Как Илон Маск стремится революционизировать технологию батареи

У Илона Маска, пожалуй, самый захватывающий портфель компаний на планете. Есть SpaceX с его миссией на Марс, и Tesla с супер-быстрыми высокотехнологичными электрическими автомобилями. Он утверждает, что его концепция Hyperloop может революционизировать общественный транспорт. И даже его Boring Company отчасти интересна — она стремится найти новые способы рыть туннели.

Так что же изменит мир больше всего? Скорее всего, это будет его аккумуляторный бизнес.

Вы, наверное, уже заинтересовались потенциалом электромобилей. Но, возможно, у вас также есть сомнения в том, чтобы действительно купить его: цена, диапазон и беспокойство о том, где вы будете заряжать его.

Тем не менее рынок, безусловно, считает, что они являются будущим. Просто посмотрите на цену акций Tesla.

Самые большие батареи в мире

Автомобили — это не единственный обширный рынок новых батарей. Гигантские батареи, подключенные к электрическим сетям, также будут иметь центральное значение для революции в области возобновляемых источников энергии.

«Мы вступаем в почти экспоненциальную фазу роста», — говорит профессор Пол Ширинг. Он является экспертом по новым технологиям батареи в Университетском колледже Лондона.

Он ожидает, что только электромобили будут стимулировать европейский спрос на батареи в этом десятилетии в 10 раз. Но этот взрыв спроса будет возможен только в том случае, если мы сможем сделать батареи дешевле, прочнее и эффективнее.

Батарея в миллион миль

В июне китайский производитель батарей, который поставляет для большинства крупных автопроизводителей, включая Tesla, показал, что он произвел первую «батарею на миллион миль».

Современная технология Amperex (CATL) говорит, что его новая батарея способна питать автомобиль на протяжении более миллиона миль (1,2 миллиона, если быть точным — или 1,9 миллиона километров) в течение 16-летнего срока службы.

Большинство автомобильных аккумуляторов предлагают гарантию на 60 000 — 150 000 миль в течение трех-восьми лет.

Это огромное увеличение времени автономной работы, но оно будет стоить всего на 10% дороже, чем существующие продукты, говорит председатель CATL Цзэн Юйцюнь.

Наличие батареи, которую вам никогда не нужно менять, очевидно, является хорошей новостью для индустрии электромобилей. Но более долговечные батареи также важны для так называемого «стационарного» хранения. Это батареи, которые можно прикрепить к ветряным турбинам или солнечным панелям, поэтому возобновляемая энергия будет доступна, когда солнце не светит или ветер не дует.

Довольно скоро вам может даже понадобиться стационарная батарея в вашем доме для хранения дешевой непиковой электроэнергии или для сбора энергии, которую генерируют ваши собственные солнечные панели.

Аккумуляторы на этой станции зарядки электрических автобусов в Абиджане, Кот-д’Ивуар, питаются от солнечной энергии
Более дешевый вариант

Следующий барьер, который, вероятно, будет сломан, — это цена. Знаковая задача в индустрии электромобилей — получить батарею стоимостью менее $100 (£78) за киловатт-час.

«В этот момент вы начинаете приобретать электромобили, которые дешевле аналогичных автомобилей внутреннего сгорания», — говорит Сет Вайнтрауб, американский журналист по батарейным технологиям.

Как только это произойдет, двигатель внутреннего сгорания будет фактически мертв, говорит он, сравнивая это с тем, как digital убил пленочные камеры десять лет назад.

«В автосалонах мы собираемся перейти от одного электромобиля где-то на заднем дворе, к одному бензиновому автомобилю где-то на заднем дворе».

Так когда же будет пройден этот критический ценовой рубеж? Он считает, что это уже произошло. Вайнтрауб говорит, что его источники сообщают ему, что эти батареи поступают в Tesla прямо сейчас, и считает, что это будет одним из обещанных откровений Маска.

Новый завод Tesla в Китае
Диапазон без беспокойств

Более дешевые батареи будут решать некоторые другие ключевые проблемы, которые есть у потенциальных клиентов. Будет экономически выгодно помещать большие батареи в автомобили. Это имеет два основных преимущества. Во-первых, это означает, что они могут продвигаться гораздо дальше без подзарядки, поэтому вы скоро сможете купить автомобили с пробегами 400–500 миль (640–800 км) или более.

Во-вторых, большие батареи заряжаются быстрее по большей части их емкости, поэтому вы можете достичь расстояния до 300 миль всего за 10 минут зарядки. Это сравнимо со временем, которое требуется, чтобы заполнить автомобиль бензином или дизельным топливом.

