《电池蕴含的潜力足以拯救世界》一书的作者Steve Levine在华盛顿特区的办公室跟我们聊了很多:他为什么写一本妻子并不待见的书?是什么驱使着电池业内人孜孜不倦?制造超级电池为什么如此之难?他为什么认为伊利诺斯州阿贡国家实验室的科学家是这场比赛的领军者?
当你告诉朋友和同事你将要写一本关于电池的书时,他们都说"不",那你又是如何坚持下来的呢?
那真是一波三折.我妻子说关于电池的书会让人觉得无聊,她还强调我最好的朋友也赞同她的看法.另外,当我把写书的想法告诉代理商时,他们都懒得答复我.
回想2010年,和大多数人一样,我对国家经济的前景也很悲观,互联网经历了繁荣和泡沫破裂,房地产也经历同样的轮回,面对经济危机还有什么产业能异军突起?甚至很多人都认为欧洲或者亚洲将超越美国.
发明"更牛"的电池是颇具潜力的一个领域,以此推动电动车产业.我的专长是能源和地缘政治学.我关注能源并不是因为我对能源本身有兴趣,而是因为它牵动着全球政治的连锁反应.在我看来率先建立电池秩序的国家将赢得巨大的财富和权力.所以那会儿我毅然决然的投入到这本书的撰写中.
你说满足电动车要求的先进电池价值1.87万亿人民币.这是出版社的噱头吗?
最近我重新分析了2010年的那些数据,还致电电池和电动车研发公司以及华尔街投资银行进行咨询.相比于五年前的乐观情绪,如今已全面陷入悲观论调中:当年的市场曾预测电动车的销售量将在2020年增至新车销售量的10%到15%,此刻已无从提起,可能最好的结果也不过是1%到3%的占比.
随后我还多方询问了该产业如今的市场价值.不管是5000亿人民币还是20亿人民币,这仍然是具有相当吸引力的产业.
该照片拍自大众公司位于加利福尼亚帕洛阿尔托附近的电子研究实验室,一辆特斯拉的车底板共装有8000个18650型锂离子电池.
这是场全球参与的电池竞赛.重要的竞争者都有哪些?美国的投入有多大?
这场竞赛的主角包括日本、韩国、中国和美国.虽然还有不少参赛者,但相比之下他们的投入要少很多.最强大的参赛者莫过于日本,该国很早就投身于此,1991年对锂离子电池进行了首次商业化,当时的美国,包括永备牌电池都并未看重这方面的前景.1996年日本丰田推出普锐斯的同时,美国通用汽车也发布了EV1型电动车,日本由此推行了电子产品和电动车的双线战略.至今日本已积累了二十年的生产经验.韩国则紧随其后.
美国之所以卷入这场竞赛是因为近五六十年来,这里诞生了很多里程碑式的电池产品.美国不甘落后,联邦政府和风险投资给初创公司和国家实验室投入了数亿美元.中国更是雄心满满,他们有的是钱,而且具备生产经验,直说了吧,还有"偷窃"尖端化学机密的过往记录,实际并非自己所发明.
美国的相关研究大多集中于伊利诺斯州的阿贡国家实验室.给大家介绍一下吧.
阿贡国家实验室是美国第一所国家实验室.正是这里,Enrico Fermi在1942年首次发现了自持核反应,他还是曼哈顿计划的先驱者.低矮的砖房、四处延伸的试验场,这里就像一所森林式的校园.都是上世纪60年代修建的老式建筑,看起来毫不起眼.走进建筑引入眼帘的是绿色的长廊,就像监狱里的那种.这就是典型的联邦政府资助的低成本建筑.
然而,在这里工作的人却是全身心的投入.他们来自世界各地,组成严肃而富有朝气的团队.身为理想主义者,他们心里想的是一旦成功就可以改变世界.
你把这些研究者称作"电池人".具体介绍一下他们吧.
是他们自己想出来的.他们有一个测试,达到特定分数才会被称作电池人.除了一名女性,其他都是男性.他们是稳定的中产阶级,大多数从小就爱捣鼓小发明,和父亲的关系非常铁.
难道这就是所谓的资深"极客"?
是的.电池只有三个部分——两个电极和电解质——以供摆弄,如果不是资深极客,怎么能受得了这样无聊的工作?!和他们聊天就是一种折磨,虽然他们滔滔不绝,自我陶醉,却都是旁人难以理解的语言.他们都是心地善良的人,尽管竞争异常激烈,但绝不会有其他科学领域里的那种掣肘之忧.
现年92岁的John Goodenough曾于1979年取得电池领域的突破性成果,由此推动了1991年锂离子电池的首次商用.
