院士：我擔心現在不少地方都上電動車項目，幾年后會產能過剩

Insigne · 發表于 2023-5-22 09:21:59

5月19日，南方科技大學創新創業學院院長、清潔能源研究院院長、講席教授劉科在復旦大學EMBA前沿論壇暨澎湃新聞“家園計劃”聯合啟動儀式上演講。

在論壇上，劉科強調，未來燃料電池技術成熟了，甲醇就是綠氫的液體載體，因為液體是人類最好的能源載體。
以下問全文：

碳中和的核心是能源轉型。而能源里面最重要的是四件事情：風能、太陽能、電動車和氫能；潮汐、地熱這些都很重要，但相對來說體量小一點。時間有限，我就分別就這四件事跟大家談一下。

首先是太陽能和風能。華為要在沙特建一個1.3GW的太陽能電廠。1.3GW什么概念？如果用煤發電，一天需要~13000多噸煤。因為沙特日照時間長，資本成本低，他們可以做到一度電1美分，也就是說一度電只要7分錢人民幣。前兩年珠三角，煤價漲了兩倍多，火電成本一度接近5毛，所以這個7分錢是不可思議的事情。

能源非常有趣，常識告訴我們，風能、太陽能裝了那么多，煤價應該下跌，但前兩幾年煤價漲了兩倍多。所以有些東西按常識是錯誤的，因為太陽能再便宜，一年的日照也只有這點時間，像在深圳，一年日照時間不到1200小時，上海大概1000小時，即使到包頭，也只有1800小時左右。而且即使有這些時間，也不可能早上太陽出來了就把火電廠關掉，下午太陽落山再啟動火電廠，因為大火電廠一開一關就是72小時。所以一方面我們有大量的風能、太陽能上不了電網，另一方面經濟發展需要電；近期又不得不增加幾個火電廠。

不過太陽能確實便宜了。我在2010年回國籌建國家能源集團北京低碳氫能研究院（NICE），我們請了跨國能源公司的CTO，30多個發達國家的院士，包括4個諾貝爾獎得主作為我們的顧問委員會委員，一年開兩次會探討的就是未來中國能源應該怎么發展。

我可以很坦誠地告訴大家，2010年這批人包括我自己，都沒有想到，在短短的12年后，中國的風能太陽能會這么便宜。如果有了一度電7分錢的太陽能，那么這個世界完全可以改變。海水淡化就便宜了，迪拜周邊的海就可以改造為綠洲，在太陽能板底下發展有機農業。

這么便宜的太陽能，會讓這個世界改變，但改變的前提是必須要有好的儲能技術。電池儲電給手機、電腦、電動車供電沒問題，但是目前GW級的大規模儲電最便宜的還是抽水儲電。所以電池研究了一百年，還是比不過一百年前就存在的技術，這說明大規模儲電不能依賴電池，要換賽道。

目前一提儲能技術就是三板斧：抽水儲電，但是平原地區無法做；第二是電池；第三是壓縮空氣，但壓縮空氣只能在有巖洞的地方，同時這三個儲能技術只是短期儲能技術。

2021年夏天，歐洲的天然氣價格暴漲。沒風的時候，歐洲的太陽能也不強，唯一只能靠天然氣，但世界沒有這么多天然氣。遇到這樣的極端天氣，不光要短期儲能技術，還要長期儲能技術。

風能比太陽能略貴一些，價格也降下來了，但再便宜它在時間上不均勻。供電也不可能今天有風供電，沒風就斷電。所以不光要有幾個小時的儲能技術，還要一個夏天不刮風的時候可以長期儲能的技術，這是核心。

接下來我談一下電動車。中國發展電動車是因為我們的石油不夠，73%靠進口。實際在110年以前的1912年，以愛迪生為首的一批人說未來的汽車是電動車，以福特為代表一些人則認為未來是燃油車。

