三大技术商业动向奠定中国新经济周期趋势性基调

　　回到当下2009年开始的这轮新的经济周期，人类已经拥有了高度的文明和杀伤力极大的核武器，不太可能再为了争夺自然资源或者开辟新市场而发动世界大战。但环保、绿色运动给世界带来的冲击，将不亚于战争所带来的新陈代谢的力量。上一轮周期中，清洁的电能的普及，已经催生了半导体、计算机产业的崛起，而电能的来源还主要依靠污染较大的煤炭、石油等化石燃料。在即将开始的这轮经济周期中，石化能源必将进一步被取代，更为清洁高效的能源生产和消费方式会得到普及。

　　其实，追根溯源你会发现，这些技术创新都离不开两门学问：物理学和数学。在新经济周期中，它们依然重要。沿着这两大方向，我们发现，实际上半导体技术所依附的基础科学物理学，也被广泛地应用于材料科学的众多领域；而互联网技术则会进一步由数学的创新所引导。面对庞大的数据，算法变得越来越重要，云计算、分布式数据中心会在新周期中得到进一步普及；当然，随着移动终端和互联网融合的不断深入，竞争规则以及产业前进的驱动力也都将随之发生颠覆性的变革，这将又是一次惨烈的洗牌运动。

　　最后，我们可以预见到的是下一个经济大国的崛起。2009年不仅是新经济周期开始的元年，而且是一个中国智造、中国自主创新主导的经济周期的开始。商业技术的历史告诉我们，技术的创新和普及除了科学的进步外，还有市场和商业的力量。2009年会出现的一系列新技术，电动车、清洁能源等，一方面凭借的是中国的科技力量，比如基础的材料科学、数学等具备大量人才，另一方面就是中国巨大的市场为企业家创新提供了巨大的激励。总之，2009年，我们应该认真看待技术和创新，因为这些技术商业的新动向，将为即将开始的这轮以中国为主导的经济周期奠定趋势性的基调。

　　新电池元年

　　最近，很多人都在关注美国政府是否会出手拯救濒临破产的美国三大汽车制造厂商的新闻。但是，请别忽略还有这样一条消息：2008年12月14日《华尔街日报》报道，英特尔前董事长安迪·格鲁夫建议英特尔现任首席执行官保罗·欧德宁，抓住汽车制造产业转向电动汽车的机遇，带领公司进入电池生产领域，作为公司多元化战略的一部分。英特尔一名发言人表示，英特尔已经通过旗下投资机构对与电池相关的公司进行投资。格鲁夫表示，凭借雄厚的财力，英特尔可以进一步改进电池技术并降低成本。

　　将这两条新闻联系在一起来看，这是不是意味着一次新的基于技术创新所引发的产业革命的开始？

　　回归物理学

　　实际上，英特尔进军电池业，并不单单是凭借雄厚的财力，英特尔公司每年将其总收入的10%投入到研发中，而其中有很大一部分是投给基础研究。基础研究都是些什么课题呢？简单说就是物理学。比如英特尔的科学家会研究，如何让相距仅几个原子的两个晶体管之间不漏电。英特尔正是凭借这些物理学创新，使得芯片越做越小，计算能力越来越强。其实，半导体技术从本质上讲是改良材料导电性的材料科学，这些基础研发同样可以应用到改善电池材料的导电性上。英特尔凭借以往的研究积累，降低电池的制造成本，完全是有可能的。

　　新材料电池领域其实有许多技术路线，但本质上都和半导体技术中控制材料导电性的原理相通。目前，最普及的新材料电池方向是锂的过渡金属氧化物材料。在这一方向上，又存在诸如钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂。上述三种中，钴酸锂的成本较高，资源贫乏，毒性大；镍酸锂的制备困难，热稳定性差；锰酸锂的容量较低，循环稳定性较差。由于钴酸锂的改性材料的产业化比较容易，目前已经用在手机、笔记本电脑等移动设备上，但如用到电动车甚至更大型的储能方面，其成本、安全性和环保性都差很远。因此，要想往电动车甚至更大型设备的储能蓄电池上前进，必须有新材料的技术突破。就是在这个时候，磷酸亚铁锂出现了。1997年就有美国、加拿大等国的科学家提出了磷酸亚铁锂电池的方向，但如何提高这种材料的导电率和能量密度一直是其产业化道路上的难题。