书中提到了很多伟人.谈谈现代电池之父John Goodenough吧.
Goodenough是位成果卓越的天才.如今的全球市场中,每一款重量级的锂离子电池要么是他发明,要么就出自他的实验室.Goodenough有着感人肺腑的经历,他出生于康涅狄格州,父亲是耶鲁大学的著名宗教学者,但父母的婚姻却并不完满.母亲觉得已有一个男孩不想再生,但父亲强迫她生下了第二个男孩,也就是Goodenough.于是他被送到寄宿学校.十岁那年生病的时候他收到了母亲的信件,也是母亲仅有的一次来信.
但他却成长为如此热情、自信、风趣的人.具有诵读障碍的他能取得今天的成就不可谓不神奇.1980年身为牛津大学的教授,Goodenough发明了铁锂阴极材料,也就是电池的中枢系统.如今92岁高龄的他仍在德克萨斯州的奥斯汀授课,同时还专研于下一代电池产品.
通用汽车的沃蓝达属于第一代批量生产的电动车,你称之为当时"世界上最先进最节能的汽车."为什么却惨遭滑铁卢呢?
除了特斯拉,沃蓝达和其他插电式电动车都将市场目标指向特定人群,也就是行善却小众的环保人士.相比于燃油驱动的汽车,它们太过昂贵,外形和技术又算不上特别吸引人.通用汽车只卖出少量的沃蓝达,尼桑的聆风和福特的福克斯也是如此.愿意购买这样一辆电动车的人只有二十来万,之后就只能靠宣传和营销了,而沃蓝达正失败于此.
你提到日本的汽车制造商曾说过,只要日本下决心,电动车的竞争就会尘埃落定——当时普锐斯刚面世不久.他说的对吗?
日本人就喜欢来这一套.但长久以来丰田确实取得了不错的成绩,它把战略重心放在燃料电池上,这是个完全不同的系统.但特斯拉掌门人Elon Musk认为日本不可能赢得这场竞赛.据悉Elon Musk和雪佛兰正准备追加投入与日本一决雌雄.
丰田的插电式混合动力车普锐斯正在2010年巴黎车展上大放异彩.
普锐斯和特斯拉已成为这场竞争中最成功的市场占有者.它们都配备了传统的电池电源?
这款电池被称作18650型.它们只比家用的AA号电池略大一点,但一辆特斯拉的车底板中却配备了8000只,给整车带来了足够强大的稳定性.某种程度上来说也是对电池人的一种嘲讽.丰田和Elon Musk不止一次说过:这种规模的整车设计是那些电池人永远也无法企及的.Elon Musk正耗资300亿人民币在犹他州建立电池制造厂.
你引用了埃克森美孚对于2040年世界能源的一篇研究报告,文中提到一辆使用五年的电动车只有在油价高达每加仑10美元时才能凸显出价格优势,但现在油价还不到三美元,难道电动车就坐以待毙吗?
我们正生活在动荡的年代.去年的这个时候还没有人会想到油价竟然会崩落.最优秀的能源研究者也不会想到页岩油能有今天.谁能想到普京会入侵乌克兰?谁能想到阿拉伯之春?过去的五年里,无数事件颠覆了我们对世界的认知.由此可见,埃克森公司对25年后电动车的预测就有点可笑了.
只要联邦政府和硅谷把更多的资金投入到超级电池的研究中,就会涌现更多和Elon Musk一样的才俊,他们将引领全世界汽车制造商的目光,更用心更严谨的打造电动车.我认为埃克森公司很快就会停止那些无谓的评论.
我们把机器人送上了火星,还建造了粒子加速器,却没能用数不尽的资金和人力换来看似简单的目标:打造一个可以驱车500公里的电池.问题到底在哪?
你问到点子上了.我们生活在充满了摩尔定律的世界里:每18个月硅片的性能就会翻倍.这正是技术进步的真实写照.英特尔公司的工程师把越来越多的晶体管装入单晶片,然后回家吃晚饭,第二天早晨回到实验室,芯片原封不动的还在那里.
问题还在于:直到十几年前,我们仍然沉浸于内燃机的盛宴中,并未意识到新型电池的重要性.没人会跟市场说,超级电池该登场了.所以尽管亚历桑德罗.伏特早在1799年就发明了电池,但近些年来人们才真正认真考虑它.
谁将赢得竞赛?
我也不知道,但我打赌是美国.原因是所有关键性的发明都出自美国,阿贡国家实验室仍在稳步前行.就像我们倡导的公益广告:科技无限可能,我等责无旁贷.很多领域要求我们去坚守去奉献,电池正在其中.光靠广告可不会缔造奇迹,这需要我们坚守信念、持之以恒的走下去.