单。
《科学大师》：你同意不同意一个有关于趋势的表述：未来的汽车市场一定是以新能源汽车为主流的市场？
刘科：媒体上说，燃油车再过10年就要退出历史舞台了，这种说法显然是不科学的，而且也不可能。我举个例子，2000年美国时任总统小布什就说了，到2015年以后美国人开的全是氢燃料电池汽车。到现在实现了吗？没有。
我跟你再讲一个例子，现在我们乘坐的这种燃油车，每辆车子上都有一块电池，就是万一燃油车没油了，你启动它用什么电池？铅酸电池，而不是锂电池。现在只有电动车上装的是锂电池。按道理，你这个锂电池技术要是真取得革命性进步了，性价比好了，中国现在一年生产2900万辆燃油汽车，你应该赶紧把这些铅酸电池先换成2900万块锂电池，再进一步去大力推广专门的电动车，去应用到公共汽车上，但是从来都没有。因为这种车换成锂电池，他们是拿不着补贴的，只有放到电动车上面，才能拿补贴。
1858年发明的铅酸电池，到现在研究了100多年，花了上千亿美金的研发经费，这个电池技术进展一直很缓慢，到现在没有革命性的突破，所以任何一个产业的发展，就像人成长一样的，我要先学会爬行，再学会慢慢走，再学会慢跑，再去学马拉松，对吧？
另外，还有一个概念我认为要搞清楚，后面要发展的智能网联汽车，其实不是只有新能源汽车才能往这个方向发展，燃油车也可以成为智能网联汽车。我把燃油车的电池放大一点，把5G通信、导航技术、物联网等科技都用上，照样也是可以的。
当然，今后不管是高档的燃油车，还是新能源汽车，要实现智能网联化，电池的研发是一个永恒的主题，因为都需要性能更好的电池，包括电池的研发和回收。
《科学大师》：那新能源汽车发展起来，是不是意味着传统的燃油车市场必然会萎缩？
刘科：我想不会的。你的车子如果由烧油换成了烧甲醇燃料，这个车原来所有的部件结构，基本上都可以不用动它，你只是换一种燃料来烧。不同的地方是，你烧什么样的燃料，能源效率会更高的问题，而不是车子本身的构造。
另外，燃油车本身现在也发展出了尾气净化的技术，这种技术的不断发展，帮助燃油车的环保性能也会相应提升，也就是燃油车也可以随着生态发展需要而实现技术进化与迭代，所以很难讲燃油车就一定会被新能源汽车大比例取代。
目前来看，燃油车是没有里程焦虑的，因为跑到哪里都有加油站，而电动车的里程焦虑则普遍存在，开出去往往跑不了太远。如果在电池技术和充、换电基础设施不能取得突破的前提下，凭空设想燃油车会被新能源汽车取代，不太现实。我之前就反复提到过，前一百年在西方国家就已经发展出了电动车，但一百多年以来，电动车却没能在和燃油车的竞争中胜出，反而燃油车一跃成为主流，就在于电池和汽柴油等液体燃料的密度、运输成本、安全性等方面相比，都不如后者。这也是当前发展新能源汽车仍然需要面对的固有挑战。如果这些挑战没有被很好地解决到位，新能源汽车取代燃油车的提法，也还是一句空话。
从我的角度，我不希望大家感觉我是在反对电动车，我的研究，恰恰是在赋能电动车。
电动车续航里程如何提升，是众所关注的技术焦点/图源：视觉中国
政府切莫强推技术路线，要尊重市场的选择
《科学大师》：对于新能源汽车，现在政府鼓励的是多种技术路线并存并进发展，你认为是纯电好、混合动力好，还是用燃料电池好？
刘科：我个人觉得新能源汽车有各种技术路线，比如说我用内燃机烧绿色的甲醇来发电，这也是新能源的一种。至于说到底哪种新能源技术可以胜出，我想谁都不要过早下结论，让市场去选择，因为市场的选择是公平的，政府不要去强推哪一条技术路线。
政府要做的就是各种赛道上的研发我都支持，但是我不支持产业化，不在市场上给补贴，因为研发你花再多的钱，都是有限的，政府花钱搞科研，在全世界也都是天经地义的事，你慢慢去研发，至于有没有市场，有没有生命力，那就让市场说了算。
