人才协同创新，共建可持续能源未来——访中国科学院过程工程研究所研究员王宝
王宝，中国科学院过程工程研究所、生化工程国家重点实验室研究员、中国科学院大学岗位教师，博士生导师，低温电化学材料与技术课题组组长。2000-2007年于辽宁科技大学攻读学士和硕士学位，2007-2011年于中国科学院化学研究所攻读博士学位；2011-2015年先后在新加坡南洋理工大学、美国俄勒冈州立大学、韩国首尔大学从事博士后工作。2016年入选中国科学院人才计划入所工作。主要从事纳米结构功能材料设计合成与应用研究，开发储能锂离子电池、钠离子电池电芯与电池组。已发表SCI论文80余篇，13篇入选“基本科学指标数据库（ESI）”高被引论文。申请美国发明专利2项，授权1项；申请中国发明专利19项，授权7项。主持国家自然科学基金面上项目2项、中国科学院百人计划项目1项、企业横向项目15项，参与自然基金委重点国际(地区)合作研究项目1项、国家重点研发计划-变革性技术关键科学问题重点专项1项、地区合作基金1项。担任合肥工业大学兼职硕士导师，入选中国颗粒学会青年理事会理事、江西省双千计划，担任江西省宜春市第二届政府工作顾问（2023-2025年），广东省高校科技成果转化专家库专家。
人才协同创新，共建可持续能源未来
——访中国科学院过程工程研究所研究员王宝
文/《中国经贸》记者 刘晓桦
《中国经贸》：在全球能源加速向低碳转型的背景下，我国新能源产业成为经济发展的一抹亮色。作为这个领域的专家，您认为新能源将给我们生活带来什么改变？目前又存在哪些瓶颈？您对未来新能源的发展有什么期望？
王宝：新能源产业是我国重点发展的战略性新兴产业之一，也是实现“双碳”目标的基础性产业之一。新能源主要包括太阳能、风能、地热能、波浪能、氢能和核能等。在国民经济实现平稳较快增长过程中，能源需求不断增加，为了缓解能源供需矛盾，各国都在积极研究开发新能源，特别是可再生能源，以保证长期稳定的能源供应。
新能源技术给人们的生活带来了显著的改变，不仅在能源产业中发挥作用，也在社会和环境等方面产生了深远的影响。然而，与传统能源不同，新能源具有不可控的自然资源属性。太阳能和风能等能源的可利用程度受到自然因素的限制。人类无法控制太阳的升起和降落、无法控制风的方向和强度；水能资源会受到干旱和洪涝等自然灾害的影响。因此，如何将多种形式能源转化为可控且成本低的电能，是当前的一个瓶颈。
为了实现能源的可持续发展，各国普遍认可的方式是将传统化石能源作为基本保障，但限制其使用频率和总量，而将可再生能源作为日常能源消耗的主要来源。然而，由于新能源利用技术还需要进一步的发展才能满足人们对能源的多种要求，当前新能源的市场份额还较小，传统能源在相当长一段时间内仍然是主力。因此，我们希望逐步实现将新能源作为能源供应的主要来源的目标。
为了促进新能源产业的发展和优化能源供应，国家和各个相关机构的专家提出能源互联网全景图设计规划，以推动能源产业的高质量发展。能源互联网是通过合理规划和协调能源生产、消费和储存等环节，实现能源的高效、智能和可持续利用。通过能源互联网的建设，可以更好地整合全国甚至全世界范围内的新能源资源，提高能源利用效率，减少能源消耗和排放，推动能源革命，早日实现建设能源强国的目标。
《中国经贸》：随着全球能源转型节奏加快，锂电池需求成倍增长，由于原材料短缺带来的价格走高让大家把目光转向钠电池，您认为钠电池有没有可能取代锂电池？
王宝：电能本身是一种清洁二次能源，而一次能源如石油、煤炭、天然气等在产生电能过程中会对环境产生影响。随着对清洁能源需求的增加，寻找可持续、高效的能源储存解决方案变得愈加重要。锂电池和钠电池作为备受关注的能源存储技术，为清洁能源的应用和发展带来新的希望。锂电池和钠电池都是利用离子在正负极之间移动来储存和释放电能的二次电池。至于钠电池是否能取代锂电池，需要根据实际应用场景进行判断。从学术角度来看，锂电池和钠电池都是储能装置，是电能和化学能的转化技术，两种体系都具有独特的优势；从实际应用的角度来看，需要综合考虑原材料价格、应用环境、使用空间和储能性能等多方面因素。
锂电池和钠电池具有不同的资源禀赋。其中，锂电池具有较高的能量密度和功率密度，在各个领域都有广泛的应用，比如手表、相机、玩具、手机、电脑、电动车等。相比之下，钠电池的理论能量密度相对较低，但钠离子电池的安全性能高、低温性能好和钠资源丰富等优点，可满足低速电动交通工具和储能系统等领域的需求。为什么说锂电池需求成倍增长并且面临原材料短缺呢？主要是因为中国的锂资源有限。出于能源安全的考虑，我们需要从国外进口锂资源的同时，在国内尽量开采、利用现有锂矿资源，并进行锂电池的回收和资源再生，以充分利用锂资源。正如“从废旧电池中寻找黄金”，实现资源的循环利用。
我认为，锂电池和钠电池并不是互相取代的关系，而是一种互补关系。中国的钠资源丰富，因此在锂资源供应不足或被国外限制时，钠电池可以作为一种可选替代技术方案。从单价成本来看，锂的价格高于钠，但我们需要意识到，我们并不直接使用锂离子或钠离子，而是将其转化为含锂或含钠的正极材料，例如钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、锂镍钴锰氧三元材料等。在这个过程中，元素的价格会对正极材料的成本产生影响，但不一定是决定性的因素，还需要考虑元素的加工和利用效率。
由于锂电池的生产规模较大，所以加工成本相对较低，这是锂电池的优势之一。然而，随着钠电池技术的发展和应用规模的扩大，钠电池的加工成本有望降低，进一步增加了钠电池的竞争力。综上所述，锂电池和钠电池具有各自的优势和应用领域，它们可以在能源储存和利用方面相互补充。在未来的发展中，我们可以根据资源禀赋和技术进步的情况，灵活地选择和推进不同类型的电池技术。
目前人们广泛讨论是否钠电池可以替代锂电池，我认为这是一种商业角度的思考方式。在锂电池行业或许无法取得机会时，企业可以转向钠电池生产来获取利润，这被认为是市场行为。不同行业的从业人员由于看待事物的角度不同、面对的受众不同，可能有各自独特的宣传逻辑和技巧。科研人员选择研究方向的根本出发点还是要按照国家战略和科技产业规划的方向和需求，调整研究思路不断前进。
《中国经贸》：目前国内外的电池材料与技术发展差距在哪里？您认为氢能电池、锂电池、钠电池等储能技术，在未来几年哪个更有发展前景？
王宝：根据生产工具的不同，人类经历了石器、青铜、铁器、蒸汽、电气和信息等六个时代。材料一直伴随人类文明的发展。人类与动物的本质区别在于能够制造和使用工具，而材料是我们制造和使用工具的基础。目前国内外在电池材料和技术发展上差距不大，甚至在某些领域，我国是领先的。虽然在某些单项指标上可能存在一些差距，比如正极材料的种类繁多，不同国家专注于不同材料的研发，我们可能在某些领域稍稍落后，但这并非绝对差距。
实际上，氢能电池和锂电池、钠电池是不同类型的电池，不能一概而论。氢能电池是一次能源电池，利用氢气和氧气在电极上发生氧化还原反应，从而产生电能。它实际上是一种发电装置，将化学能直接转化为电能，类似于发电厂。锂电池、钠电池和电容器都属于二次能源电池，它们本身不产生电能，而是在充电过程中将电能转化为化学能，类似于电的存储容器。未来的发展将是多种能源综合利用，相互补充，根据不同应用场景找到最合适的能源利用形式，并发挥其最大功效和能力。作为科研人员，我们的任务是根据科学规律和技术现状，推动氢能电池、锂电池、钠电池等所需新材料和器件的发展。很多时候谈到发展前景，作为从事这个领域研究的科研人员，我认为它们的发展前景都是积极的，甚至可以说光明的。不同领域的从业者都能通过自己的方式对推动能源科技和产业的发展做出贡献，因为我国能源资源非常有限，为了实现人民对美好生活的期待，我们必须高效利用各种形式的能源，这既是能源战略问题，同时也是经济性问题。为什么人们总是想要取代锂离子电池，这是因为锂电池已经承担了太多的功能。在某些领域，锂电池可能不是最高效和资源节约的选择，但目前其他电池还无法很好地满足需求。不同时代有不同的场景需求，在确保安全的前提下，只要电池具备适应各种环境场景的能力，我认为它们都拥有发展前景，尤其在中国市场需求如此巨大的情况下。
《中国经贸》：近年来，产学研合作在解决实际问题、推动产业创新、提高人才培养质量等方面取得了显著成果。您认为这一合作模式在未来仍具有较大的发展空间吗？有什么方法可以提高产学研协同发展的效率和效果？
王宝：这种合作模式未来仍然具有较大的发展空间。科研一定要服务于具体实践，这也是我们科研人员主要职责。有时候科研不是直接用来解决实际问题，而是为了提高人类深刻认识世界的能力。与企业的产学研合作可以加速科研成果的转化，将科研成果应用到实际生产活动中，提高企业的技术水平和竞争力。对于企业来说，通过与科研机构合作，可以获得专业的研发支持和技术服务，减少自身的研发投入和风险。而对于科研机构来说，与企业合作可以获取实际生产生活需要解决的问题和要满足的需求，推动科研成果的高效应用和转化。这种合作模式可以形成企业、科研机构和社会需求的良性循环，促进科技创新和社会经济的发展。
