刘科院士：我担心现在一窝蜂规划生产电动车，几年后会产能过剩

　　·智能化、网络化和电动化没有必然联系，车的本质还是A到B，上下班开半个小时，不可能像手机一样伴着你，所以车上有花里胡哨的手机功能是锦上添花，不是雪中送炭。

　　5月19日，南方科技大学创新创业学院院长、清洁能源研究院院长、讲席教授刘科在复旦大学EMBA前沿论坛暨澎湃新闻“家园计划”联合启动仪式上演讲。

　　“我现在担心的是，几乎每个GDP超千亿的城市都在大量规划、生产电动车，一窝蜂上去以后，过几年会产能过剩。”南方科技大学创新创业学院院长、清洁能源研究院院长、讲席教授刘科5月19日在演讲中表示。

　　当天，由复旦大学管理学院、上海报业集团澎湃新闻主办的“君子知道”复旦大学EMBA前沿论坛暨澎湃新闻“家园计划”联合启动仪式在深圳举行，刘科在会上发表了题为《清洁能源的最新科研成果及产业赋能创新创业》的演讲。

　　刘科于2012年入选美国化学工程师学会会士，2015年入选澳大利亚国家工程院外籍院士，现任国际氢能协会理事，曾在埃克森-美孚、联合技术公司（UTC）和通用电气（GE）等著名跨国公司供职多年。2010年他辞去美国通用电气全球研发中心气化平台负责人及首席科学家的职位，回国参与创建神华集团北京低碳清洁能源研究所并担任副所长及CTO，而后被任命为神华研究院副院长。

　　刘科在演讲中强调，未来燃料电池技术成熟了，甲醇就是绿氢的液体载体，因为液体是人类最好的能源载体。

　　以下为澎湃科技（www.thepaper.cn）整理的演讲实录：

　　碳中和的核心是能源转型。而能源里面最重要的是四件事情：风能、太阳能、电动车和氢能，潮汐、地热这些都很重要，但相对来说体量小一点。时间有限，我就分别就这四件事跟大家谈一下。

　　首先是太阳能和风能。沙特在靠红海的地方要建一个1000多万人口的城市，华为要在那建一个1.3GW的太阳能电厂。1.3GW什么概念？如果用煤发电，一天需要13000多吨煤。因为沙特日照时间长，成本也低，他们甚至可以做到一度电1美分，也就是说一度电只要7分钱人民币。今天在珠三角，煤价涨了两三倍，火电一度接近5毛，所以这个7分钱是不可思议的事情。

　　能源非常有趣，常识告诉我们，风能、太阳能装了那么多，煤价应该下跌，但前两年煤价涨了两三倍。所以有些东西按常识是错误的，因为太阳能再便宜，一年的日照也只有这点时间，像在深圳，一年日照时间不到1200小时，上海大概1000小时，即使到包头，也只有1700小时。而且即使有这些时间，也不可能早上太阳出来了就把火电厂关掉，下午再把它打开，一开一关就是72小时。所以一方面我们有大量的风能、太阳能上不了电网，另一方面经济发展需要电。

　　不过太阳能确实便宜了。我在2010年回国筹建国家能源集团北京低碳氢能研究院（NICE），我们请了几个跨国能源公司的CTO，35个发达国家的院士，包括4个诺贝尔奖得主，一年开两次会，每天探讨的就是未来中国能源应该怎么发展。

　　我可以很坦诚地告诉大家，2010年这批人包括我自己，都没有想到，在短短的12年后，中国的风能太阳能会这么便宜。如果有了一度电7分钱的太阳能，沙特的年日照时间是3000多小时，那么这个世界完全可以改变。海水淡化就便宜了，迪拜周边的海就可以支撑绿洲。

　　这么便宜的太阳能，会让这个世界改变，但改变的前提是必须要有好的储能技术。电池给手机、电脑、电动车供电没问题，但是GW级的储电最便宜的还是抽水储电。所以电池研究了一百年，还是比不过一百年前就存在的技术，这说明大规模储电不能依赖电池，要换赛道。