鉛酸電池早于內燃機發明，有了鉛酸電池，再加一個電動機，加個沙發、加個蓋子就是當時愛迪生的電動車。但是歷史告訴我們，1920年代以后，愛迪生的電動車幾乎銷聲匿跡，直到近年，電動車的產能才有所回升。今天電動車真正的技術進步一方面是電池及電機方面的發展，另外就是通信技術及IT技術，不是車本身有什么了不起。媒體上經常說，電動車智能化、網聯化必然是電動化。沒這個必要，手機照樣可以導航。現在好的汽車，像勞斯萊斯、奔馳，基本是用千瓦的電池了，無非就是看自控系統耗多少電。所以智能化、網絡化和電動化沒有必然聯系，而車的本質還是A到B，上下班開半個小時，不可能像手機一樣伴著你，所以車上有花里胡哨的手機功能是錦上添花，不是雪中送炭。

回到核心問題，一百多年前就有電動車，為什么后來銷聲匿跡了？我先解釋一下歷史為什么會這樣發展。

第一，能量密度，油箱不能無窮大。假設油箱都是一立方米，不同能源的能量密度中，氫氣是最小的，每立方米只有3.2千瓦時，也就是3.2度電，天然氣10千瓦時。鉛酸電池在1859年就發明出來了，今天全世界開的所有燃油車里都還是鉛酸電池，并沒有用鋰電池，因為它的性價比高。人類花了上百年時間、上萬億的研發經費，到今天最好的鋰電池的能量密度大概也就是400千瓦時/立方米左右（根據比亞迪的刀片電池）。但是液體是多少？汽油是8600千瓦時/立方米，一個將來可以拿太陽能和風能制出來的綠色液體，叫甲醇，是4300千瓦時/立方米。

電池研究了一百年，能量密度連液體能源的零頭都不到，不是差20%-30%，是差10倍，這是今天的實際數字，這也是人類當初選擇液體作為能源載體的主要原因之一。

第二個原因，一旦把風能太陽能轉成液體以后，在大陸上可以管路輸送，海上可以跨海輸送。在2016年10月，深圳加油每升是7塊錢，我說假設7塊錢一升，這個油從休斯敦的煉油廠送到深圳，運費是多少？

有人猜5元，有人猜1元，真正的答案是7分錢不到。因為一旦把太陽能風能轉成液體，在休斯敦裝船時不需要人工，管子一接就送到船里了，路上耗的就是油錢和折舊費。假設一條油輪大船30萬噸，按比重算裝汽油接近4億升，如果以1升1毛錢來計算，就是4000萬，船跑一趟油錢根本用不到4000萬。這就是為什么這個世界產石油的就幾個地方，但可以送到世界上任何一個角落的最根本原因。

第三，液體可以長期儲存，比如茅臺酒儲存50年都沒問題，但氫氣和電池不能這樣儲存。這也是為什么人類選擇液體作為能源載體。

回到核心問題，為什么人類的第一條流水線是福特流水線？因為造一臺內燃機很貴，但圖紙一旦定型，一條流水線可以生產100萬臺。今天中國的內燃機成本，每臺不超過1萬元人民幣。

2018年我寫了一篇《關于中國新能源汽車戰略的再思考》的文章，根據當年的數字，我的估算是，大概每輛電動車需要53公斤銅、8.9公斤的鋰、39.9公斤鎳、24.5公斤錳。2018年，我在文章里預測，假設電動車發展這么快，必然導致各種金屬價格暴漲。碳酸鋰的價格，從當時的每噸4萬、5萬，最高漲到60萬，前段時間下降了一點，但最近幾周內又從15萬之后又飆升至30萬。

金屬價格漲了這么多，但車價不能這么標，因此在這么高的原材料價格下，凡是當初沒有鎖定礦山的企業基本都是虧錢的。我們追蹤全世界的貴金屬市場，追蹤了很多年期貨市場。貴金屬之所以它叫貴金屬，是因為它不那么容易產，它的儲量就在這里。

電動車是好技術，我自己也開電動車。在深圳這種比較暖和的地方，在平坦的地方開，沒問題。上下班開，很便宜，很干凈，電動車的駕駛體驗也很好。

但電動車的發展要有“四個同步”，一是要和電網的清潔化同步，電網今天69.5%靠煤發電，表面上是電開車，實際上是煤開車，那怎么能叫新能源汽車？邏輯上不通，所以只有電網大量綠色化了，才能叫新能源汽車。二是，電動車的發展速度和造電池所需的各種金屬原料的供應量同步。三是，電動車的發展要和電池回收技術發展同步。現在每年中國生產500多萬輛電動車，十年后就有至少5000多萬輛電動車，電池都是巨毒的，不是不能回收，但回收時的環保成本比較大，所以有些PE高的企業不愿意做。我一再呼吁國家要關注電池回收的問題，否則劇毒的電池清潔回收跟不上，將來會污染土地、地下水，是給我們子孫后代留后患。

