鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1076次 | 2020年08月11日
史見未來 下一個(gè)顛覆性創(chuàng)新——燃料動(dòng)力電池汽車
顛覆性創(chuàng)新(DisruptiveInnovation),是指那些創(chuàng)造了新的市場(chǎng)和價(jià)值網(wǎng)絡(luò),并最終顛覆了現(xiàn)有市場(chǎng),取代已成熟市場(chǎng)中的原有領(lǐng)先者的創(chuàng)新技術(shù)。這一理論由哈佛商學(xué)院教授,“創(chuàng)新大師”ClaytonM.Christensen提出,這一理論被稱為21世紀(jì)最有影響力的商業(yè)理念。歷史上已出現(xiàn)了很多符合這一理論的創(chuàng)新技術(shù),比如FordModelT顛覆了馬車,數(shù)碼相機(jī)取代了膠片。那么,燃料動(dòng)力電池汽車是否也具有“顛覆性創(chuàng)新”的特質(zhì)呢?
2020,曾經(jīng),這個(gè)時(shí)間結(jié)點(diǎn)常常被作為實(shí)現(xiàn)燃料動(dòng)力電池汽車商業(yè)化的目標(biāo)年。如今,2020就在眼前了,但燃料動(dòng)力電池汽車的前景似乎還是不太明朗。今天似乎已經(jīng)是極好的時(shí)代了,一切都在蓬勃發(fā)展,新能源車企爆發(fā)式上升,共享出行等商業(yè)模式也突飛猛進(jìn)。在這樣優(yōu)渥的土壤中,為何燃料動(dòng)力電池汽車的發(fā)展仍然步履艱難?2020之后的下一個(gè)20年方向何在?本文將從以下幾個(gè)方面給出分析:
1.從電池的發(fā)展史看汽車電動(dòng)化的百年浮沉
2.有關(guān)燃料動(dòng)力電池汽車硬實(shí)力的新觀點(diǎn)與數(shù)據(jù)分析
3.從七個(gè)已經(jīng)成功的顛覆性技術(shù),看”顛覆性創(chuàng)新”的共同特點(diǎn)
4.燃料動(dòng)力電池汽車的下一個(gè)20年?
一、從電池的發(fā)展史看汽車電動(dòng)化的百年浮沉
“電”改變了人類的一切,卻留下了汽車這一遺珠。在能源領(lǐng)域,不具有類似信息技術(shù)領(lǐng)域“摩爾定律”,能源技術(shù)的發(fā)展更接近線性而不是指數(shù)上升。能源是一切技術(shù)的基礎(chǔ),它事關(guān)全人類的安全,因此它的發(fā)展必須足夠穩(wěn)健,新的能源技術(shù)要足夠充分地證明自己,才可能進(jìn)入主流。電池技術(shù)的發(fā)展史,以及汽車電動(dòng)化的百年浮沉,也就是能源技術(shù)發(fā)展的一個(gè)縮影。
“電池”與“電”同時(shí)被發(fā)明(發(fā)現(xiàn))
提到汽車電動(dòng)化所面對(duì)的挑戰(zhàn),大家首先肯定會(huì)想到是電池“不行”。的確如此,電池技術(shù)的發(fā)展似乎已經(jīng)很難跟上當(dāng)今的電動(dòng)化、電子化浪潮對(duì)其的要求了。但實(shí)際上,電池的發(fā)明和電學(xué)的起步是同時(shí)期的,早在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“電”的時(shí)候,電池就被發(fā)明了,并且很好地幫助了科學(xué)家進(jìn)行電相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。下圖總結(jié)了電池的發(fā)展歷程。
電池發(fā)展史
人類系統(tǒng)地研究自然界中的電現(xiàn)象,是從18世紀(jì)開始的。代表人物是著名的BenjaminFranklin。實(shí)際上也是他創(chuàng)造了Battery(電池)這個(gè)詞,當(dāng)時(shí)用來描述帶電玻璃板陣列。同時(shí)期還有另外一位解剖學(xué)家叫LuigiGalvani。他發(fā)現(xiàn)了“生物電”,進(jìn)而描述了電流以及發(fā)電的原理,為后續(xù)的“電池”發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。Galvani可能不如Franklin著名,但是學(xué)過電學(xué)相關(guān)知識(shí)的朋友應(yīng)該用過Galvanostatic(恒電流)這個(gè)詞。