　　目前一提储能技术就是三板斧：抽水储电，但是平原地区无法做；第二是电池；第三是压缩空气，但压缩空气只能在有岩洞的地方，同时这三个储能技术只是短期储能技术。

　　2021年夏天，欧洲的天然气价格暴涨。没风的时候，欧洲的太阳能也不强，唯一只能靠天然气，但世界没有这么多天然气。遇到这样的极端天气，不光要短期储能技术，还要长期储能技术。

　　风能比太阳能略贵一些，价格也降下来了，但再便宜它在时间上不均匀。供电也不可能今天有风供电，没风就断电。所以不光要有几个小时的储能技术，还要一个夏天不刮风的时候可以长期储能的技术，这是核心。

　　接下来我谈一下电动车。中国发展电动车是因为我们的石油不够，73%靠进口。实际上电动车一点都不新，110年以前的1912年，以爱迪生为首的一批人说未来的汽车是电动车，以福特为代表一些人则认为未来是燃油车。

　　铅酸电池早于内燃机发明，有了铅酸电池，再加一个电动机，加个沙发、加个盖子就是当时爱迪生的电动车。但是历史告诉我们，1920年代以后，爱迪生的电动车几乎销声匿迹，直到这几年，燃油车还在统治世界。今天电动车真正的技术是IT技术，不是车本身有什么了不起。他们经常说，电动车智能化、网联化必然是电动化。没这个必要，手机照样可以导航。现在好的汽车，像劳斯莱斯、奔驰，基本是用千瓦的电池了，无非就是看自控系统耗多少电。所以智能化、网络化和电动化没有必然联系，而车的本质还是A到B，上下班开半个小时，不可能像手机一样伴着你，所以车上有花里胡哨的手机功能是锦上添花，不是雪中送炭。

　　回到核心问题，一百多年前就有电动车，为什么后来销声匿迹了？我先解释一下历史为什么会这样发展。

　　第一，能量密度，油箱不能无穷大。假设油箱都是一立方米，不同能源的能量密度中，氢气是最小的，每立方米只有3.2千瓦时，也就是3.2度电，天然气10千瓦时。铅酸电池在1859年就发明出来了，今天全世界开的所有燃油车里都还是铅酸电池，并没有用锂电池，因为它的性价比高。人类花了上百年时间、上万亿的研发经费，到今天最好的锂电池的能量密度大概也就是400千瓦时/立方米左右（根据比亚迪的刀片电池）。但是液体是多少？汽油是8600千瓦时/立方米，一个将来可以拿太阳能和风能制出来的绿色液体，叫甲醇，是4300千瓦时/立方米。

　　电池研究了一百年，能量密度连液体的零头都不到，不是差20%-30%，是差10倍，这是今天的实际数字，这也是人类选液体作为能源载体的第一个原因。

　　第二个原因，一旦把风能太阳能转成液体以后，在大陆上可以管路输送，海上可以跨海输送。在2016年10月，深圳加油每升是7元钱，我说假设7元钱一升，这个油从休斯敦的炼油厂送到深圳，运费是多少？

　　有人猜5元，有人猜1元，真正的答案是7分钱不到。因为一旦把太阳能风能转成液体，在休斯敦装船时不需要人工，管子一接就送到船里了，路上耗的就是油钱和折旧费。假设一条油轮大船30万吨，按比重算装汽油接近4亿升，如果以1升1毛钱来计算，就是4000万，船跑一趟油钱根本用不到4000万。这就是为什么这个世界产石油的就几个地方，但可以送到世界上任何一个角落的最根本原因。

　　第三，液体可以长期储存，比如茅台酒储存50年都没问题，但氢气和电池不能这样储存。这也是为什么人类选择液体作为能源载体。

　　回到核心问题，为什么人类的第一条流水线是福特流水线？因为造一台内燃机很贵，但图纸一旦定型，一条流水线可以生产100万台。今天中国的内燃机成本，每台不超过1万元人民币。

