Nové baterie Tesly nabídnou o 50 % vyšší dojezd, automobilka také chystá nový, cenově dostupný vůz

Během úterního večera a středeční noci našeho času proběhla prezentace, kterou lze bezpochyby označit jako největší a nejdůležitější v historii Tesly. Nemluvíme o ničem jiném než o dlouho očekávaném Tesla Battery Day, který byl původně plánován již na letošní jaro, z důvodu pandemie koronaviru byl ale několikrát odložený. Elon Musk totiž nechtěl prezentaci dělat online, ale chtěl na ní mít lidi. Díky spojení Battery Day s každoročním setkáním akcionářů se nakonec prezentace jako diváci zúčastnili právě držitelé akcií americké automobilky. Ti v rámci opatření vůči šíření koronaviru během prezentace seděli v Teslách Model 3 a Model Y a své nadšení vyjadřovali troubením. Pojďme se ale už podívat, co vše se na Battery Day událo.

Akcionáři sledují prezentaci Elona Muska během Battery Day z pohodlí elektromobilů Tesla (Zdroj: Tesla)

Jelikož byl Battery Day spojený se setkáním akcionářů, tak ještě před prezentací došlo k ne úplně zajímavým, nýbrž nutným povinnostem, tedy různým hlasováním a znovuzvolením členů dozorčí rady. Poté přišel Musk se svou prezentací, ve které rychle shrnul historii Tesly a její úspěchy. CEO Tesly mimo jiné pochválil tým, který stojí za továrnou v Šanghaji a vyzdvihl důležitost mít alespoň jednu továrnu na každém kontinentu. Z hlediska prodejů vedení Tesly letos počítá s nárůstem o 30 % oproti loňsku, a to i přes problémy související s pandemií koronaviru. Podle Muska ovšem pravým měřítkem úspěchu Tesly bude, o kolik let se jí povede urychlit přechod lidské společnosti k využívání udržitelné energie.

Po setkání akcionářů a krátké pauze se na scénu vrátil Musk a spolu s ním Andrew Baglino, jenž má v Tesle na starosti vývoj pohonných jednotek, baterií a energetických produktů. Oba prezentující začali svoji prezentaci upozorněním na nutnost urychlit využívání udržitelné energie. V USA bylo letos 76 % nových elektráren solárních nebo větrných, což představuje 32 GW výkonu. Zároveň také v této zemi v porovnání s rokem 2010 došlo k poklesu elektrické energie generované z uhlí o polovinu. Podle Muska je k dosažení úspěšného přechodu na udržitelnou energii potřeba vyrábět levnější elektromobily a úložiště energie a zároveň stavět továrny rychleji za méně peněz.

Andrew Baglino a Elon Musk během prezentace Battery Day (Zdroj: Tesla)

Z hlediska baterií je podle Muska a Baglina potřeba roční výroba kolem 10 TWh (10 000 GWh) k přeměně celosvětového vozového parku na elektrický, přičemž tento proces by měl trvat přibližně 15 let. Dalších 10 TWh ročně je pak potřeba na straně elektrické rozvodné sítě. Problémem je, že současné továrny nedokáží takové množství baterií vyrábět. Příkladem může být Giga Nevada, která by po dokončení při nejlepším zvládla vyrábět 0,15 TWh baterií. K dosažení 20 TWh ročně by tak bylo potřeba mít 135 Giga továren, což je nedosažitelný cíl vzhledem k nutným investicím. Tesla tak potřebovala přijít s jiným přístupem k výrobě baterií a organizaci továrny.

Jednou z věcí, které Muska nejvíc trápí, je skutečnost, že Tesla zatím neprodává opravdový cenově dostupný elektromobil. Zatím nejlevnějším vozem je Model 3 ve variantě Standard Range Plus, jenž na českém trhu vyjde na 1,3 milionu Kč včetně DPH. Ačkoliv nejde o extrémně drahé auto, stále nemůžeme hovořit o levném elektromobilu, který by například mohl nahradit vozy v nižší nebo nižší střední třídě. Velkou část ceny elektromobilu tvoří baterie, u kterých se v minulosti sice podařilo poměrně hodně snížit jejich cenu, ale během posledních pár let nastalo spíše zploštění křivky a tento trend by s největší pravděpodobností pokračoval i v budoucnu.

