Tesla uspořádala netradiční prezentaci nazvanou Battery Day. Zakladatel a šéf firmy Elon Musk vystoupil na pódiu, které bylo umístěno na parkovišti a přizvaní diváci z řad akcionářů Tesly před něj najeli svými auty. Tím byly zajištěny podmínky, které přítomné nevystavily riziku nákazy koronavirem. Neméně zajímavá byla ale i samotná prezentace.
Troubení místo potlesku
Po úvodní části věnované souhrnu aktivit firmy začala část věnovaná bateriím. V jejich vývoji totiž Tesla udělala významné pokroky. Nepřichází sice s žádnou „revoluční“ technologií, ovšem velmi výrazně pokročila ve šlechtění lithium-iontových článků. A to až tak, že 1 kWh kapacity vyjde o 56 % levněji.
To výrazně sníží cenu elektromobilů, které se tak stanou dostupnějšími pro širší spektrum zákazníků. Zároveň to umožní navýšit výkon a kapacity akumulátorů u připravovaných vozidel, které budou potřebovat více energie k provozu, tedy především tahač Semi a mohutné SUV Cybertruck.
Současné akumulátory jsou tvořeny ze standardizovaných článků ve tvaru válečků s průměrem 18 mm a délkou 65 mm, které byly v roce 2017 nahrazeny většími s průměrem 21 mm a délkou 70 mm. Tím se zajistila větší efektivita. Takto je nyní vyrábějí výrobci článků v čele s Panasonicem a Tesla si z nich staví akumulátory do svých elektromobilů. Je to ve finále jen sérioparalelní skládání článků do podoby výsledné kapacity a výkonu daného akumulátoru.
Jenže Tesla se pustila do vývoje samotné technologie výroby článků a přišla s významnými inovacemi, které je ještě zefektivní. Elon Musk připustil, že je čeká ještě dlouhá cesta než se podaří snížit cenu kapacity o proklamovaných 56 %, ovšem na rozdíl od jiných bateriových startupů už prošli prototypovou fází a na nové akumulátory staví novou továrnu ve Fremontu. Říkají jí Terafactory, protože na rozdíl od současných Gigafactory se tady budou vyrábět články v daleko vyšší souhrnné kapacitě (200 GWh za rok).
Pokles ceny za uložení kWh v Li-ion akumulátoru v průběhu let. Tesla hodlá křivku výrazně ohnout
Pozvolna klesající křivku průměrné ceny za 1 kWh v Li-ion článku elektromobilů to ohne ke strmějšímu poklesu a Elon Musk si za to vysloužil nadšené potrubování ze zaparkovaných Tesel přítomných akcionářů.
Kouzla s materiály
Bateriový vývojový tým v Tesle se snažil každý aspekt akumulátorového článku nějak vylepšit a zefektivnit. Začal od vnitřní struktury samotného článku. Z pohledu efektivnějšího využití plochy a uspořádání jednotlivých vrstev došli k závěru, že bude lepší článek ještě trochu zvětšit. Nové články Tesly budou mít proto průměr 46 mm a délku 80 mm.
Schéma lithium-iontového článku
Dále se inovace týkají materiálů anody a katody. Anody budou nově z křemíku, což by mělo výrazně zvýšit efektivitu a snížit cenu, nicméně Elon Musk přiznal, že optimální řešení anody si vyžádá ještě další vývoj. Oproti doposud využívanému grafitu je sice křemík elektricky daleko příznivější, ovšem při bateriovém cyklu mění nezanedbatelně svůj objem. Tesla přišla na řešení v podobě elastické polymerové vrstvy a ve výsledku to povede ke 20% nárůstu kapacity při současném 5% snížení ceny.
Katoda je další klíčovou součástí a v Tesle nakonec došli k závěru, že nejefektivnější bude využívat různých kovových slitin podle toho, do jakého auta bude baterie určena.
Nejvýkonnější akumulátory pro tahač Semi nebo Cybetruck budou mít katody převážně z niklu, které zároveň umožní rychlejší dobíjení. Většina automobilové produkce využije katody s přídavkem manganu, které třeba neposkytnout tak vysoký výkon, ale prodlouží dojezd. Základní akumulátory pro auta s kratším dojezdem pro každodenní provoz ve městech nebo pro velkokapacitní bateriové systémy dostanou katody železné. Ty zas mají výhodu v dlouhé životnosti, ale pomaleji se nabíjejí.