　　2003年非典期间，北京有色金属研究院超导研究部的研究员段镇忠一个人在实验室里做着实验，难得的清静让他的实验效率明显提高。有“超导”研究背景的他，利用量子力学第一性原理计算出磷酸亚铁锂的结构性质，并引入氧空位改变材料原子之间的宽度（类似芯片工业做的事情）。这些应用基本原理完成的实验，却意义重大。段镇忠制备的磷酸亚铁锂的导电率明显提高，实验室电容量达到每克160毫安时，文献上推算的理论值也不过是170。而后来业界流行走加拿大人申请专利的碳包裹路线，虽然也可制备出导电率较高的磷酸亚铁锂，但由此带来一系列新问题会使制备工艺复杂化，而段镇忠引入氧空位的方法则便于简化工业化生产的流程，也就能保证产出的材料质量更稳定，同时规避了国外专利保护的风险。

　　至此，中国在动力车电池乃至大型储能蓄电池方面的研究和产业化，达到了世界领先地位，和加拿大Phostech、美国Valence和A123公司等电池巨头可以说基本处在并驾齐驱的位置。与光伏产业的多晶硅材料提纯一样，由于中国具备物理学以及基础材料科学方面的技术优势，并且有巨大的市场前景作为对企业家的激励，以磷酸亚铁锂材料电池为核心的新能源产业，势必会像光伏产业一样，在研发和市场的双重驱动力下迅速崛起！

　　电动车的未来

　　2008年国庆前夕，人们都在谈论一条有点不可思议的新闻，“股神”巴菲特用2.3亿美元入股一家中国深圳的公司，它就是比亚迪。据说，巴菲特对比亚迪预计2009年5月推出的纯电动车E6青睐有加，准备一经推出就购买50部E6送到美国，让伯克希尔公司的董事们体验一下。在比亚迪之前，还没有任何一家传统汽车厂商敢声称，自己能生产可推广到大众市场的纯电动汽车，包括据说1925年就开始研究蓄电池的丰田公司，至今也是走混合动力的路线。比亚迪至今对电池技术守口如瓶，但据业内专家介绍，比亚迪所对外宣传的“铁电池”正是以磷酸亚铁锂为正极材料的电池。那么，磷酸亚铁锂材料到底具备哪些优势，如何能够符合电动力车的电池的苛刻要求？

　　首先是其寿命超乎想象的长。段镇忠记得，2004年3月，一家得到他提供的磷酸亚铁锂电池样本的公司给他打来电话，说他们放到实验柜上做充放电测试的两节电池，从2003年5月一直测试到2004年3月，将近一年的时间，测试员几乎都快忘记这两节电池的存在，有一天突然发现还有两节电池在测试柜上，拿下来一看，吓了一跳：充放电2200次，电容量还保留在90%以上！这意味着一辆汽车每天都充放电，可以行驶七八年不用担心电池充不进去电。实际上，当时普及的镍氢电池——许多混合动力汽车采用的电池，最多只是500次充放电，而磷酸亚铁锂电池可以轻松达到2000次，损耗只有百分之几。同时，从成本上说，磷酸亚铁锂单位价格并不高，再综合考虑到使用寿命等因素，成本是几种材料中最低的；而且其制备过程和废弃后都不会对环境有什么污染，是最环保的电池。

　　更为关键、也是动力车最关注的安全性方面，磷酸亚铁锂电池更有不可替代的优势。曾经出现过的一些手机、笔记本电池爆炸事件，其元凶实际上是钴酸锂电池，在240C高温下，充电脱锂的钴酸释放的热量是1000焦耳/克，如果不进行严格的安全设计，容易引发爆炸；而磷酸亚铁锂充电脱锂后的磷酸亚铁的热稳定性非常好，在210~410C的高温范围内，也只是释放210焦耳/克的热量，汽车碰撞甚至起火都还不至于超出这个温度上限。

　　面对新材料电池的广阔前景，国际汽车巨头也纷纷跃跃欲试。2007年7月初，丰田汽车表示，公司正致力于研发小型纯电动汽车。针对电池的关键技术，丰田将要成立的“电池研究部门”，专门研发在性能方面超出传统锂离子电池的新型电池，新的“电池研究部门”成立时将有员工50多人，两年内人员要翻一番。过去，丰田有可能是为了避开美国一些锂电池的专利纠纷，开发了镍钴锂离子蓄电池或镍钴锰锂离子蓄电池，还有已经应用的混合动力车的镍氢电池，但它们的成本还是居高不下，寿命也低于磷酸亚铁锂电池，所以磷酸亚铁锂很可能是丰田转型插电式动力车不能绕开的一个技术。一种材料一旦具有可普及的经济价值和商业前景，再大的厂商也难以绕开它，丰田很可能已经开始了这方面的研究。