Cena bateriových článků v poslední době neklesá tak rychle jako dříve (Zdroj: Tesla)

Tesla se tak rozhodla k navržení vlastních baterií úplně od základů, stejně jako to tehdy udělala při návrzích svých vozů a Giga továren. Cílem, který si americká automobilka vytyčila, bylo snížení ceny za 1 kWh kapacity o polovinu. K tomu bylo potřeba dosáhnout zlepšení v pěti různých oblastech – návrhu článku, výrobě článku, materiálu pro anodu, materiálu pro katodu a integrace baterií do vozidla. My se teď postupně podíváme na každou z těchto kategorií trochu podrobněji. V případě návrhu článku se Tesla vydala cestou, kterou popisuje v patentu „Cell with a Tabless Electrode“ a i my jsme o ní dříve mluvili v našem článku Tesla se chystá vyrábět vlastní bateriové články, pracuje na hybridních anodách a dalších technologiích.

Jde prakticky o návrh, u něhož jedna z elektrod nemusí být připojená na vodivý spoj, díky čemuž bude elektrický proud protékat kratší cestou, což znamená menší elektrický odpor. Zároveň jsou vodivé spoje části navíc, které zvyšují náročnost a cenu výroby. To umožnilo Tesle navrhnout vlastní článek, který je větší než dosud využívaný formát 2170 (21 mm průměr, 70 mm délka), přitom ale je jeho výroba levnější. Nový typ článku má průměr 46 mm a délku 80 mm, Tesla ho tedy nazývá 4680. Jen díky přepracování návrhu dosáhla Tesla 5násobného navýšení elektrické kapacity, výkon baterie narostl 6násobně a možný dojezd elektromobilů se zvýšil o 16 %. S výrobou těchto článků již Tesla začala na své pilotní lince ve Fremontu, přibližně do roka plánuje dosáhnout výrobní kapacity 10 GWh. Doposud zde byly vyrobeny už desítky tisíc článků.

Další prostor ke zlepšení nastal při výrobě baterií, tedy v samotných továrnách. Pro Teslu byly velkou inspirací továrny na výrobu papíru a skleněných lahví, které zvládají vyrábět velké množství produktů při poměrně nízkých nákladech. Zde hrála velkou roli technologie suché elektrody, kterou Tesla získala akvizicí firmy Maxwell Technologies minulý rok. Ta umožnila ve výrobním procesu úplně přeskočit několik kroků, což vyústilo v 10násobné snížení ekologické stopy a potřebné elektrické energie. Musk každopádně připustil, že je potřeba ještě dořešit nějaké věci, aby Tesla zvládala nový typ článku vyrábět ve velkém množství. Například je potřeba veškeré výrobní procesy provádět, zatímco je linka v neustálém pohybu. Přepracováním a optimalizací výrobních linek ale Tesla údajně dosáhne toho, že jedna linka zvládne vyrábět až 20 GWh ročně, což je 7krát více než u staršího typu linek. Díky těmto vylepšením by tak továrna s roční výrobní kapacitou 1 TWh měla zabrat méně místa a stát méně peněz než současná Giga továrna s kapacitou kolem 150 GWh. Dosažení terrawatthodinové výroby ovšem bude ještě nějakou dobu trvat. Tesla plánuje do roku 2022 dosáhnout vlastní výrobní kapacity 100 GWh ročně a do roku 2030 by pak mohla dosáhnout roční výroby 3 TWh. Je potřeba upozornit, že toto je pouze výroba Tesly, která ale bude zároveň odkupovat články od firem jako Panasonic, CATL nebo LG Chem.

