Тесла лидирует в зарядке батареи

Эта статья предоставлена ​​нам компанией EVANNEX, которая производит и продает на вторичном рынке аксессуары Tesla. Мнения, выраженные в нем, не обязательно являются нашими собственными в InsideEV, и EVANNEX не заплатила нам за публикацию этих статей. Мы находим перспективу компании как поставщика аксессуаров Tesla для вторичного рынка и готовы делиться ее контентом бесплатно. Наслаждайтесь!

Опубликовано на EVANNEX 03 июля 2020 года Чарльзом Моррисом

Дешевые, компактные батареи сделали возможным использование смартфонов и мобильных компьютеров, а более крупные и мощные батареи представляют собой технологию, обеспечивающую мобильность, возобновляемую энергию и интеллектуальную сеть.

Вверху: литий-ионные аккумуляторные батареи Tesla (Источник: заряженный)

Как и в случае с любой новой технологией, применение аккумуляторной батареи расширяется по мере снижения ее стоимости. Растущий спрос ведет к увеличению производства, что способствует постоянному снижению затрат и повышению производительности в виртуальном круге.

По данным BloombergNEF, за последнее десятилетие стоимость батарей значительно снизилась — с более 1000 долларов за киловатт-час в 2010 году до около 156 долларов за кВт-ч в 2019 году. Это очень близко к «магическому числу» в 100 долларов / кВт-ч, которое, как полагают многие, приведет EV к паритету цен по сравнению с устаревшими автомобилями и завершит нефтяной век. Какие факторы способствовали такому быстрому снижению цен?

Тимоти Б. Ли, пишущий в Ars Technica, отмечает, что Тесла сыграла важную роль, не только привлекая электромобили в массовое русло, но и акцентируя внимание на важности технологии аккумуляторов с самого начала. «Tesla была компанией, производящей аккумуляторы, так же, как и автомобильной компанией», — пишет Ли. «Tesla признала потенциальный масштаб рынка аккумуляторов раньше, чем большинство других компаний, и стала ведущим игроком на рынке систем хранения данных».

Тесла следовал классической стратегии в области технологий: начать с недорогого, дорогостоящего продукта (родстер) и перейти к более дешевым предложениям для массового рынка (модели 3 и Y). Этот итеративный процесс был в значительной степени реализован благодаря снижению стоимости батарей. «Модель S была разработана и внедрена примерно через пять лет после Roadster, и мы увидели около 40% улучшений в технологии аккумуляторов, фундаментальной химии, упаковке самого аккумулятора, — сказал Дж. Б. Страубель в 2014 году. в том, как мы можем приблизиться к 300 миль в модели S, накопив почти 85 кВт-ч энергии в упаковке, которая на самом деле меньше, чем в упаковке Roadster ».

По мере того, как будет производиться больше батарей, начинается экономия от масштаба, и компании учатся оптимизировать производственные процессы и сокращать расходы. Как объясняет г-н Ли, экономисты измеряют это сокращение затрат с точки зрения скорости обучения, определяемой как процентное снижение затрат на каждое удвоение объема производства. По оценкам BloombergNEF, в 2019 году коэффициент обучения по батареям составлял 18 процентов. Другими словами, стоимость батареи падает на 18 процентов каждый раз, когда глобальная мощность батареи удваивается.

Bloomberg полагает, что к 2023 году отрасль достигнет знаменательной цены в 100 долларов за киловатт-час. Некоторые отраслевые обозреватели подозревают, что Tesla уже близка к достижению Грааля, и сделают историческое заявление в День батареи 15 сентября.

Вверху: взгляд на падение стоимости литий-ионных батарей (Источник: Ars Technica через BloombergNEF)

Это не только автомобили, которые стимулируют спрос на аккумуляторы. Стационарное хранилище для коммунальных приложений — огромная область роста — Илон Маск сказал, что бизнес аккумуляторов Tesla может когда-нибудь перерасти в автомобильную отрасль.

Джастин Роулатт, пишущий для BBC, соглашается. «Гигантские батареи, подключенные к нашим электрическим сетям, станут центральными для великой революции в области возобновляемых источников энергии», — пишет он.