目前产学研结合的模式主要包括国家部委、各级政府部门和机构支持的中长期项目，以及企业出资的短期项目合作两种形式。中长期合作可以建立研发中心或实验室，专门研究某一领域的问题，并为企业提供持续的技术支持。企业项目合作则是针对具体问题进行短期合作，解决企业当前的技术难题。这种模式需要在不同地区、不同行业之间进行探索和实践，根据具体情况进行灵活的合作方式和模式选择。总之，产学研合作是一种有利于促进科技创新和社会经济发展的合作模式，未来仍然具有较大的发展空间。通过产学研合作，可以实现科研成果的转化和应用，提高企业的技术能力和竞争力，推动社会经济的创新和发展。
国家政策和规划为各行业发展提供了方向和目标。在合作中，科研人员的职责是协助企业解决市场需求与目标之间存在的差距问题。企业负责调研市场需求并将结果反馈给科研人员，科研人员则对这些需求进行分析，并寻找问题的本质及其中的科学问题、技术问题和工程实践问题并解决。为了提高各方的积极性，可以按照贡献度来合理分配收益。虽然有商业化的成分，但合适的利益分配直接影响到生产要素各方的积极性，进而间接影响到经济的发展。
《中国经贸》：如何将科研成果转化为商业创新，并实现商业化发展？在科技成果转化和商业化过程中，如何解决技术、资金和市场等方面的挑战？
王宝：政府和科技转化的机构在其中承担了重要的角色，他们会收集企业需求并将其传达给科研人员。他们也会组织一些活动，为科研人员和企业提供面对面的交流机会。这对解决某些科研人员不了解产业需求的情况而无法高效满足要求的问题非常有帮助，也促进了产学研的合作。科研人员在完成研究后，将科研成果交给这些机构，然后由政府和相关平台进行科技成果转化和商业化。当然，商业化后也应该有相应的收益。
在科技成果转化和商业化过程中，政府和平台机构如中国科学院科技创新发展中心等被认为是首选。由于科研人员和企业家之间可能存在对同一问题观察角度不同以及语言和思维习惯等方面的差异，他们之间可能需要多次沟通。企业的经营规划通常不会轻易披露，同时科研人员也担心他们的研究成果不能很好地服务企业，因此充分沟通是至关重要的。合作各方要在充分沟通的基础上，一起发现问题、分析问题、达成各方都认可的解决方案，并在过程中保持充分的沟通，随时解决新发现的问题，最终实现各方共赢的结果。在这种情况下，为了确保更有效率的沟通，可由政府和科技成果转化机构主导，为合作提供政策引导和支持，增加双方的信任。同时，科研人员在进行任何操作时都需要遵守党纪政纪、法律法规，没有科研院所的审批，他们也不能擅自行动。因此，在科技转化和商业化过程中，合法合规是至关重要的。
《中国经贸》：如何将科技成果转化和商业化的经验应用到科技人才培养中，以培养具备创新能力和实践能力的科技人才？
王宝：其实这个问题我一直在思考。我曾经在成果转化和商业化方面遇到了不少挑战。2016年，我回国后到研究所与地方合作的科研平台开展产学研工作，对接的企业往往反馈说我们提出的经费要求太高，最终由于价格方面不能达成一致而就此作罢。实际上，我们并没有故意报高价，而是在探索性原创研究中我们要不断地试错，花费不菲。曾经有企业的人员了解了我们的成果信息后，直接将我们的科研成果应用到商业化产品中而我们却浑然不知，由此我非常重视对知识产权的保护。
当然，最好的实践方式是直接参与创业，从而更好地了解市场需求，研发相应的技术方案。因此，从2021年开始，我努力争取参与科学院和研究所主导的一些创新创业平台项目，尽可能地参与到终端产品的开发、销售和市场反馈的过程中。
需要明确强调一点，培养具备创新能力和实践能力的科技人才需要建立在学术诚信和商业道德的基础上。否则，他们所做的一切都无法得到持久的成功。对于投资者来说，他们之所以会投资科研项目是期望能够获得回报。如果科研人员在取得成果后自己离开去创业，或者与企业竞争对手合作，显然是不符合商业道德和诚信的行为。如果科技人才能够踏实做事，并且展现出对商业合作的诚意，那么可以考虑将一些企业横向项目交给他们来负责。作为科研人员，我们需要更深入地了解技术应用场景。同时，政府的参与可以促使企业对科研人员给予更多的尊重和信任。总的来说，只有确保他们具备这些基本素质，才能提高他们在成果转化和商业化方面的成功率。
最后，创新能力对于科研人员来说非常重要。开放、活跃的思维能够使他们接受新鲜事物，并运用创新的思维去解决问题。为了培养这种创新能力，我鼓励每个同学都进行文献阅读和调研，去辩证思考。当别人提出锂电池即将失败的观点，或者某篇文章声称其它电池技术即将取代锂电池时，我们要有自己的判断，同时要多接触和接受新事物，因为我们每个人的认知都是有限的，也许在不久的将来有些新突破，有些当时觉得很不同的观点真的会成为现实。因此，需要进行多方面的调研，在实践中借鉴他人的经验。为了给团队年轻职工和学生提供实践机会，我让他们参与各种对接和创新创业比赛和产业化实践。当然，更重要的是他们能否通过自身努力培养出良好的学习习惯，具备满足日新月异的社会需求的能力。