Pilotní výroba nových baterií typu 4680 (Zdroj: Tesla)

Dalším prvkem ke zlepšení baterií a snížení jejich ceny byl materiál používaný pro anodu. Tesla se rozhodla pro využití křemíku, který je dostupný, levný a dokáže na sebe navázat devětkrát více lithia než grafit. Mezi jeho nepříjemné vlastnosti ovšem patří to, že po pohlcení elektronů mění objem a je nestabilní, což vede mimo jiné k postupné ztrátě kapacity. Je proto potřeba ho složitě upravovat, dochází tedy k navýšení ceny výroby a neumožňuje to její velké navyšování. Tesla proto přišla s vlastním levným řešením, které zároveň samo o sobě umožnilo navýšení dojezdu elektromobilů o 20 %.

Vývojové středisko Tesly zaměřilo pozornost také na katody, ve kterých se běžně využívá kobalt. Nejvýhodnějším kovem pro katodu je přitom nikl, který má nejlepší poměr cena/výkon, jeho problémem je ovšem nestabilita. Kobalt je každopádně poměrně drahý a proto se ho Tesla ze své nové katody rozhodla úplně odstranit a místo toho co nejvíce využít nikl a stabilizovat ho. To umožnilo snížit cenu katody o 15 %. Nikl každopádně není řešení pro všechny baterie, železo je například výhodné pro stacionární úložiště a vozy s kratším dojezdem, kombinace niklu a manganu pak najde své využití ve vozech se středním dojezdem a katody s velkým obsahem niklu se budou využívat převážně ve vozech Tesla Semi a Cybertruck. Právě v těchto elektromobilech je potřeba vysoká energetická hustota, kterou nikl dokáže nabídnout, železo je zase mnohem levnější, z čehož můžou těžit levnější vozy. U vývoje nové katody se Tesla zaměřila též na výrobní proces, ze kterého nyní nevzniká žádná odpadní voda, což kromě pozitivního dopadu na životní prostředí přinese též masivní snížení nákladů na výrobu. Tesla také chce v Severní Americe postavit továrny s vlastním zařízením na výrobu katod, od čehož si slibuje optimalizaci efektivity dodavatelského řetězce.

Potenciální využití různých typů katod (Zdroj: Tesla)

Důležitým prvkem v bateriích je též lithium, které se bohužel vyznačuje náročnou těžbou mající negativní dopady na životní prostředí. Lithia však není nedostatek a Musk uvedl, že jen v samotné Nevadě je dostatek lithia k přeměně všech vozů v USA na elektromobily. Bylo proto potřeba přijít na metodu, která by dokázala extrahovat lithium z půdy, aniž by přitom nedošlo k jejímu velkému poškození a znehodnocení. Tesla vymyslela zjednodušený postup, který využívá obyčejnou stolní sůl, která na sebe dokáže ve vodě lithium navázat a oddělit ho od ostatních prvků. Půda s vytěženým lithiem pak může být vrácena na původní místo, takže nedochází k trvalému narušení krajiny. Musk zároveň zmínil, že Tesla má zajištěn dostatek lithia pro výrobu baterií v řádu terrawatthodin ročně.

Poslední oblastí, kterou Tesla vylepšila, je integrace článků do samotného vozu. Musk na začátek zmínil současný Model Y, u něhož se zadní část karoserie skládá převážně ze dvou velkých hliníkových odlitků, které jsou dohromady spojené třetím menším odlitkem. Během letošního roku pak Tesla plánuje zmíněnou část Modelu Y vyrábět pouze jako jeden odlitek, jenž bude zároveň obsahovat i zadní deformační zóny. Díky tomu dojde ke zlevnění výroby, Tesla ale musela vyvinout vlastní slitinu hliníku, protože ty běžně využívané nejsou vhodné pro takto velké odlitky. Z hlediska baterie se Tesla vydala podobnou cestou jako letadla, kde je palivová nádrž vlastně součástí křídel. Něco podobného se chystá automobilka implementovat i do svých vozů, kde bude baterie nově strukturální částí vozu. Kombinace těchto dvou vylepšení, tedy velkých hliníkových odlitků a baterie plnící strukturální funkci, Tesla dosáhne snížení celkové hmotnosti o 10 %, zvýšení dojezdu až o 14 % a celá konstrukce bude mít o 370 dílů méně.