LuigiGalvani在解刨青蛙時(shí)發(fā)現(xiàn)電流
在1800年之前,科學(xué)家對(duì)電的研究都是停留在對(duì)自然現(xiàn)象的觀測(cè)中,直到AlessandroVolta(電壓?jiǎn)挝弧胺亍?發(fā)明了工程意義上的電池。這被稱為“伏打電堆”(VoltaicPile),這一電池由交替的鋅和銅盤構(gòu)成,在金屬之間布置有浸泡在鹽水中的紙板,兩極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)從而出現(xiàn)電流。這是世界上第一個(gè)能夠出現(xiàn)可靠穩(wěn)定電流的“濕電池”,它的重大意義在于為后續(xù)研究電的科學(xué)家供應(yīng)了穩(wěn)定可靠的電源,極大地推動(dòng)了電學(xué)研究的發(fā)展。
接下來的1819-1827,是電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,重要來自于三個(gè)人:André-MarieAmpère,GeorgOhm,MichaelFaraday(三人分別是“電流”,“電阻”的單位,和“法拉第常數(shù)”的名稱)。后來我們也了解了,這三人將電力技術(shù)推上了一個(gè)全新的高度,徹底改變了我們的生活。
另一方面,電池仍在按部就班地發(fā)展著,不斷有新類型的電池被發(fā)明出來,比如1836年JohnDaniell發(fā)明了Daniell電池,1839年WilliamRobertGrove發(fā)明了燃料動(dòng)力電池,也就是本文的主角。這里我們暫不詳細(xì)介紹燃料動(dòng)力電池,你只要了解它與上圖中其它的電池類型都不同,其它電池發(fā)電都是要消耗電極材料的,而燃料動(dòng)力電池的電極材料則只作為催化劑,理論上永遠(yuǎn)不會(huì)被消耗,被消耗發(fā)電的是額外輸入的“燃料”。相關(guān)于當(dāng)時(shí)的“一次電池”而言,這是燃料動(dòng)力電池的重要優(yōu)點(diǎn)。到了1859年,鉛酸電池出現(xiàn)了,這是第一個(gè)可充電電池(二次電池),彌補(bǔ)了“一次電池”的缺點(diǎn)。鉛酸電池至今仍在汽車等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
到1881年,CarlGassner發(fā)明了鋅-碳電池,這是世界上第一個(gè)干電池。在此之前的電池都是“濕電池”,就是說必須要填充液態(tài)的電解質(zhì),比如我們高中就學(xué)過的鉛酸電池,就是以硫酸作為電解質(zhì)的。
另一重要的進(jìn)步是1901年ThomasAlvaEdison發(fā)明的堿性電池。堿性電池的方法原本是愛迪生的合作伙伴WaldemarJungner設(shè)計(jì)的,當(dāng)時(shí)Jungner也同時(shí)發(fā)明了鎳鉻充電電池,他覺得鎳鉻充電電池的應(yīng)用前景要大得多,所以并沒有把精力放在堿性電池上。但愛迪生意識(shí)到堿性電池高容量、低成本的優(yōu)勢(shì),所以拿來申請(qǐng)了專利,并在后來發(fā)展成了最成功的一次電池。
ThomasAlvaEdison展示公司的電動(dòng)汽車