Так что ожидайте, что Илон Маск объявит об обновлениях для моделей S и X, которые будут сочетать пробег 400-500 миль с характеристиками суперкара, говорит г-н Вайнтрауб.

Новый завод

Итак, где же мы будем делать все эти замечательные новые батареи? Опять же, мы ожидаем от Маска каких-то серьезных заявлений. Ранее его частный самолет приземлился в аэропорту Лутона. Считается, что человек, которого актер Роберт Дауни-младший вдохновил для Тони Старка из Marvel в фильме «Железный человек» 2008 года, был доставлен на вертолете на 650-акровый участок недалеко от Бристоля. Говорят, что это место является главным кандидатом в Великобритании для одного из «Gigafactories» Tesla, огромных аккумуляторных заводов.

И он планирует еще большую фабрику в США, вероятно, в Остине, штат Техас. По словам Сета Вайнтрауба, это будет «Терафактор». Это довольно большое обновление.

Гигафабрики были названы так потому, что они производили батареи, которые могли хранить миллиарды ватт-часов энергии. Исходя из этих соображений, терафактор должен быть способен производить батареи общей емкостью в триллионы ватт-часов.

И логика постоянно расширяющихся фабрик Маска остается той же самой. Чем больше масштаб, тем легче будет поставлять инновации, снижающие затраты, считает он.

Сырьевые ресурсы

Так откуда же берутся все эти химические вещества для аккумуляторов?

Технологические компании, такие как Apple, Microsoft и Tesla, пытаются найти способ получить доступ к конголезскому кобальту более гуманным способом с надлежащей ответственностью

Китайский партнер Теслы CATL нашел способ сделать батареи свободными от кобальта, по крайней мере, для автомобилей меньшей дальности.

Кобальт является дорогостоящим, и многие из них поступают из ДР Конго, где он был связан с детским трудом.

Не планируется избавляться от ключевого ингредиента в легких батареях лития. По всему миру имеются большие запасы соляных месторождений, в том числе самый большой, пока еще неиспользованный, заповедник на необычайно красивой солярной равнине Салар-де-Уюни в отдаленных боливийских Андах. Проблема заключается в том, что нынешний способ выделения лития из этих месторождений является медленным и неэффективным.

Самое большое соленое озеро, которое в настоящее время разрабатывается, — это Салар-де-Атакама в Чили. А на значительно меньшей высоте чилийцы могут использовать естественное испарение для кристаллизации солей, вызванное интенсивным солнечным светом пустыни Атакама. Несмотря на эти преимущества, процесс все еще занимает месяцы, и только восстанавливает около 30% доступного лития.

На 10 000 кв. км соленая равнина Салар-де-Уюни в Боливии содержит 50-70% известных мировых запасов лития

Именно там появляется магнат Илон Маск.

Тиг Иган работает с учеными над тем, что он называет фильтром «наночастиц», который может отделять литий от других солей в растворе и восстанавливать более 90% лития. Вместо месяцев это может занять всего несколько дней. Иган говорит, что его EnergyX уже ведет переговоры с ключевыми игроками о применении технологии в коммерческих масштабах. Если он будет эффективным, то сможет резко сократить расходы на литий — устранение одного из самых больших узких мест в наращивании производства батарей.

О чем это на самом деле

Это возвращает нас к первоначальному предположению — что батареи будут самой трансформирующей частью империи Илона Маска. Амбиция Маска состоит в том, чтобы создать iPhone из автомобилей — необходимый продукт, который революционизирует наш опыт вождения и одновременно принесёт ему большую прибыль. Вот что заставит человечество бросить старые дизельные и бензиновые автомобили.

Недавняя миссия SpaceX, возможно, захватила заголовки — но разработки батареи Илона Маск могут оказать большее влияние на нас всех

Но есть также и нечто гораздо большее на кону: изменение климата. Если более дешевые, лучшие батареи позволят быстро переключиться на электромобили и дадут возобновляемую энергию независимо от погоды, то ясно, что они будут играть центральную роль в усилиях по декарбонизации экономики.

Астронавты, отправляющиеся в космос, гораздо более увлекательны, чем серая коробка с парой прикрепленных проводов. Но если эта серая коробка поможет нам избавиться от ископаемого топлива, тогда серая коробка выиграет с точки зрения ее силы изменить наш мир. Конечно, вы можете не согласиться. И если да, то, пожалуйста, напишите в комментариях, почему.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