Výhody nové výrobní metody karoserie a baterie jako strukturálního prvku (Zdroj: Tesla)

Pokud všechna představená vylepšení sečteme dohromady, dosáhneme celkového snížení ceny za kWh o 56 %, navýšení dojezdu elektromobilů o 54 % a snížení investic na výrobu jedné GWh o 69 %, přičemž právě z posledního čísla měl Musk obzvlášť velkou, pubertální, radost. Veškerá nově představená vylepšení se každopádně na trh dostanou nejdřív až přespříští rok. Výsledkem snížení nákladů a zvýšení dojezdu je také nový elektromobil od Tesly, který má mít cenu 25 tisíc dolarů, tedy kolem 700 tisíc Kč s daní. Musk ani Baglino o něm zatím prozradili jen to, že bychom se ho měli dočkat do tří let a že by měl být plně autonomní. Pokud se pustíme do spekulací, pak bych vsadil na to, že zmíněný elektromobil bude hatchback, který momentálně v nabídce Tesly chybí a zvláště na evropském trhu by mohl být velkým hitem. Baglino zároveň zmínil, že i přes mírně vyšší cenu, než je u srovnatelných vozů na spalovací pohon zvykem, bude nový elektromobil Tesly ve výsledku výhodnější, jelikož by měl být jeho provoz levnější.

Dopad jednotlivých oznámených vylepšení na dojezd, cenu a finanční nákladnost výroby baterií (Zdroj: Tesla)

Aby toho nebylo na jeden večer málo, Tesla se rozhodla představit i dosud nejvýkonnější verzi Modelu S zvanou Plaid. Ta má tři elektromotory, více než 1100 koní, dojezd přes 830 km, zrychlení z 0 na 100 km/h pod 2 sekundy, čtvrtmíli zvládne pod 9 sekund a dosáhne maximální rychlosti 320 km/h. Má jít podle Tesly o dosud nejrychlejší produkční vůz na světě. Jde tak svým způsobem o hozenou rukavici elektromobilu Lucid Air, který nedávno překonal Model S ve sprintu na čtvrt míle. Objednávky jsou již spuštěné, cena je 140 tisíc dolarů bez daně, což je zhruba dvojnásobek nejlevnějšího Modelu S Long Range Plus. První dodávky by měly začít na konci příštího roku. Více o nové verzi Modelu S si řekneme v dalším článku.

Po skončení prezentace přišel čas na otázky ze strany akcionářů. Musk během nich mimo jiné potvrdil chystanou výrobu baterií v Giga Berlin či možnost, že se Tesla začne příští rok věnovat též vývoji systému pro klimatizování a vytápění rodinných domů. Nějaké zkušenosti s touto problematikou koneckonců automobilka již získala při práci na pokročilém tepelném čerpadlu pro Model Y.

Řeč přišla také na Cybertruck, který bude podle Muska navržen primárně pro americký trh, u kterého se zároveň očekává největší poptávka. V budoucnu by ale mohla vzniknout zmenšená varianta pro další trhy. Nový pick-up od Tesly také možná dostane vychytávku v podobě vytápění korby, což rozhodně ocení lidé mající za cíl svůj vůz využívat pro kempování. Na Cybertruck mimochodem Tesla má momentálně přes půl milionu obdržených objednávek, očekává se roční výroba kolem 250–300 tisíc kusů.

Tesla Cybertruck (Zdroj: Tesla)

Musk se též podělil o svůj pohled na budoucnost automobilového průmyslu. Ta je dle něj čistě elektrická, kde vozy se spalovacím motorem bude mít pouze pár nadšenců, tedy něco podobného, jako u parního stroje na železnicích. Tesla také do budoucna zváží, zda by nemohla vyrábět více baterií a následně je prodávat ostatním automobilkám, což by mohlo být finančně výhodné. Primární cíl Tesly je ale pokrýt především vlastní spotřebu a to pravděpodobně bude ještě několik let trvat.

Záznam setkání akcionářů a prezentace Battery Day:




Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
112 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře