Кобалтовият ров и адът на разтопения литий: кои технологии на Tesla конкуренцията не притежава

Уорън Бъфет измисли концепцията на рововете (moats) – бариери, които всеки успешен бизнес трябва да издига между себе си и конкуренцията. „Защитните ровове““ са реални преимущества. И не е важно, дали те са на технологично или маркетингово ниво. Това са вашите преимущества, които съперниците нямат. Те няма да позволят сътресения и колебания на вашето положение на пазара. А Илън Мъск е известен като най-жестокия критик на тези ровове и счита, че тези бариери могат да доведат единствено до олигопол.

Но редица аналитици са на мнение, че Илън Мъск рие тези хипотетични ровове много по-бързо от всички други представители на автомобилната индустрия.

В продължение на много години аналитиците, заедно с ръководителя на Fiat Chrysler Automobiles повтаряха следната мантра: „Няма нищо, което Илън Мъск прави, а ние или другите да не могат да копират“. Тоест, когато автомобилните производители решат да излязат на пазара на електромобилите, веднага ще го завладеят. А Tesla ще трябва да се бори за съществуването си. За основните преимущества на традиционните автомобилни брандове се считат образованите специалисти и натрупания опит в масовото производство. Но съвсем младата компания Tesla предлага мощни контрааргументи.

Критиците на електромобилите най-често посочват дефицита на литий за акумулаторните батерии. Аргументът е, че текущото производство на този метал е нищожно и при рязък ръст на производството на електромобили Tesla ще се сблъска с недостиг на литий. Само че в това отношение останалите компании са по зле. Мъск вече сключи договори за доставката на всичкия литий от бреговете на солените езера – от САЩ до Латинска Америка.

Всъщност, дефицитът на литий е мит. На всеки 100 киловатчаса капацитет на акумулаторните батерии е необходим едва 10 килограма литий. За един милион електромобили са достатъчни 10 000 тона от този метал. А за 100 милиона електромобила, които биха заместили производството на всички сегашни автомобили с ДВГ, са необходими 1 милион тона литий годишно. Към днешен ден се извършва добива на 60 000 тона годишно и дори лекото увеличение на неговата цена значително ще разшири икономически целесъобразните резерви от този метал. Едва ли скоро ще има дефицит на литий.

Много по-сложна е ситуацията с кобалта, използван в електродите на тези батерии. Кобалтът още сега е дефицитен и има проблеми с неговия добив и преработка. Най-много литий има в Демократична Република Конго, а това повдига редица етични и екологични въпроси.

На практика всички конкуренти на Tesla използват NMC-батерии (никел-манган-кобалт), като делът на кобалта е 15% от общото тегло. Това са около 360 грама кобалт на киловатчас акумулаторен капацитет. В крайна сметка Jaugar I-PACE изисква почти 33 килограма кобалт, а Chevrolet Bolt – 21,6 килограма. Това е далеч повече от лития, използван в акумулаторните батерии за електромобилите.

Jaguar и Chevrolet Bolt трябва да добавят допълнителни килограми метал за да получат батерия с капацитет като на Tesla

Tesla използва друго. Компанията поставя NCA-батерии (никел-кобалт-алуминий), в които се използва около 220 грама кобалт на един киловатчас капацитет на акумулаторната батерия. Дори и електромобилът с най-голям пробег – Model 3 Long Range използва батерии с малко по-малко от 12 килограма кобалт. Базовата версия на електромобила, продажбите на която са обявени за следващата година, ще има нужда от само 12 кг кобалт. Получава се, че с едно зареждане този електромобил може да измине почти колкото Chevrolet Bolt, само че изразходваният кобалт е близо два пъти по-малко. Тоест „кобалтовото проклятие“ ще засегне Tesla значително по-слабо от другите компании в този бранш.

И още, Илън Мъск вече заяви, че от следващата година възнамерява изцяло да се откаже от използването на кобалт в катода. Никой от конкурентите, освен китайската BYD не е в състояние да направи това. Само че BYD използва батерии с литий-желязо-фосфати, които имат много по-малка плътност на енергията в сравнение с NCA-батерията на Tesla.

Днешният Model 3 е оборудван с акумулатора батерия, съдържаща 4416 цилиндрични елемента формат 21770 (21 х 70 мм). Средната енергийна плътност на целия акумулаторен блок е 223 Wh на килограм. Към днешен ден по този показател Tesla значително превъзхожда всички останали серийни производители на електромобили. Тоест, за да имат акумулаторен блок със същия капацитет, Jaguar и Chevrolet Bolt трябва да добавят немалки излишни килограми. А това увеличава разхода на енергия на електромобила и намалява пробега.

Tesla е единственият голям производител на електромобили, който използва цилиндрични елементи. Всички останали използват елементи с формата на призма с по-големи размери. Батерията на Chevrolet Bolt е съставена само от 288 елемента, които се намират на едно място, докато при Tesla те са „разстлани“ под целия под на купето. По този начин няма ограничения на купето и устойчивостта е по-висока.

В Nissan Leaf батерията също е поставена под пода, точно като при Tesla, но нейните елементи са призматични и няма водно охлаждане. Това може да се окаже голям проблем в ежедневното използване на електромобила.

Между цилиндричните елементи е оставено немалко пространство, което позволява използването на водно охлаждаме. А това рязко намалява риска от запалването на всички елементи на батерията при катастрофа.

И още, доброто охлаждане означава, че тези акумулаторни батерии могат много по-бързо да се зареждат и разреждат, в сравнение с конкурентите, понеже рискът от прегряване е нищожен.

Създателите на Jaguar I-PACE твърдят, че в близкото и светло бъдеще след 30 минути зареждане, техните електромобили ще могат да изминават 200 км. Но засега Jaguar I-PACE с цена $68 000 може да измине само 135 километра след 30 минутно зареждане. В същото време продаваният днес електромобил Tesla Model 3 за същите 30 минути зарежда енергия за 270 км пробег.

Да не забравяме, че Tesla разполага със своя верига специализирани зарядни станции, които работят сега, в този момент и не са някакви обещания за бъдещето.

Има още една важна област, в която специалистите на традиционните автомобилни играчи също губят. Това е разходът на електрическа енергия на километър пробег. За автомобилите с ДВГ това не е толкова важно, понеже винаги може да се намери бензиностанция, където да се добави гориво. Тук ниската ефективност се оправя с пари за допълнително гориво.

При електромобилите всичко е по-различно: голямата батерия е скъпа, а и всички се опитват да я направят възможно най-малка. Важно е да имаме възможно най-ниска консумация на електрическа енергия на километър изминат път.

В това отношение Model 3 име нещо, което конкурентите нямат. Първо, коефициентът на аеродинамичното съпротивление е 0,23 – най-ниският сред всички серийно произвеждани автомобили. Bolt например има 0,31. Тази аеродинамика осигурява умерена консумация на енергия. Второ, основният електромотор на задната ос на електромобила има с 5-10% по-висок КПД от моторите, работещи с променлив ток. Именно променливотокови двигатели избират конкурентите – понеже са много по-разпространени и всички са свикнали с тях.

В крайна сметка, с акумулаторна батерия с капацитет 78 Kwh, пробегът на Model 3 е 537 километра по EPA цикъла. Jaguar I-PACE например има 90 KWh батерия, но може да измине само 480 километра. Chevrolet Bolt с 60 KWh изминава 383 километра. Но пробегът на трасето не е толкова важен, колкото в реалността. В градски условия едва ли някой ще измине 537 километра за едно денонощие.

Но на шосето отличната аеродинамика на Model 3 дава възможност на този електромобил да се откъсне далече напред. При скорост от 120 км/ч Tesla Model 3 изминава 443 км. А при 113 км/ч – 480 км. Chevrolet Bolt при тази скорост изминава едва 305 км. Jaguar I-PACE все още е недостъпен за независими тестове.

Има и друго. При Nissan Leaf и Chevrolet Bolt измерването на зареждането се прави в идеалния случай – електромобилът с разредена акумулаторна батерия си стои в гаража и се зарежда. Само че в реалността потребителите не правят така. Те шофират своите автомобили и ги зареждат след като са ги шофирали дълго време. В тези условия батерията с призматичните елементи на Nissan Leaf вече е загряла и нейната електроника за половин час добавя едва 50 км пробег вместо обещаните 140 км.

В Evobsession се посипаха оплаквания от потребители на Nissan Leaf и Chevrolet Bolt, че първоначално трябва да чакат 2 часа докато техният акумулаторен блок и електрониката изстинат и чак след това могат да зареждат при температура 18 градуса по Целзий. Тази неприятна история получи в социалните мрежи собствен хаштаг с име #Rapidgate.

Всички тези проблеми показват, че към днешен ден никой освен Tesla не може да произведе електромобили, подходящи за далечни пътувания и пътешествия. По всичко личи, че Leaf и Bolt, както навярно и I-PACE, ще останат автомобили само за града, заели една тясна пазарна ниша.

Виждаме, че Илън Мъск се е подсигурил от много страни. Според терминологията на Бъфет, той успешно е изкопал редица технологични ровове – акумулаторни батерии, аеродинамика, верига мощни зарядни станции, двигатели с висок КПД. На конкуренцията е необходимо твърде много време, за да преодолее тези защитни ровове. А през това време Tesla ще „изкопае“ нови. За да се справят с всичко това, класическите производители на автомобили ще трябва да утилизират произведеното досега, да се откажат от призматичните елементи, поставени на едно място, да започнат да използват по-дребни елементи, разстлани под пода, охлаждани със специална течност.

Но класическите производители вече вложиха огромни пари в своите разработки. Едва ли някой от тях ще се изправи пред акционерите за да каже: „Нашият традиционен подход към електромобилите доведе до създаването на модели, които не са конкурентоспособни. Нека да забравим за тях и колко ни струваха, и да започнем отново, от нулата“.

Лесно е да се досетим, че при тази ситуация и през следващите няколко години няма да се появят реални конкуренти на Tesla. Минимум в пазарния сегмент с Model 3 и Model Y.

Да си припомним, че едновременно с публикуването на резултатите от второто тримесечие на Tesla, Илън Мъск обяви, че компанията разработва собствените чипове Hardware 3, които ще се използват в управлението на безпилотните автомобили. Това разчупва монопола на Nvidia при тези чипове. По всичко личи, че Мъск може да предаде ценни уроци на Бъфет, по отношение създаването на защитни ровове във високотехнологичния сектор.