Профессор Пол Ширинг, эксперт по аккумуляторным батареям в Университетском колледже Лондона, сказал BBC, что мир вступает в «почти экспоненциальную фазу роста». Он отмечает, что хваленая «батарея в миллион миль», которая должна появиться в сентябре, станет не только хорошей новостью для продаж электромобилей. Батареи с более длительным сроком службы также необходимы в стационарных хранилищах.

Системы хранения коммунального масштаба используют много батарей. В 2017 году Tesla установила крупнейшую в мире систему литий-ионных аккумуляторов на ветряной ферме Хорнсдейл в Австралии, с емкостью хранения 129 МВтч, что эквивалентно 2000 моделям 3-х или 10 миллионам смартфонов. В этом году мощность сайта была увеличена до 185 МВтч. Несмотря на это, он будет затмеваться планируемым Центром хранения энергии в ламантинах во Флориде, который должен иметь мощность 900 МВтч и подключиться к сети в конце 2021 года. Очевидно, что ожидается еще большая экономия за счет масштаба и соответствующее снижение цен.

Другим способом снижения стоимости будет сокращение затрат на сырье, такое как литий. Несмотря на страшные истории, которые вы, возможно, видели, нет риска нехватки — лития много в мире. Тем не менее, это может стать узким местом, когда спрос на грибы, потому что современные методы извлечения лития из солевых отложений являются медленными и неэффективными. Г-н Роулат пишет, что в Салар-де-Атакама в Чили процесс испарения, используемый для получения солей лития, занимает месяцы и восстанавливает только 30% доступного лития.

Различные компании работают над разработкой улучшенных методов переработки. BBC сообщает, что EnergyX разрабатывает фильтр наночастиц нового типа, который, как он надеется, сможет извлечь литий из солевого раствора с эффективностью 90%, сократив при этом время, необходимое от месяцев до дней. Другим новатором является компания Lilac Solutions, которая тестирует процесс ионного обмена на богатых литиевых месторождениях в калифорнийском Солтон-Си. Тесла, тем временем, надеется использовать огромную и легко используемую порцию лития в так называемой Литиевой долине, всего в паре сотен миль к северу от Гигафабрики 1 в Неваде.

Итак, мы видим, что Tesla работает на нескольких направлениях, чтобы снизить стоимость батарей. Как указывает недавняя статья в Loup Ventures, другие автопроизводители отстают все дальше и дальше. Как пишет Джин Манстер: «Мы считаем, что у Tesla есть конкурентное преимущество в аккумуляторах, которое недооценивается инвесторами. В будущем мы ожидаем, что это преимущество расширится ».

По общему мнению, батареи Tesla являются лучшими в отрасли, но это не единственное преимущество, которым пользуется калифорнийская компания. Цепочка поставок аккумуляторов более зрелая и надежная, чем у других автопроизводителей. Мюнстер отмечает, что у Tesla тесные отношения с поставщиками аккумуляторов. Большинство аккумуляторных элементов компании изготовлены долгосрочным партнером по производству аккумуляторов Panasonic на заводе Tesla в Неваде. Loup Ventures считает, что более 60% производства аккумуляторных батарей Panasonic в настоящее время идет на Tesla.

Вверху: широкий обзор аккумуляторных электромобилей на примере модели S Tesla; Примечание. Со времени выхода этого видео дальность действия модели S увеличилась до 400 миль (YouTube: технология Bloomberg).

Недавно Tesla также начала работать с китайской CATL и южнокорейской LG Chem. Как будто этого было недостаточно, также широко распространено мнение, что компания разрабатывает собственную конструкцию аккумуляторной батареи, которая, вероятно, использует новую запатентованную химию. Благодаря недавним приобретениям Maxwell Technologies и Hibar Systems, Tesla обеспечила доступ к передовым технологиям аккумуляторных батарей, что, несомненно, приведет к дальнейшему снижению затрат. Производственный процесс Maxwell с использованием «сухого электрода» может позволить Tesla переделать производственную линию батарей, сэкономив массу денег, времени и производственных площадей.

===

Автор: Чарльз Моррис; Источник: Ars Technica, BBC, Loup Ventures