　　2009年，梅赛德斯奔驰公司也将加入锂电池混合动力车的行列。当然，通用、福特、克莱斯勒等厂商早先也都宣称过其电动车领域的投资计划和即将推出的新产品，但不论技术是否成熟，迫于企业悲观的前景，恐怕已很难有太大作为。与美国三大汽车业巨头的没落以及丰田的暂时落后形成鲜明对比的，是中国比亚迪的崛起。未来，可能破产的汽车企业将流出大量专业人才，历次经济危机都将成为新崛起公司储备人才的好机会。那样的话，2009年很可能成为新材料电池动力车的元年，而中国将扮演这场大戏的主角。

　　风能蓄电的机会

　　2008年以来，国内风电建设的热潮达到了白热化的程度。但是，风能行业众所周知的一个事实是，风力发电机发出的电很多成了“垃圾”，电网根本不能承受。原因很简单，有风天和无风天的发电量差距很大，电厂控制波幅又异常困难，电网承受不了这样波幅的冲击。这使得储能方案的推出迫在眉睫。

　　电网无法承受太阳能、风能等可再生能源发电波幅的情况不仅仅出现在中国，在美国、印度、德国和丹麦都正在或者曾经出现过类似情况，只不过中国和美国最为明显。原因显而易见，中国和美国都正大力推进鼓励风能发电的产业政策，风电场的装机容量上马太快，以中国为例，2006年到2007年底，风电装机容量从260万千瓦增加到600万千瓦，翻了一倍还要多，同期全球的增幅是27%，2008年底，中国风电规模就可能达到1000万千瓦，到2010年累计装机容量可达2000万千瓦，预计2010年以后，增速会稍有回落，但增长速度也将达到60%以上。当然，期待全部风电场都用一种解决方案储能不现实，但即使其中10%采用蓄电池储能，其对适合的电池材料也是天量的市场，这还不算世界市场。

　　面对类似问题，已是风能利用大国的德国采用的是治标不治本的方法：每建一家风力发电厂，在其附近建一家火电厂，在风机发电量低的时候，火电厂发电补充，保证电网安全。德国也在研究诸如压缩空气储能等方法，但是这些方法，一是有可能损耗比较大，比如空气中的杂质、水分都会导致损耗甚至磨损设备；二是它不是简单直接的像蓄电池一样的储能设备，而是要建另一个类似电厂的设施，相对成本高，有些建设周期可能长达两三年。而蓄电池储能简单直接，采用磷酸亚铁锂这种材料损耗非常小，寿命长久。而且磷酸亚铁锂比其他的材料体积要大，成本低，这反倒决定其不适合手机、笔记本电脑等追求越来越小的设备，而适合大型设备。

　　磷酸亚铁锂材料电池适合应用于一些制造业生产线上的机器手等大型设备上。斯特兰能源科技有限公司的段镇忠总经理预测，由于向大型储能蓄电池方向上发展的技术障碍比要求苛刻的电动力车要少得多，在2009年，磷酸亚铁锂材料在大型储能蓄电池领域的发展甚至可能快于电动车的普及。2008年，我们的确观察到，在风力发电机制造之外，也出现了交变电设备和储能设备的投资热潮，但在蓄电池储能方面的部署还远远不能满足未来大量装机容量替代火电正常发电的需要。

　　虽然由于经济危机，石油、金属等材料的价格出现了大幅下降，但是在未来5~10年里，随着印度、中国等发展中大国崛起进程中对能源的需求，上述资源的价格仍然长期看涨；着眼于刚刚来临的2009年，电动车替代传统燃油动力汽车已经是正在发生的转变；我国和世界许多国家鼓励风力发电替代传统火电的政策，各大风电场的集中上马，以及亟待解决的并网、储能等问题更会在2009年引发硬性需求。还有很多有可能用到电动力的领域，磷酸亚铁锂正极材料电池都是既现实又理想的材料。

　　我们应该看到，中国曾经由于国防的需要，建立了许多诸如核能、有色金属等能源和材料科学的研究机构，培养了大量相关领域的科学家和工程师，比如中国在材料科学的研究方面并不逊色于欧美和日本等发达国家；同时，中国曾对一些基础原材料产业大量投资，许多政策和管理导致的“重复建设”客观上形成了一些要素相对低廉的价格；最后中国拥有巨大的市场，许多发达国家饱和的需求在中国还是空白，许多新材料就在中国的“大拆大建”中找到广阔的“用武之地”。总之，多种因素的集中无疑将导致未来几年，中国的新材料、新能源市场会获得令世界瞩目的巨大发展。