鋰電池雖好 更看好燃料電池

　　[摘要] 雖然在工藝上還有很多改進空間，但是當下，鋰電池無疑是當下電動車最好的選擇，可我認為，它并不是最終的選擇。

　　電池如衣服，有些好看，但是穿不了；有些不好看，但是能夠穿。

　　鋰電池在近20年的電池市場上，真可謂是大紅大紫。小到數碼產品， 智能手環(huán)，中到新能源汽車，大到儲能電站，無處不見其蹤影。這是由于，鋰電池可能是唯一集功率型與能量型特點于一身且技術成熟的電池產品。

　　對于鋰電池的出身，我不再贅述，但是有一點要提，鋰電池覺得是電池史的一個奇跡，是市場與技術正協同作用的最好例證。

　　可以規(guī)?；a的電池當中，以鋰電池和鉛酸電池技術成熟度為鋰電池成熟度為最高，工業(yè)標準化最強。換言之，可以通過資本直接采購生產線，直接生產電池。雖然在工藝上還有很多改進空間，但是當下，鋰電池無疑是當下電動車最好的選擇，可我認為，并不是最終的選擇。

　　鋰電池的三宗罪：能量上限，回收困難，安全隱患。

　　鋰電池的能量密度，是目前市場上最關注的問題。之所以關注，是因為它直接關系著電動汽車續(xù)航里程。但是提高能量密度卻舉步維艱，這個討論的很多，我就不贅述了。

　　談到回收，這個問題，我覺得是未來最需要面對和解決的問題。我曾經做過調查，我們可以在小區(qū)的垃圾桶里撿到被遺棄的舊干電池，手機電池，但是我們從來不能撿到錢算電池。大家都知道鉛酸電池可以賣錢。這是因為鉛酸電池在失效后，至少還是30%的殘值。但是鋰電池則不然，殘值不高，這就意味著電池的回收，可能不是市場自發(fā)的行為。那么到時候誰來買單，就成了一個很現實的問題。如果說鈷酸鋰這樣的材料，在回收過程中，從賬面計算上還有利可圖的話，那么磷酸鐵鋰可能就需要有補貼才有人去做了。低成本帶來的低殘值，而造成不可循環(huán)，可能是磷酸鐵鋰技術帶來的一把雙刃劍。也許有時候，經濟上的不可循環(huán)，比在技術上的不可循環(huán)，更加嚴重。

　　安全隱患，仁者見仁，智者見智。從我個人的觀點看，任何人不再在系統(tǒng)層面去討論安全，都是耍流氓。但是現實是，動力電池，對能力密度要求很高，對成本又相當敏感，作為產品來說，在這個方向是大大投入，廠家并不討巧，不如直接告訴人家一個續(xù)航里程多高或者價格多低更加劃算。燃油車也是這樣的窘境，再出眾的安全性能，也不如空間大、外觀靚、牌子硬、油耗低、優(yōu)惠大來的實在。因為安全問題的出現，總會有一定的概率，花大經歷去做一些客戶可能會感受不到的事情，未必每個廠家都會愿意。就像相機，大家關注的最多的可能就是像素，雖然像素高并不說明畫質一定好，可能還會更差，但是市場非常接受。當然，廠家會作一些安全測試，但是即使測試了100種情況，還會有101種情況出現，這就是我們所謂的意外。因此在安全問題上不能不遺余力，在新能源汽車技術仍不成熟的今天，總會有安全隱患的存在。

　　鋰電池的問題池解決不了，如果能解決，那鋰電池就不存在了。

　　很多人在不遺余力地解決著鋰電池的問題，但是實際上，我堅定的認為：鋰電池的問題解決不了的。

　　2000年，我買了第一部手機，我印象很深，當時用的是鎳氫電池。首次充電要求18個小時，還要要求用光了電在充電。以至于到2008年，有人還在問我，新買的筆記本，用不用第一次充電充12個小時？

　　如果用個名詞，還描述上述問題，那么大家都知道，這是電池的“記憶效應”。而當十年前，無記憶效應，則是鋰電池的主要賣點之一。

　　有些電池的問題，可以解決，比如工藝的優(yōu)化，一致性的提高，可以通過“匠人精神”不遺余力地去解決，但是有些問題，如能量密度，則是鋰電池從基因里帶來的問題，它受元素周期律所限制，所以幾乎是不可能解決的。

　　鋰電池之所以存在，是因為它解決的鎳氫電池基因上帶來的問題，而鋰電池基因里的問題，也需要別的電池來解決。

　　燃料電池和液流電池更適合新能源汽車，起碼在形式上更合適。

　　除了車的技術層面，充電似乎也是一個問題。燃油汽車，加油大概在十分鐘可以完成，但是新能源汽車充電，卻要久的多。

　　對于這個“不便”，解決方式無非是兩種：快速充電和換電技術?？焖俪潆娂夹g帶來的問題很多，會使充電站成本增加，會使電池壽命下降，會使用電負荷增加，很多文章都有所論述。我想說說換電技術。2010年到現在，雖然我是個固執(zhí)的人，但是有很多觀點還是有所改變了。但是對于換電技術，我卻始終持否定的觀點。

　　首先，電池型號是不能統(tǒng)一。一說到工業(yè)標準統(tǒng)一，我最先想到的，就是PC。但是在汽車界，卻不盡然。特斯拉開放專利，不知道目的是不是想做電動汽車行業(yè)的IBM。但新能源汽車市場，并不是特斯拉一家獨大，電池成組、BMS、熱管理各家都有所長，所以統(tǒng)一幾乎是不可能。

　　由此引來了問題。這將意味著不同的廠家，甚至相同廠家的不同的車型，將會有不同的電池。這等同于，換電站不能通用(加油站可是通用的)。所以根據服務需求，不同廠家，要做自己的換電站。

　　當然，也可以有一家服務公司統(tǒng)一完成不同品牌不同型號的電動汽車的換電服務。這將引來另一個問題，按照一輛車存100度電來計算，那么按照鋰電池的能量密度計算，單車的電池體量實際不小。所以這將受日服務量，儲存空間和換電站的充電能力，多重限制。

　　同時，還隱含著一個問題，就是電池的產權。此時，電池的產權可以已經不屬于車主。因為你的電池會被更換掉。這就會帶來后續(xù)保修、維護和處置等一系列的問題。因此，可能意味著必須車電分離。

　　車電如果分離，那么可能因為要考慮的更換，電池和車的比例就會大于1比1。這是因為比如一輛車有一套電池在使用的同時，這輛車待換的電池也正在充電和備用。如果10輛車公用11套電池，那么就意味著電池的成本又無形中提高10%。在市場上新能源汽車當中，一般電池所占成本的比重都很高，如果這時候電池的成本進一步提升，那么誰來買單，就是個問題了。

　　所以，從第一次聽到換電技術的2010年開始到今天，我對換電技術的態(tài)度沒有什么改變：不是不可行，而是不是以大面積推廣應用。

　　在這點上，燃料電池和液流電池的優(yōu)勢就很明顯了。通過充填氫氣，或者更換電解液，即可完成“充電”過程。而氫氣就像汽油一樣，只要純度合格，壓力達標，實際上是沒有區(qū)別的。就算不同車型在壓力上有些許的區(qū)別，通過簡單的二級減壓，便可實現。不管技術成熟度如何，起碼在形式上更加合適。

　　燃料電池的三宗罪：氫產業(yè)鏈，貴金屬催化，管理困難。

　　這就回到了最開始，燃料電池，就好像是一件看上去很美的衣服，但是穿起來并不舒服。

　　從2006年，我便認定，燃料電池的最核心問題，是氫產業(yè)鏈的問題。

　　杰里米里夫金先生的第三次工業(yè)革命一書中，提到了能源的五大支柱，氫能就是其中之一。在關注的燃料電池技術，我不免要問，氫從哪里來。我也曾小覷過制氫技術之端倪，但是很遺憾，即使有產業(yè)，但是并沒有產業(yè)鏈。

　　石油之所以能統(tǒng)治能源，完全歸功于石油產業(yè)鏈的發(fā)展。除了我們熟悉的汽油和柴油，無數種工程材料，日化產品，都是石油為原材料。石油分離出的主產品和各個副產品，不但分攤著原料的成本，更重影響著各個行業(yè)。

　　舉個例子，在東北建了很多風電場，但是出力卻不多，尤其是在冬天，還是以火電為主。原因很簡單，火電廠有一個重要的副產品：熱。如果使用風力發(fā)電，肯定能節(jié)能減排，東北冬天的空氣也會清新很多，但是供暖卻無法解決。這就是我所理解產業(yè)鏈，不知道和經濟學里專業(yè)的定義有沒有不同，所謂產業(yè)鏈，就是在生產和使用過程中的所有環(huán)節(jié)，都有人去負責，不論是使用、回收或者二次開發(fā)。

　　當今，我們對石油的依賴，并不僅僅是汽油，雖然他是比重最大的。轉過來看，不管是上游的制氫企業(yè)，還是下游的用氫終端用戶，并沒有實現真正的聯系。在如果用戶僅是使用燃料電池的新能源汽車，我想這個產業(yè)鏈并不會發(fā)展得很快。因為這種供求雙方過于單一了，誰來做燃料電池車，誰來建設加氫站，屆時又是一輪求補的呼聲。很難產生市場與技術相會催化的正協同作用 。

　　說完產業(yè)鏈，再說說第二宗罪：貴金屬催化劑。

　　燃料電池使用貴金屬催化劑，是一個老生常談卻不能不談的問題。因為我認為它是限制燃料電池發(fā)展的天花板之一。可能燃料電池的專家會說，燃料電池的成本不是催化劑，這點我很清楚，但是我仍要說它是燃料電池的天花板，是基因里帶出來的缺陷。

　　在我看來，世界上有兩種高成本材料，第一種是工業(yè)化不足，第二種是資源稀缺的。對于其產，通過規(guī)?；图夹g進步，可以大大降低成本，比如燃料電池的成本最高的雙極板。而對于后一種，規(guī)?；螅瑤淼氖浅杀镜纳仙?。這就如果鎳氫電池的產量會左右鎳鈷礦石的價格一樣。貴金屬催化劑就屬于后一種。

　　鉑對于老百姓來講，是一種奢侈品，而不是必需品。工業(yè)上，也是用于如電極、傳感器這樣的小眾的產品。如果一旦鉑變成了民用級產品，龐大的需求，會大大抬高它的價格。也就是說，燃料電池未來的成本呢，是不可估量的。雖然有專家信誓旦旦的說Miria上市，解決了貴金屬催化劑的問題，雖然我看到了豐田將貴金屬催化劑的實際產品上的用量，推向新低。雖然我承認，在技術上相當逆天，但是如果想大規(guī)模使用，可能還不夠低。

　　燃料電池的第三宗罪：我稱之為管理困難

　　管理困難是相對鋰電池而言。燃料電池也好，液流電池電池也好，在管理上都比鋰電池鉛酸電池復雜一個緯度。如果我把鋰電池定義為二維管理，即溫度場和電場的話，那么燃料電池則是三維管理 ，即電場、溫度場、流場。因此管理相當復雜。

　　有人把燃料電池的管理，稱之為水熱管理，這是很有道理的。舉例說明，眾所周知，燃料電池的反應是氫氧生成水，這個水就大有學問，首先水對于燃料電池來說是必須的，因為質子交換膜必須在濕潤的環(huán)境下才能工作，而燃料電池的工作溫度是60攝氏度，膜中的水分很難保持，需要人為加濕或者用反應產生的水來補充。這個水的量就很難控制了：如果水少了，膜會因為脫水而使電池內阻迅速上升，如果水多了，也會因為電極“水淹”使得電池放電能力迅速下降，正所謂多了不行，少了也不行。更何況電池的輸出和環(huán)境溫濕度也是在不停的變化的，如何在一個電堆中恰到好處的控制，困難之極。諸如此類，燃料電池從基因里帶來的管理困難還有不少。所以，雖然燃料電池比鋰電池的控制僅僅多了一個緯度，但是控制難度卻多了幾個數量級。

　　沒有一種電池沒有問題；也沒有一種電池，能解決所有的問題。找到自己的應用場景，甚至多種電池聯合使用，才是王道(老張，2014年某峰會)。

　　我很少參與鋰電中鐵鋰與三元之爭的嘴仗，因為永遠沒有結論。大家只是在維護商業(yè)利益，而不是技術之爭。這就如同在爭論學校的校醫(yī)，和三甲醫(yī)院的主治醫(yī)師，哪個好一樣。如果說強，主治醫(yī)師必然獲勝，但是校醫(yī)不花錢、不排隊、隨時隨地能給學校的孩子處理緊急或不太緊急的狀況，所以主治醫(yī)師永遠代替不了校醫(yī)，反之亦然。

　　這個例子，其實也就是說明了應用場景的重要。在我和別人說燃料電池更適合新能源汽車的時候，經常被人曲解。我從不認為鋰電池不適合新能源汽車，而是鋰電池不適用于所有的新能源汽車。在某一細分市場，可能更合適一些，比如現在正在熱議的低速電動車。

　　在此，我想再多啰嗦一句：即使今天，那些被鋰電池的“淘汰”的鎳氫電池和鉛酸電池仍在市場是大量的應用。雖然有短處，但是也必然會有長處，揚長避短，與市場需求磨合即可。因此鋰電池的問題也沒必要去回避，只要在自己合適的應用場景來發(fā)展，便會有很大的市場。

　　從形式上，燃料電池更適合于新能源汽車。但是技術上，還有很多問題要解決，而且是很難解決。燃料電池是最古老的電池，比鉛酸的歷史還要悠久。一百多年都沒完成的事業(yè)，要想在幾年內完成，還真是需要有兩把刷子了。

　　科學是技術的天花板，只有科學進步了，天花板上移了，技術才有發(fā)展空間。但是科學不是發(fā)明，而是發(fā)現，需要準備，需要運氣，更需要持之以恒。如果科學家都去做工程師的活兒了，天花板不動，即使齊天大圣一樣的神通，再怎么折騰，也跳不出如來的五指山(這段是感慨，也是牢騷，看官請無視)。

　　最后，我想引用2006年某教授說的一句話作為結尾：“燃料電池肯定要火，但是是五年還是五十年，就不好說了”。如果當時看燃料電池的技術真要再等50年，那么以過去10年，我們可能還要再等40年。（老張）