产业化你一旦补贴错了，那就是无底洞。我一向认为，不需要国家补贴的技术才是好技术，对需要国家补贴的技术，大家要三思而行。
你不要说现在我就使劲儿往里砸钱，寄希望于某一个东西的突破，或者能出现一个魔术般的储能技术。你使劲砸钱希望它有突破，但未来的技术又有很大的不确定性，很难预测。100年前大发明家爱迪生在电动车上就赌错了，难道今天我们大家比爱迪生还要聪明吗？所以希望政府不要去选择技术，企业选错了他自己破产就行了。
爱迪生与电动车/图片源自网络
《科学大师》：这些年燃料电池很被看好，有一种说法是氢能源是终极能源和理想能源，是不可或缺的，这也是新能源汽车发展的重点方向之一。作为能源专家，你怎么看？
刘科：终极能源和理想能源这种提法是不对的，首先，氢只是一个能源载体，它本身不是能源。世界上的能源比如气、油、煤、风能、太阳能，这些都是能源。氢是从天然气、太阳能、煤、核电等各种能源中转制过来的一种能源的形式载体。
其次，目前来看，它还不是一种理想的能源载体，虽然它是洁净的，发电效率高，量产成本也低，但它有安全储存的问题，易爆炸，而且运输成本也高，加氢站的建设成本也很高，需要大面积占地。这都是它的缺陷。它的四个“最”（体积能量密度最低的物质、最小的分子、最易泄漏、最宽爆炸范围），我认为技术上很难突破。你这些问题不解决，再砸个上百亿美金还是什么也做不出来。
应该说，燃料电池发电效率高，这是人类追求的方向，也是共识，但是对于汽车来说，车上装一个大的高压加氢罐，这种方式不合适。我们的研究发现，用甲醇这种液体形式把能源储存起来，需要氢的时候可以随时释放，随时发电，也便于运输，能够解决氢能的各种痛点。
《科学大师》：听你这么说，现在包括燃料电池在内的新能源电动车，在发展上仍然面临很大的技术瓶颈有待解决，这条路并不是外人所想象的那么平坦和美好。
刘科：是的。我想强调一点，电动车包括氢能车，目前在出租车、公共汽车，或者小区内的物流运送车，这都是可以应用的场景，因为它有固定的线路，只要不下地下车库都可以，这些应用场景，也有足够的市场可以让它们去慢慢探索。
但如果想要大面积产业化、商业化，你就需要考虑相应的基础设施怎么建设，尤其是你的电池技术包括电池回收技术发展得怎么样，这从根本上决定了新能源汽车的发展速度。
《科学大师》：那目前普遍存在的电动车里程焦虑，车子跑不了多远的问题，按现有的电池技术来讲，是可解项还是无解项？
刘科：你今天开燃油车不用担心里程焦虑，是因为到处都有加油站，可以不顾虑车子能开多远。新能源汽车是同样的道理，要解决里程焦虑，你除非有足够的充电桩，或者加氢站，但这都是需要占地的，你不可能无穷大地铺开。像北上广深杭这些城市，哪有那么多地方再让你重建加氢站和充电站？
现在我们已有的充电桩建设，是有问题的，由于市区占地太贵，很多是建设在偏僻的郊区，平均利用率不到4%，北京、上海这种城市，利用率可能还不到1.5%。市中心没地，就往郊区建，建了可以拿补贴，但对实用性往往欠考虑。我就担心充电站和加氢站也这样来建，大家为了充个电加个氢，还得开半小时车子去郊外，来回就一小时，这都是成本。
我认为未来的方向，还是要借助已有的加油站体系，让新兴的技术有一个缓慢的发展过渡。加油站到处都是，人类花了几万亿美金建好的，我们不要因为发展新能源汽车就把它全给废掉，再另花多少万亿去建加氢站和充电站。现在的加油站，你完全可以把地下油桶中某一两桶汽油或柴油改成液体甲醇，这就很便宜了。燃油车可以去加油，新能源汽车可以去加氢，各取所需。现在中国不少城市，很多加油站已经在重新改建，并不难。
这之外，在工作或生活的场所，每个停车位上花点小钱装一个小的慢充桩，这对电网的冲击也不是那么大，你在睡觉或者长时间停留的时候（如上班），就像手机一样，插上就可以充电或加氢。
车上，也可以备有一个“充电宝”，就是在车上装50升甲醇，利用甲醇和水制氢发电，你跑远距离的路程，也可以一边开车一边加氢充电。这都是可以尝试的方向。
特斯拉目前在技术上领先于本土造车新势力
《科学大师》：你怎么评价中国本土的造车新势力和国外巨头如特斯拉的不同？他们之间有差异么？
刘科：这么多人来造车，真的要实打实来比拼和竞争，无非就是电池技术和电控技术，还有一个数据。但中国的造车新势力，和特斯拉还是有差距的，光电池这一块，性能方面就存在差距。我认为中国的造车新势力目前还拼不过特斯拉，技术上特斯拉是领先的。
我们有些新势力，老实说并没有什么核心的东西，电池都是用宁德时代的或者是比亚迪的，电控系统也是买别人的，数据也都不是自己能够研发出来的。而这些就是特斯拉的创新所在，他们的创新能力还是很强的。像埃隆.马斯克这种人，你不得不承认他是天才型的人物，中国造车新势力在这方面相对就缺乏。
2020年1月，在中国特斯拉Model 3首批社会车主交付仪式上，马斯克即兴起舞。/图源自第一财经
《科学大师》：一个老问题，为什么中国出不了马斯克？
刘科：我觉得是美国那种文化决定的，美国人讲究个人英雄主义，这一点欧洲也拼不过他，前苏联也拼不过他，日本也拼不过他，他们是很特殊的一种创新文化，他们的文化能产生一帮类似偏执狂的企业家。你知道，创新不是所有人都能做到的，创新不能搞群众运动。
有时候我做演讲，在现场就问大家，我说你们都想创新，但是当飞机刚刚发明的时候，你愿意让你的儿子成为第一个试飞的人吗？因为大家都不愿意冒风险，莱特兄弟发明飞机那会儿，大家都质疑比空气重的东西怎么能在天上飞呢？但是就有这种人敢冒这个险。而我们都是羊群思维，都急功近利。中国有多少研究所、多少大学、多少企业，怎么就出不了几个雷军，而像微软研究院就走出了不少的人才，而且都是中国人。
当初李开复和张亚勤在办微软中国研究院，我在上海办GE中国研究院，我们GE也出了很多人，只是在传统工业里边，比如飞机发动机，还有像青藏高原的火车头，医疗的核磁共振，这些都是我们GE的人干的。当时两大跨国公司研究院给中国培养了一大批人。现在这些人在各自的领域里面都成为顶梁柱了。同样是中国人，怎么跑到外企就能出头，在国内企业反而出不了头，这就是文化的不同。
马斯克在上海工厂 图源自特斯拉官微
《科学大师》：你怎么看特斯拉在中国的发展？尤其是他们进来后，所带来的影响？
刘科：我觉得是一把双刃剑，市场主体多一点，有竞争总是好事情，如果大家是站在同一条起跑线上，利好等同，最后交由市场来选择，这种竞争肯定有利于行业的发展。但是现在特斯拉的车子大降价，据说目标是要降到18万，这就很难有良性竞争。
从成本结构来看，这种价格，特斯拉这么好的车子也没钱赚，根本没有利润，他不光自己赚不到钱，其他中国的同行像理想、蔚来这一下也都挣不到钱了。你想，我是消费者，能花18万就买到特斯拉，我肯定不会花几十万再去买蔚来和理想对吧？那这对中国的新能源汽车市场是什么样的影响？
因为媒体报道特斯拉和上海市政府有对赌协议，他们的降价行为，是不是另有用意：我把销量做上去，先把你们其他竞争对手都干倒。他有贷款、有地，可以靠那些来维持。三年前他们还有100万的车，现在是18万，哪怕你成本再降，也降不到这么低的价格。
当你一台汽车卖18万，这就等于是定位大众化开的车了，高端用户这时候反而不买了，他觉得没档次了。降得这么厉害，只能把它理解成是一种市场策略，否则说不通的（作者注：特斯拉试图在大众汽车市场站稳脚跟，大众化和平民化是其战略转型的一种尝试）。