從1970年代開始,鎳氫電池被發(fā)明出來,并且在1989年正式應(yīng)用于小型商業(yè)化產(chǎn)品。隨后便是鋰離子電池的崛起了。實(shí)際上,人們?cè)缭?00年前就認(rèn)識(shí)到將鋰作為電池材料的優(yōu)勢(shì)了(1912年美國(guó)物理化學(xué)學(xué)家GilbertN.Lewis首先開展了鋰離子電池的研究)。因?yàn)殇囀敲芏茸畹?、電化學(xué)勢(shì)最高,并且比能量最高的金屬。鋰的較小的原子量可以幫助鋰離子加速擴(kuò)散,這些都意味著鋰可以成為理想的電池材料。盡管鋰離子電池的早期研究開始于100年前,但實(shí)用的鋰離子電池直到20世紀(jì)80年代才有所突破。1980年,美國(guó)化學(xué)家JohnB.Goodenough和摩洛哥科學(xué)家RachidYazami分別發(fā)現(xiàn)了用LiCoO2作為電池陰極,石墨作為陽(yáng)極可以很好地實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的效果。隨后,由日本AsahiKasei公司(三菱集團(tuán)的子公司)的科學(xué)家AkiraYoshino帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)于1985年制造了第一個(gè)鋰離子電池原型,這是第一個(gè)可充電且穩(wěn)定工作的鋰離子電池版本。又經(jīng)過了約十年的探索,索尼公司于1991年才將鋰離子電池商業(yè)化。
今天,電力電子技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)超乎我們?cè)?jīng)的想象了,從遠(yuǎn)大的方面說,最大的射電望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)可以探測(cè)到宇宙深處距離我們200億光年外的天體了。從最微觀的方面說,人類制造的最小電子器件,如5nm晶體管,小到足以出現(xiàn)量子隧道效應(yīng)。最快的計(jì)算機(jī)已經(jīng)能夠以每秒3.3億億次浮點(diǎn)運(yùn)算的能力工作了(TH-33.86PFLOPS)。然而在電池方面,雖然學(xué)術(shù)界不斷發(fā)明了很多新的電池類型,在實(shí)驗(yàn)室里電池性能也得到不斷提升,但是在實(shí)際應(yīng)用中,突破性的改變并未發(fā)生過。我們了解,當(dāng)今電池最成功應(yīng)用之一是Tesla電動(dòng)汽車。但連ElonMusk的超級(jí)廠也承認(rèn),他們現(xiàn)在依然只是對(duì)現(xiàn)有的鋰離子電池進(jìn)行改進(jìn),電池的革命可能不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)到來。
電動(dòng)汽車曾是市場(chǎng)主宰
可能很多人也了解,電動(dòng)汽車其實(shí)比內(nèi)燃機(jī)汽車出現(xiàn)得更早,然而后來內(nèi)燃機(jī)崛起,電動(dòng)汽車便離開了歷史舞臺(tái)很長(zhǎng)時(shí)間。其中的原因也很簡(jiǎn)單,在最初,“燃油+內(nèi)燃機(jī)”的工作模式比“電池+電動(dòng)機(jī)”要復(fù)雜很多。根據(jù)估計(jì),內(nèi)燃機(jī)通常具有超過2000個(gè)零件,而電動(dòng)機(jī)則可以簡(jiǎn)化到數(shù)十個(gè)。后來電動(dòng)汽車被反超,則是由于內(nèi)燃機(jī)的性能顯著提升,成本降低,而電動(dòng)汽車,則遇到瓶頸,進(jìn)展緩慢。遺憾的是,直到今天,100年前電動(dòng)汽車遇到的瓶頸,仍然是我們今天最大的問題。1907年-1939年,位于底特律的AndersonElectricCarCompany是最大的電動(dòng)汽車制造商,年銷量最高到1800輛,他們生產(chǎn)的電動(dòng)汽車,續(xù)航里程在80-211英里(128–339公里),而今天,這個(gè)數(shù)字并沒有多大改變:200-500公里(目前市場(chǎng)中的電動(dòng)汽車)。