這幾個同步做好，電動車還是大有前景的。我現在擔心的是，中國的GDP超過了幾千億的城市大都在大量規劃、生產電動車，一窩蜂上去以后，過幾年會產能過剩。

氫能確實是好技術。人類迄今為止所有的動力系統都是靠燃燒，蒸汽機燒煤到燒汽油、柴油，1000多度燃燒產生動力。氫能燃料是氫氣和空氣中的氧在80℃靠H2和空氣中的氧通過電化學的原理發電，其效率是內燃機的2-3倍，這也是氫能將來會大有前景的最根本原因，它還有很多優勢。量產的成本也會降下來，它也用貴金屬，但這些年來貴金屬的用量越來越少。另外，燃料電池貴金屬回收技術非常成熟，環保成本也不高，這是氫能的優勢。

從上世紀90年代末期到現在，美國、日本、歐洲等在氫能上投資了幾百億美元，但沒有產業化。最根本的原因，回到能源載體理論，液體是最好的能源載體，氫氣不適合做人類大眾和公共的能源載體，因為能源載體要求最大的能量密度。同時，氫是最小的分子，意味著它最容易泄露。在露天沒有問題，但我們做過實驗，問題是在封閉空間，尤其是像深圳這樣的地方，大部分車停在地下一層甚至三層，氫氣一旦泄露，它是爆炸范圍最寬的氣體。而且到了這個范圍內，氫氣是最容易點燃的氣體。形象地比喻，一根針掉到鋼板上產生的火花，就可以把這個屋子點燃。因為氫氣的爆炸性，所以建設加氫站的時候需要有一定的安全距離。氫氣不好儲用，但這不等于氫能沒有前景。怎么做？回到我今天講的重點，綠色甲醇。

氫能熱起來，是因為風能和太陽能上不了網，棄光、棄風太嚴重。今天中國的太陽能大部分在內蒙古、青海、新疆，電輸不過來，而氫比電更難輸，未來也許會建輸氫管。另外，氫氣的體積巨大，輸到這個城市必須立馬用。這是“先有雞還是先有蛋”的問題，現在一個拉氫的大卡車49噸重，只能拉250公斤的氫，實際上是350公斤，但到了地方只能卸載250公斤，因為壓力波動不能太大。49噸重的卡車從西部拉到深圳，路上耗的柴油的量比運輸的氫的能量還多。不過也不是沒有辦法。十幾年前，李書福（吉利控股集團董事長）覺得中國的石油不夠，甲醇便宜，想在汽車上用甲醇，花了很多億搞研發。貴陽這邊有1.7萬輛公共汽車、出租車用甲醇開車，這樣開了12年，沒有任何問題，從來沒有因為甲醇的毒性出一起公共安全事故。

相比開汽油車，在貴陽這個城市，這個車一個月能給出租車司機省6萬元。大卡車別想著搞電動，搞電動卡車、電動飛機、電動船都要謹慎，卡車電池很重，一爬坡，就是平時耗電量的5-8倍，還是用能量密度大的液體比較合適。

最近如果關注新聞，會發現全世界第一座年產10萬噸綠色甲醇的工廠已經建成了，而且開工典禮當天吉利交付了300輛甲醇重卡。如果用生物質氣化加上綠氫，生產的甲醇是100%綠色，用煤做雖然不是100%綠色，但是綠電與煤制甲醇比煤制甲醇理論上也能減碳75%左右。有人會說還剩25%的碳，也不算碳中和，記住，CO2排放太多不行，但沒有也不行，因我們呼吸的氧氣、吃的食品，都是靠二氧化碳、光合作用形成的，所以剩下25%的碳是人類必需的碳；因此即使用太陽能、風能與煤結合制的甲醇理論上也都可以叫綠色甲醇，那么更何況是如果用生物質，呢是100%綠色。

有了這個，我們就可以做汽車，表面是綠色甲醇開車，實際上75%是太陽能開車。如果是生物質，那就是100%太陽能開車。太陽能開車干凈，還是煤開車干凈？不言自明。但現在問題是甲醇開車拿不了綠牌，煤開車可以拿綠牌，這是需要發展過程的，因為它太新了。

去年丁磊的網易邀請我做了一個演講，標題是“電動車和氫能的歷史與未來”有人聽后以為我反對電動車，其實恰恰相反。現在電動車有幾個痛點。第一，純電動戰略。如果保證600公里的續航，電池要做得很大，材料很貴。而且重了之后平路沒有問題，但一上坡就不行了，像在重慶或香港，你要開上去就很麻煩。第二，純電動必然要求快充，快充要占地很大，現在全中國平均快充時間59分鐘，而在加油站只需要3分鐘。而且一到冬天，像北京這樣的地方，冬天開電動車連暖氣都不敢開。怎么解決？

插電式綠色甲醇，把電池砍掉2/3，重量減下來，平時上下班200公里就足夠了。今天如果突然要開車出遠門，路上裝甲醇的一個小型發動機，邊開車邊充，就沒有里程焦慮了，就不需要快充站。慢充有一個好處，可以選擇電最便宜的時候充，晚上睡覺的時候充。慢充站也不需要集中管理，不需要電網大規模更新。快充放到小區，保險絲馬上就燒掉，而慢充幾百塊錢一個箱子，很快就可以普及。

汽油站改甲醇站也很容易，不需要再花幾萬億更新電網。建加氫站更貴，周圍要有安全距離。深圳在建第一個加氫站前開了很多次會議，最后建到了鹽田港。但如果你過去半小時，回來半小時，你還會去充嗎？所以用插電式混合動力，就可以全部解決電動車的材料太貴、太重、快充站不足、里程焦慮，以及冬天會遇到的種種問題。未來燃料電池技術成熟了，甲醇就是綠氫的液體載體，因為液體是人類最好的能源載體。

在西部把綠氫、綠氧轉成甲醇，還有個好處，中國有西氣東輸的管線，天然氣每立方米4千瓦時，在旁邊綁一根管子，就可以輸出甲醇。甲醇在-65℃不結冰，因此都不需要保險層。甚至企業家、私人老板都能投資得起，因為建管線最貴的是在老百姓家旁邊建管線。

最后，一套綠色甲醇的基礎設施，可以供給內燃汽車、混動和燃料電池。甲醇不光可以在車上用，晚上沒風能、太陽能的時候，它可以發電。甲醇是一個長期儲能戰略，能上電網的電現在可以上，上不了電網的制成液體，沒風沒太陽的時候，兩個月不刮風也沒事，有液體給家里供電供能。

很多人說甲醇“沒有勁”，但實際上最新的F4跑車上100%用甲醇。甲醇分子有氧，燃燒速度是柴油的好幾倍，沖勁比柴油大。原來是因為汽油機沒有改，所以有問題。跑車為什么用它？一是沖勁大，二是賽車管道的污染太重，而甲醇的比重，粘度，燃燒值都和酒精類似，唯一不同就是甲醇有毒，不能喝。

受不了了 · 發表于 2023-5-22 10:28:28

好像前幾天抖音看到的視頻就是這個內容，真要這么好，那前途無量

zjhcnsod · 發表于 2023-5-22 10:53:51

本帖最后由 zjhcnsod 于 2023-5-22 11:14 編輯

創新創業學院劉院長講的幾個問題，其實都是有辦法解決的。
1、發的電的儲蓄的問題，劉院長說平原地區沒法抽水往高處庫存，可以往地下注入，下挖1萬米，把水高壓壓入，利用地表做密閉水庫。
2、風能儲存，這個可以用大風扇吹，把動能賦給風，當然這樣就用到了老祖宗的智慧：太極八卦陣，一個高三千公里，直徑八百公里的空氣八卦陣，蓄能時間長，蓄能密度大。

題外話：
網上查了一下，“南方科技大學創新創業學院”不是野雞大學，”南方科技大學“也不是野雞大學（就是聽起來十足的野雞錯覺味道）

天成Y · 發表于 2023-5-29 12:24:21

通俗明了

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