Výroba katod je celkem věda a na optimalizaci procesu se dá výrazně ušetřit, Tesla proto postaví novou továrnu v Nevadě, která se bude specializovat jen na výrobu katod. Součástí této fabriky bude i recyklační část, kde se bude z použitých baterií získávat zpět využitelný materiál. Tím se celý proces výroby opět výrazně zefektivní a zlevní.
Nová továrny výrobu baterií výrazně zlevní. Budou se totiž vyrábět v daleko větších objemech a efektivněji
Samozřejmě bude nadále potřeba lithium jakožto klíčová součást článku. Elon Musk připomněl, že tento prvek není nedostatkový nebo vzácný, jen samotné naleziště v Nevadě by postačilo pro náhradu všech aut v USA elektromobily. Hodlá ale prosadit ekologicky šetrnou těžbu a výrazně by ekologii měla přispět i recyklace.
Autonomní elektromobil za 575 tisíc do 3 let
V Tesle se ale nezaměřili jen na samotnou technologii článků, ale i na širší aspekty, jak snížit cenu za uloženou energii a prodloužit dojezd elektromobilů. Došlo tak i na uložení článků v automobilech. Doposud byly bateriové bloky samostatně vkládány do připravených šachet, nově se ale stanou přímou součástí konstrukce automobilu.
O 10 % méně materiálu, ubylo 370 součástek a ve výsledku o 14% zvýšený dojezd – to je optimalizace s uložením akumulátoru přímo do konstrukce šasi auta • A výrazně se také ušetří prostoru na výrobní lince, zabere o 35% méně podlahové plochy!
Integrovaný akumulátor může mít vyšší kapacitu při nižší hmotnosti. Ušetří se i na součástkách a zkrátí se výrobní proces. Výsledkem je levněji vyrobené auto s menší hmotností a vyšším dojezdem.
Do celkové ekonomiky výroby elektromobilů pak přispívá fakt, že Tesla staví své továrny na každém kontinentu a je tak blízko cílovým zákazníkům. Tím výrazně ušetří na transportních nákladech.
Cílem všech těch optimalizací je snížit cenu elektroauta tak, aby cena nebyla být konkurenční nevýhodou oproti autům se spalovacími motory a aby se auta stala běžně dostupná i spořivějším zákazníkům. Do tří let Tesla slíbila nabídnout elektromobil s plnou autonomií a dojezdem minimálně na aktuální úrovni za cenu 25 tisíc dolarů. To je po přepočtu 575 tisíc bez DPH (698 tisíc s DPH). Dnes přitom nejlevnější konfigurace Tesly Model 3 vyjde na 1,3 milionu (s DPH).
Když se sečtou všechny optimalizace, které jsou reálně proveditelné a Tesla na nich už pracuje, dostane se k 56% snížení ceny za kWh uložené energie v baterii
Elektromobilová revoluce nepřijde, už probíhá
Elon Musk si dále připravil ekologicky laděné argumenty pro odpůrce elektromobilů. V roce 2010 tvořila v USA elektřina vyráběná z uhlí 46% podíl z celkově vyrobené energie, nyní je to polovina. Nejrychleji přitom roste podíl výroby energie z obnovitelných zdrojů jako je vítr nebo slunce. Tesla se na tom podílí tím, že dodává nejlevnější solární panely na střechy domů při přepočtu na výkon a plochu. Pro akumulaci energie pak dodává powerwally.
Už za současného stavu výroby elektřiny mají elektromobily zdaleka nejnižší uhlíkovou stopu ve srovnání s ostatními dopravními prostředky se spalovacími motory, a vzhledem k postupné energetické transformaci se bude nadále snižovat.
Tesla zkrátka ukázala, že není potřeba nějaké jednorázové technologické „revoluce“, aby se elektromobily masivně prosadily a staly se standardem osobní dopravy. Stačí důraz na optimalizaci, efektivitu a zvětšování objemu výroby. Zkrátka na všechny aspekty, které elektromobil ve výsledku udělají levnější, ekologičtější a s delším dojezdem.
Graf znázorňující růst produkce osobních vozidel za poslední rok
Postupně se tak stane auto s elektrickým pohonem logickou volbou před auty se spalovacími motory i bez nutnosti dotačních pobídek. Ta očekávaná změna automobilového trhu už je rozjetá a během příštích let podle všeho proběhne, aniž bychom to nějak revolučně vnímali. Tesla nyní ukázala, že je velmi dobře připravena a musí se s ní počítat i v dalších desetiletích. Dost pravděpodobně se stane tahounem celého elektromobilového průmyslu.