世界上第一輛電動(dòng)汽車于1842年在蘇格蘭制造。到了1899年,美國(guó)銷售了超過1500輛電動(dòng)汽車,而同年汽油車的銷量則為900輛。當(dāng)時(shí)紐約已經(jīng)建立了一個(gè)完善的充電站網(wǎng)絡(luò),電動(dòng)汽車也尤其受到城市中的上層人士的青睞,特別是女士們,一定會(huì)選擇駕駛電動(dòng)汽車,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)并沒有配備起動(dòng)機(jī),要手搖曲柄啟動(dòng),這是一種費(fèi)力且危險(xiǎn)的操作。另外,電動(dòng)汽車更清潔,比內(nèi)燃機(jī)車更安靜,活動(dòng)部件更少,因此更容易維護(hù)。
電動(dòng)機(jī)(上)與內(nèi)燃機(jī)零部件比較
從20世紀(jì)30年代開始,內(nèi)燃機(jī)車逐漸成為市場(chǎng)主導(dǎo),取代了電動(dòng)汽車。因?yàn)殡S著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,它們變得比電動(dòng)汽車更便宜,續(xù)航里程更遠(yuǎn),車速更高,并且加油可以在幾分鐘內(nèi)完成,比電動(dòng)汽車便捷很多。另外,第一個(gè)實(shí)用的起動(dòng)機(jī)也被美國(guó)工程師CharlesF.Kettering發(fā)明并推廣,1920年的FordModelT就正式用起動(dòng)機(jī)取代了手搖曲柄。Kettering在汽車工程史上也是一位重要的人物,雖然不像Ford等人創(chuàng)立了自己的汽車公司,但是他以工程師的角色,發(fā)明了數(shù)百項(xiàng)推進(jìn)汽車工業(yè)的技術(shù),也備受人們崇敬。假如你到了密歇根,會(huì)注意到有很多以Kettering命名的學(xué)校、研究所等。比如位于Flint的KetteringUniversity,至今仍是培養(yǎng)優(yōu)秀汽車工程技術(shù)人員的搖籃。
在沉寂數(shù)十年后,到了20世紀(jì)90年代,電動(dòng)汽車在美國(guó)加州出現(xiàn)了小規(guī)模的復(fù)興,這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)加州出臺(tái)了一項(xiàng)《零排放汽車法案》(ZeroEmissionVehicleMandate),這項(xiàng)法案曾規(guī)定,1998年在加州出售的新車中,“零排放汽車”的比例要達(dá)到2%,2000達(dá)到5%,2010年達(dá)到10%。通用汽車生產(chǎn)了超過1000輛純電動(dòng)汽車,即EV-1,以滿足該法案。但是這項(xiàng)法案一直受到諸多批評(píng)的聲音,其本身也在不就后就放寬了,所以純電動(dòng)汽車再次落入低估,但與此同時(shí),混合動(dòng)力汽車卻得到了發(fā)展。
到了今天,我們討論電動(dòng)汽車,是因?yàn)樗俅斡瓉砹藦?fù)興的希望。如我們前面所討論的,電動(dòng)汽車,包括燃料動(dòng)力電池技術(shù),并不是一項(xiàng)新技術(shù),但我們?nèi)匀豢梢詫⑵錃w類為潛在的“顛覆性創(chuàng)新”。正如美國(guó)著名傳播學(xué)家和社會(huì)學(xué)家EverettRogers在他的開創(chuàng)性著作《創(chuàng)新的擴(kuò)散》(DiffusionofInnovations)中指出的:“要成為一種創(chuàng)新,技術(shù)不要是新的。假如一項(xiàng)新技術(shù)關(guān)于個(gè)人而言似乎是新的,那么它仍然可以被認(rèn)為是一種創(chuàng)新”。而電動(dòng)汽車就屬于這種情況。
二、燃料動(dòng)力電池汽車:性能優(yōu)異,卻陷入迷茫
燃料動(dòng)力電池,作為汽車電動(dòng)化的解決方法之一,其常被提及的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn),我無需在此贅述了。純電動(dòng)汽車相關(guān)于燃油車所具有的優(yōu)點(diǎn),燃料動(dòng)力電池汽車都同樣具有。在此基礎(chǔ)上,燃料動(dòng)力電池汽車還有更多的幾個(gè)突出特質(zhì)。我們老生常談的兩點(diǎn),可能就是續(xù)航里程和充能時(shí)間了。我猜大家對(duì)純電車和燃料動(dòng)力電池車的續(xù)航里程的大致印象是,兩者差不多。這種印象的來源可能是因?yàn)槿缃褚恍┘冸妱?dòng)汽車的續(xù)航里程已經(jīng)足夠高,達(dá)到了燃油車水平,比如2017ModelS100D的里程是335miles(539km),同時(shí)最新量產(chǎn)燃料動(dòng)力電池車的里程也差不多是這個(gè)數(shù),比如HondaClarityFuelCell2016版在EPA測(cè)試循環(huán)中,里程是589km。但是也許我們可以透過歷史數(shù)據(jù),用發(fā)展的眼光來重新看看這個(gè)問題。
下圖是我們整理的Honda燃料動(dòng)力電池汽車發(fā)展年表,重點(diǎn)列出了儲(chǔ)氫方式與續(xù)航里程的變化。不難看出,在短短不到20年間,儲(chǔ)氫技術(shù)經(jīng)歷了合金儲(chǔ)氫,甲醇重整,高壓氫罐等方式。其中高壓氫罐的儲(chǔ)氫壓力,隨著技術(shù)的發(fā)展,從最初的25MPa、100L,新增到了現(xiàn)在的70MPa、141L。相應(yīng)的,燃料動(dòng)力電池汽車?yán)m(xù)航里程也在短時(shí)間內(nèi)有了質(zhì)的飛越。從下面的曲線圖可以更直觀地看出來,燃料動(dòng)力電池汽車的續(xù)航里程的上升是非常迅速的。所以,回過頭再去想想剛才我們比較的純電動(dòng)汽車與燃料動(dòng)力電池車,雖然今天二者的續(xù)航里程相近,但是,燃料動(dòng)力電池車是用不到20年時(shí)間就從200多公里的里程進(jìn)步到現(xiàn)在的水平,而純電動(dòng)汽車,上一節(jié)我們也說到了,它們?cè)?00年前,續(xù)航里程就是已經(jīng)300多公里了??梢姡偃缯罩@樣的發(fā)展速度繼續(xù)下去,不久后燃料動(dòng)力電池汽車的續(xù)航里程就能讓純電動(dòng)汽車望塵莫及了。
Honda燃料動(dòng)力電池汽車發(fā)展年表
儲(chǔ)氫量與續(xù)航里程在20年內(nèi)飛速提升
從原理上說,燃料動(dòng)力電池汽車在續(xù)航里程上的優(yōu)勢(shì)也很好理解。純電動(dòng)汽車的里程受到其搭載的二次電池容量的限制,而二次電池的發(fā)展,前面已經(jīng)介紹得很詳細(xì)了,受到電化學(xué)反應(yīng)原理的限制,其容量的提升可以說是在百年間進(jìn)展龜速。而關(guān)于燃料動(dòng)力電池汽車,我們只要不斷增大儲(chǔ)氫壓力,就能線性地增大其續(xù)航里程。雖然工程實(shí)踐中其實(shí)也沒有說起來的這么簡(jiǎn)單,增大儲(chǔ)氫壓力關(guān)系到氫罐材料、安全性、總體效率等方面,但是其提升的難度仍然遠(yuǎn)低于二次電池的性能提升難度。
除了續(xù)航里程的優(yōu)勢(shì)外,車用燃料動(dòng)力電池的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在耐久性,功率密度和便于增大尺寸。這里暫不展開細(xì)說,推薦大家看一篇今年最新發(fā)表于NatureEnergy的文章Batteriesandfuelcellsforemergingelectricvehiclemarkets,其中有對(duì)各種類型的二次電池及燃料動(dòng)力電池的性能參數(shù)的詳細(xì)總結(jié)。
說了這么多燃料動(dòng)力電池的價(jià)值和優(yōu)勢(shì),那么為何到如今它的發(fā)展依然很迷茫呢?我想這是因?yàn)椤邦嵏残詣?chuàng)新”的典型特點(diǎn)之一:”顛覆性創(chuàng)新技術(shù)最初比現(xiàn)有技術(shù)更昂貴,然而質(zhì)量卻更差”,很顯然,在這樣的初期條件下,它是難以找到市場(chǎng)的。那么燃料動(dòng)力電池汽車的出路在哪里?它會(huì)成為下一個(gè)成功的“顛覆性創(chuàng)新”嗎?我們不妨一起回顧一下歷史,看看歷史上其它幾項(xiàng)最終取得成功的“顛覆性創(chuàng)新”是怎么做到的?
三、成功的“顛覆性創(chuàng)新”的四個(gè)共同特點(diǎn)
在人類歷史上的各個(gè)領(lǐng)域中,顛覆原有成熟技術(shù)的創(chuàng)新并不少見,它們無一例外的,在最初階段不被市場(chǎng)看好,但最終成功地替代了原有技術(shù),并改變了我們的生活。第一個(gè)是在攝影領(lǐng)域,在上個(gè)世紀(jì)90年代數(shù)碼相機(jī)出現(xiàn)之前,膠片是絕對(duì)的選擇,數(shù)碼相機(jī)價(jià)格數(shù)倍于膠片相機(jī),而在初步進(jìn)入市場(chǎng)時(shí),其畫質(zhì)和使用便利性等也都比不上膠片相機(jī)(如表1和表2所示),但后來的故事大家應(yīng)該耳熟能詳了。類似的例子還有:汽車替代了(絕大部分)馬車;液力工程機(jī)械替代了(絕大部分)電力工程機(jī)械;石英表替代了(絕大部分)機(jī)械手表;在船運(yùn)領(lǐng)域,蒸汽船替代了帆船,電子閱讀器成功地與紙質(zhì)書分享了市場(chǎng)。
表1.原有技術(shù)與成功的顛覆性技術(shù)之間的成本比較
表2進(jìn)入市場(chǎng)初期,顛覆性技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較
在回顧了上述成功顛覆性創(chuàng)新的發(fā)展歷程并分析了相關(guān)數(shù)據(jù)后,我們不難總結(jié)出它們的共有特點(diǎn):
1.現(xiàn)有市場(chǎng)領(lǐng)先者通常不會(huì)認(rèn)識(shí)到該項(xiàng)新技術(shù)的威脅
我們發(fā)現(xiàn),成功的顛覆性創(chuàng)新,在一開始都是被認(rèn)為不具有威脅的。原本主導(dǎo)市場(chǎng)的公司即使意識(shí)威脅,也不會(huì)真正采取重大變革來采用顛覆性創(chuàng)新技術(shù),而是通過不斷降低現(xiàn)有技術(shù)的成本和改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)性能,以求維持其市場(chǎng)份額。這個(gè)效應(yīng)其實(shí)已經(jīng)有了一個(gè)自己的名字,就叫做“帆船效應(yīng)(SailingShipEffect)”,說的就是19世紀(jì)初的時(shí)候,蒸汽船的出現(xiàn)對(duì)帆船的市場(chǎng)占有構(gòu)成了很大的威脅,這導(dǎo)致了一個(gè)有趣的結(jié)果,那就是在隨后的50年間,帆船實(shí)現(xiàn)了比過去300年間還多得多的技術(shù)改進(jìn),然而,這些努力通常是徒勞的。這樣的例子還包括柯達(dá)沒有及時(shí)轉(zhuǎn)向數(shù)碼相機(jī)的研發(fā)。Bucyrus-Erie公司作為曾經(jīng)最大的采礦設(shè)備制造商,因其沒有及時(shí)采用液壓技術(shù),而逐漸退出歷史舞臺(tái),于1994年申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)。類似的許多公司都因沒能及時(shí)適應(yīng)顛覆性技術(shù),而后開始走下坡路甚至銷聲匿跡。
相反的例子是瑞士鐘表行業(yè)。在鐘表行業(yè)中,曾經(jīng)有一段時(shí)間被稱為“石英危機(jī)(QuartzCrisisakaQuartzRevolution)”,這指的是在20世紀(jì)70年代和80年代初期,石英表的出現(xiàn)所引起的市場(chǎng)顛覆,由于當(dāng)時(shí)瑞士鐘表業(yè)選擇繼續(xù)專注于傳統(tǒng)機(jī)械表,瑞士手表出口量從1973年的4000萬(wàn)臺(tái)下降到1983年的300萬(wàn)臺(tái),瑞士鐘表業(yè)幾乎要被石英表所消滅。如今,瑞士鐘表業(yè)也接納了石英,幫助自己實(shí)現(xiàn)了復(fù)蘇,并再次站在世界巔峰。2011年,瑞士鐘表業(yè)實(shí)現(xiàn)收入130億歐元。
2.顛覆性創(chuàng)新最初比原有技術(shù)更昂貴,而質(zhì)量卻更差
從表1我們可以看到,成功的顛覆性創(chuàng)新在剛進(jìn)入市場(chǎng)時(shí),其成本比原有技術(shù)可能高4到30倍。高價(jià)格通常是由于復(fù)雜的制造工藝,高成本材料的新技術(shù)導(dǎo)致的,新技術(shù)尚未從規(guī)模經(jīng)濟(jì)中受益。在新技術(shù)對(duì)市場(chǎng)的占有率逐漸增大后,根據(jù)學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)我們了解,由于制造優(yōu)化,產(chǎn)量新增,單位成本得以下降。最終,顛覆性技術(shù)的成本可能降至與原有技術(shù)直接競(jìng)爭(zhēng)的水平。
3.顛覆性創(chuàng)新技術(shù)對(duì)消費(fèi)者具有某種形式的“附加價(jià)值”
顛覆性創(chuàng)新取得成功的其中一個(gè)重要因素是給用戶帶來“附加價(jià)值”。然而有趣的是,這種附加價(jià)值常常是出乎預(yù)料的,并且明顯超出了技術(shù)本身的功能優(yōu)勢(shì)。比如說iPod,它的功能性進(jìn)步是顯著的,比如可以儲(chǔ)存比CD多得多的音樂。但是,市場(chǎng)人員經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn),最初人們踴躍購(gòu)買iPod的重要驅(qū)動(dòng)是認(rèn)為它很“酷”。
4.顛覆性技術(shù)將首先填補(bǔ)小眾市場(chǎng)(NicheMarket),然后逐漸擴(kuò)散
以液壓挖掘機(jī)為例,在早期,挖掘機(jī)的主流市場(chǎng)是采礦業(yè)、建筑業(yè)等,液力挖掘機(jī)因?yàn)楦⌒突?,所以無法進(jìn)入這些主流市場(chǎng)。后來液力挖掘機(jī)找到了自己的小眾市場(chǎng),也就是個(gè)人住宅建設(shè)。因?yàn)槲覀兞私?,美?guó)的個(gè)人住宅大多都是獨(dú)棟的,相對(duì)分散的,在早期的時(shí)候也重要由家庭自己建設(shè)。最早的時(shí)候重要靠人工手動(dòng)挖掘地基。隨著二戰(zhàn)后美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,住宅建設(shè)需求蓬勃發(fā)展,液力挖掘機(jī)很好地填補(bǔ)了這個(gè)市場(chǎng)空白,因?yàn)樗却笮碗娏C(jī)械更小巧靈活,相關(guān)于手工作業(yè)又能顯著提高效率。
四、燃料動(dòng)力電池汽車的下一個(gè)20年?
在分析了上述幾個(gè)成功的“顛覆性創(chuàng)新技術(shù)”的歷程之后,我們?cè)賮硭伎既剂蟿?dòng)力電池汽車的下一個(gè)20年應(yīng)該怎么發(fā)展?首先,我們應(yīng)該已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,燃料動(dòng)力電池汽車符合前面我們總結(jié)的“顛覆性創(chuàng)新”的共性。因此,我們有理由相信它具有充分的潛力成為下一個(gè)成功的顛覆性創(chuàng)新技術(shù)。我認(rèn)為,意識(shí)到這一點(diǎn),關(guān)于制造商和政策制定者們的大方向決策至關(guān)重要。然后,借鑒以往的成功技術(shù),關(guān)于燃料動(dòng)力電池汽車具體的發(fā)展策略我認(rèn)為可以從以下三個(gè)角度考慮:
1.努力新增附加價(jià)值,而不是全力投入降本
一部分公司在推廣新能源汽車,特別是燃料動(dòng)力電池汽車時(shí),犯了一個(gè)錯(cuò)誤,那就是他們?nèi)ν度氲浇档统杀镜哪繕?biāo)中,期望將新能源汽車的成本降低到燃油車的水平,從而與燃油車直接競(jìng)爭(zhēng)大眾市場(chǎng)。從本文我們分析過的歷史相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來看,這可能行不通。從純電動(dòng)汽車發(fā)展過程中的一些案例,我們也可以看見一些端倪:二十一世紀(jì)初時(shí)一些純電動(dòng)汽車為了追求“具有競(jìng)爭(zhēng)力”的低成本,制造了很多低品質(zhì)的產(chǎn)品,這不但沒能幫助它們與現(xiàn)有技術(shù)分享市場(chǎng),反而降低了公眾對(duì)電動(dòng)汽車的接收度:因?yàn)樗鼈兘o消費(fèi)者留下了“電動(dòng)汽車=低品質(zhì)”的刻板印象。一個(gè)典型的例子就是印度RevaElectricCarCompany在2001-2012年間制造的名為REVAi(akaG-Wiz)的電動(dòng)汽車,它曾經(jīng)成為了世界上銷量最好的電動(dòng)汽車,銷往了26個(gè)國(guó)家,但是它的性能在很多國(guó)家根本達(dá)不到“汽車”的標(biāo)準(zhǔn),比如在美國(guó)它被劃歸為”NeighborhoodElectricVehicle”;在歐洲,它屬于“HeavyQuadricycle”,其實(shí)也就類似于近期我國(guó)大量出現(xiàn)的“低速電動(dòng)汽車”。既然它們存在,我無法否認(rèn)這種進(jìn)入市場(chǎng)的方式具有它自己的邏輯。但長(zhǎng)遠(yuǎn)看來,樹立品牌,新增消費(fèi)者認(rèn)可度,和努力新增“附加價(jià)值”才是可持續(xù)發(fā)展之道。
印度RevaElectricCarCompany的REVAi電動(dòng)汽車
產(chǎn)品的附加價(jià)值通常是多方面的,比如產(chǎn)品功能,社交效應(yīng)附加值(也就是口碑,認(rèn)同感),情緒附加值(高品質(zhì)、品味帶來的愉悅),知識(shí)附加值(一些消費(fèi)者對(duì)“黑科技”的追求就屬于此類,越是理解技術(shù)、科學(xué)、創(chuàng)新的消費(fèi)者,越傾向于接受/追求創(chuàng)新技術(shù))。我們已經(jīng)看到,這些附加價(jià)值對(duì)已經(jīng)成功的那些顛覆性創(chuàng)新起到的至關(guān)重要的用途。關(guān)于燃料動(dòng)力電池汽車,假如用心為消費(fèi)者創(chuàng)造附加價(jià)值,這一定能成為突破市場(chǎng)第一步的重要推動(dòng)力。
2.從高端市場(chǎng)切入
燃料動(dòng)力電池汽車當(dāng)前的高成本,決定了它更適合從高端市場(chǎng)開始切入。另一方面,可以說它的高成本反而更加有利于其進(jìn)入高端市場(chǎng),因?yàn)?,它的高成本意味著它有機(jī)會(huì)創(chuàng)造更多的“附加價(jià)值”,而最愿意為這些“附加價(jià)值”買單的消費(fèi)者恰恰就是在高端市場(chǎng)中的那群人。當(dāng)然,隨著Tesla的成功,高端市場(chǎng)切入的策略大家也都并不陌生了。值得一提的是,高端市場(chǎng)切入,關(guān)鍵不在于“提高價(jià)格”,假如誰(shuí)認(rèn)為單純地提高價(jià)格,就能讓自己的產(chǎn)品進(jìn)入高端市場(chǎng),那無疑是欺騙行為,其本身也是不長(zhǎng)遠(yuǎn)的,比如諾基亞VERTU,所謂的世界首個(gè)奢侈品手機(jī),還有國(guó)內(nèi)一些類似的產(chǎn)品。我的理解是,這類既沒有文化底蘊(yùn)(比如1998年才創(chuàng)立),又沒有附加價(jià)值的所謂奢侈品,除了能從欺騙中獲得一些收益,是絕不可能真正進(jìn)入高端市場(chǎng)的。越是處于高端市場(chǎng)的消費(fèi)者,越是對(duì)產(chǎn)品的附加價(jià)值有清楚的判斷,他們對(duì)自己的需求有明確的認(rèn)識(shí)。
豐田“ProjectPortal”燃料動(dòng)力電池卡車,配備兩臺(tái)質(zhì)子交換膜電堆,總功率500kW
3.關(guān)重視型商用車市場(chǎng)
越來越多的公司已經(jīng)意識(shí)到,燃料動(dòng)力電池汽車可以把重型商用車作為一個(gè)不錯(cuò)的市場(chǎng)切入點(diǎn)。這個(gè)思路其實(shí)也是延續(xù)著高端市場(chǎng)切入策略的,因?yàn)槿剂蟿?dòng)力電池汽車單位成本高的固有特性,它要在高單價(jià)的產(chǎn)品上去消化它的成本劣勢(shì)。重型卡車相關(guān)于乘用車來說,就具有這樣的特點(diǎn)。并且,重型商用車的用戶,也有他們的特殊附加價(jià)值需求。比如,與乘用車不同,他們尤其關(guān)注運(yùn)輸效率和運(yùn)行成本。關(guān)于一個(gè)卡車運(yùn)輸隊(duì),越快地到達(dá)目的地,越少地消耗燃料,關(guān)于他們來說就是直接地新增利潤(rùn)。燃料動(dòng)力電池技術(shù)恰恰可以供應(yīng)這兩點(diǎn)附加價(jià)值,如前一章節(jié)我們所分析的,燃料動(dòng)力電池汽車的續(xù)航里程可以相對(duì)容易地?cái)U(kuò)展,卡車司機(jī)甚至在一次運(yùn)輸任務(wù)中并不要停車補(bǔ)充燃料。而氫燃料成本遠(yuǎn)低于柴油,這又可以節(jié)省出一大筆利潤(rùn)。
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