　　2018年我写了一篇《关于中国新能源汽车战略的再思考》的文章，根据当年的数字，我的估算是，大概每辆电动车需要53公斤铜、8.9公斤的锂、39.9公斤镍、24.5公斤锰。2018年，我在文章里预测，假设电动车发展这么快，必然导致各种金属价格暴涨。碳酸锂的价格，从当时的4万、5万，最高涨到40万，前段时间下降了一点，但之后又飙升至30万。

　　金属价格涨了这么多，但车价不能这么标，凡是没有锁定矿山的企业基本都是亏钱的。我们追踪全世界的贵金属市场，追踪了很多年期货市场。之所以它叫贵金属，是因为它不那么容易产，它的储量就在这里。

　　电动车是好技术，我自己也开电动车。在深圳这种比较暖和的地方，在平坦的地方开，没问题。上下班开，很便宜，很干净，电动车的驾驶体验也很好。

　　但电动车的发展要有“四个同步”，一是要和电网的清洁化同步，电网今天69.5%靠煤发电，那怎么能叫新能源汽车？逻辑上不通，所以只有电网大量绿色化了，才能叫清洁能源汽车。二是，电动车的发展速度和金属的供应量同步。三是，电动车的发展要和电池回收技术发展同步。现在世界上就有5000多万辆电动车，电池都是巨毒的，不是不能回收，但回收时的环保成本比较大，所以有些大企业不愿意做。我一再呼吁国家要关注电池回收的问题，否则污染土地、地下水，是给我们子孙后代留后患。

　　这几个同步做好，电动车还是大有前景的。我现在担心的是，中国几乎每个GDP超千亿的城市都在大量规划、生产电动车，一窝蜂上去以后，过几年会产能过剩。

　　氢能确实是好技术。人类迄今为止所有的动力系统都是靠燃烧，蒸汽机烧煤到烧汽油、柴油，1300℃燃烧产生动力。氢能燃料是氢气和空气中的氧在80℃燃烧，接近沸点，还没有沸腾的时候活性最好，效率是内燃机的2-3倍，这也是氢能将来会大有前景的最根本原因，它还有很多优势。量产的成本也会降下来，它也用贵金属，但这些年来贵金属的用量越来越少。另外，燃料电池贵金属回收技术非常成熟，环保成本也不高，这是氢能的优势。

　　从上世纪90年代末期到现在，美国、日本、欧洲等在氢能上投资了几百亿美元，但没有产业化。最根本的原因，回到能源载体理论，液体是最好的能源载体，氢气不适合做人类大众和公共的能源载体，因为能源载体要求最大的能量密度。同时，氢是最小的分子，意味着它最容易泄露。在露天没有问题，但我们做过实验，问题是在封闭空间，尤其是像深圳这样的地方，大部分车停在地下一层甚至三层，氢气一旦泄露，它是爆炸范围最宽的气体。而且到了这个范围内，氢气是最容易点燃的气体。

　　形象地比喻，一根针掉到钢板上产生的火花，就可以把这个屋子点燃。因为氢气的爆炸性，所以建设加氢站的时候需要有一定的安全距离。氢气不好储用，但这不等于氢能没有前景。怎么做？回到我今天讲的重点，绿色甲醇。

　　氢能热起来，是因为风能和太阳能上不了网，弃光、弃风太严重。今天中国的太阳能大部分在内蒙古、青海、新疆，电输不过来，而氢比电更难输，未来也许会建输氢管。另外，氢气的体积巨大，输到这个城市必须立马用。这是“先有鸡还是先有蛋”的问题，现在一个大的钢瓶49吨重，拉250公斤的氢，实际上是350公斤，但到了地方只有250公斤，压力不能太大。49吨重的卡车从西部拉到深圳，路上耗的柴油的量比运输的氢还多。

　　不过也不是没有办法。十几年前，李书福（吉利控股集团董事长）觉得中国的石油不够，甲醇便宜，想在汽车上用甲醇，花了很多亿搞研发。贵阳这边有1.7万辆公共汽车、出租车用甲醇开车，这样开了12年，没有任何问题，从来没有因为甲醇的毒性出一起公共安全事故。

　　相比开汽油车，在贵阳，这个车一个月能给出租车司机省6万元。大卡车别想着搞电动，搞电动卡车、电动飞机、电动船都要谨慎，卡车电池很重，一爬坡，就是平时耗电量的5-8倍，还是用能量密度大的液体比较合适。

　　最近如果关注新闻，会发现全世界10万栋绿色甲醇厂已经建成了，而且已经有300辆重卡上市了。最近我们在跟吉利合作研发生物质制氢，要汽化生物质，就要100%绿色，用煤做虽然不是100%，但是煤制甲醇减碳75%左右。如果做分子平衡，3个碳排空，理论上减碳75%。别人会说还剩25%的碳，也不算碳中和，但我们呼吸的氧气、吃的食品，都是靠二氧化碳、光合作用形成的，所以剩下25%的碳是人类必需的碳。即使用太阳能、风能、煤制的都可以叫绿色甲醇，那么更何况是生物质，更是100%绿色。

　　有了这个，我们就可以做汽车，表面是甲醇开车，实际上75%是太阳能开车。如果是生物质，那就是100%太阳能开车。太阳能开车干净，还是煤开车干净？不言自明。但现在的问题是甲醇开车拿不了绿牌，煤开车可以拿绿牌，这是需要发展过程的，因为它太新了。

　　去年网易的丁磊邀请我做了一个演讲，他们以为我反对电动车，其实恰恰相反。现在电动车有几个痛点。第一，纯电动战略。如果保证600公里的续航，电池要做得很大，材料很贵。而且重了之后平路没有问题，但一上坡就不行了，像在重庆或香港，你要开上去就很麻烦。第二，纯电动必然要求快充，快充要占地很大，现在全中国平均快充时间59分钟，而在加油站只需要3分钟。而且一到冬天，像北京这样的地方，冬天开电动车连暖气都不敢开。怎么解决？

　　插电式绿色甲醇，把电池砍掉2/3，重量减下来，平时上下班就足够了。今天如果突然要开车出远门，路上装甲醇的一个小型发动机，边开车边充，就没有里程焦虑了，就不需要快充站。慢充有一个好处，可以选择电最便宜的时候充，晚上睡觉的时候充。慢充站也不需要集中管理，不需要电网大规模更新。快充放到小区，保险丝马上就烧掉，而慢充几百块钱一个箱子，很快就可以普及。

　　汽油站改甲醇站也很容易，不需要再花几万亿更新电网。建加氢站更贵，周围要有安全距离。深圳在建第一个加氢站前开了很多次会议，最后建到了盐田港。但如果你过去半小时，回来半小时，你还会去充吗？所以用插电式混合动力，就可以全部解决电动车的材料太贵、太重、快充站不足、里程焦虑，以及冬天会遇到的种种问题。未来燃料电池技术成熟了，甲醇就是绿氢的液体载体，因为液体是人类最好的能源载体。

　　在西部把绿氢、绿氧转成甲醇，还有个好处，中国有西气东输的管线，天然气每立方米4千瓦时，在旁边绑一根管子，就可以输出甲醇。甲醇在-65℃不结冰，因此都不需要保险层。甚至企业家、私人老板都能投资得起，因为建管线最贵的是在老百姓家旁边建管线。

　　最后，一套绿色甲醇的基础设施，可以供给内燃汽车、混动和燃料电池。甲醇不光可以在车上用，晚上没风能、太阳能的时候，它可以发电。甲醇是一个长期储能战略，能上电网的电现在可以上，上不了电网的制成液体，没风没太阳的时候，两个月不刮风也没事，有液体给家里供电供能。

　　很多人说甲醇“没有劲”，但实际上最新的F4跑车上100%用甲醇。甲醇分子有氧，燃烧速度是柴油的好几倍，冲劲比柴油大。原来是因为汽油机没有改，所以有问题。跑车为什么用它？一是冲劲大，二是赛车管道的污染太重，而甲醇就像酒精一样。