电动汽车

马斯克:给我十年 消灭燃油车

2020-09-24 09:04:20 建约车评 作者:陆三金

当地时间9月22日,特斯拉在加州弗里蒙特工厂外举办了2020股东大会和电池日活动。

(来源:微信公众号“建约车评”  ID:jianyuecheping 作者:陆三金)

在活动现场几乎找不到“活人”,来参会的是一辆辆特斯拉电动车,它们面向演讲台上的马斯克依次陈列,组成了一个大大的矩阵,不时用鸣笛来表达意见和情绪。

出于疫情隔离的需要,这场活动有些别开生面。与会者坐在各自车内聆听马斯克的演讲,颇有一些时空穿越感,同时也带着一些马斯克特有的孩子气和极客范。

在这场名为“电池日”的活动上,特斯拉CEO马斯克和CTO Drew Baglino两人在台上展示了100多页的PPT,一度被戏称为“PPT造电池”。

在马斯克的PPT上有数不清的数字,层层详述了电池生产各环节的优化细节。

先不去纠结这些具体的数字和规划,透过这些精确的数字背后,我们注意到有两条至关重要的主线,却没有直接被马斯克写在PPT中。

第一,马斯克想用3年的时间,实现其车辆价格与燃油车平价,或者更低。那款采用“饼干盒”新电芯的2.5万美元的新车型,被寄予厚望。

第二,马斯克想在10年之内,也就是2030年之前,变革电池的生产方式,彻底消灭燃油车。

与其说这是“电池日”,倒不如说这是一场消灭燃油车的“宣战日”。

马斯克:给我十年,消灭燃油车

在电池日的前半段,马斯克就把这张野心满满的图给放了出来。

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这张图上的数字,反应了马斯克对电动车终局的思考。

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我们按照单车的带电量,推算出马斯克所构思的“未来每年会卖多少辆电动车”。

2030年,全球将生产并销售超过1亿辆的电动车,这是马斯克给出的答案。

2009年,全球一共卖出了超过6500万辆汽车。2019年,这个数字超过9100万辆。过去的十年内,全球汽车市场的总增长率是40%。

马斯克在提问环节被问到,“在未来,传统燃油车会怎么样?”他直言不讳地答道,“会消失”。可能意识到自己不够严谨,他补充了一句“可能还会有一点点的量”。

如果用上图中1.15亿辆的数字计算,2019年到2030年,总的增长率还将维持在26%以上。

只是,在马斯克的逻辑中,这些增长几乎全部属于电动车,燃油车是被消灭的对象。

为了消灭燃油车,马斯克大声疾呼,人类必须进入TWh时代。(注:1TWh=1000GWh=10亿KWh)

不止如此,马斯克更进一步地表示,在循环能源产业,如果要把所有的化石能源干掉,全部替换为清洁能源,每年也需要10TWh的电池。

全球每年生产20TWh的电池,可以实现马斯克心目中的理想国。

在这样的时代,大街小巷跑的所有车辆几乎全是电动车。同时,所有的直接能源供应都是以电的形式,具体来说是通过储能电池对外供电。

而在这20TWh中,特斯拉要拿走3TWh,在2030年。

马斯克对储能和电动车的规划是五五开,3TWh中预计将有1.5TWh用在电动车上。以上述推算中的全球1.15亿辆电动车计算,2030年,特斯拉会生产1725万辆电动车。

这一数字将远高于大众、丰田在当下1000万辆规模的体量。

马斯克的话外之音,你get到了吗?

宏伟蓝图的拦路虎是什么?

虽然有宏伟蓝图,但马斯克不会违背基本的物理规律,他必须找到可行的路径。

“解决问题的第一步,先提出问题。”

马斯克定位了问题,他认为问题出现在电池行业,这里有两大核心问题等待解决。

1、电池厂不能快速扩建

2、电池价格下降的速度太慢

第一个问题问的是,2030年到底会不会有20TWh的产能供给。

第二个问题问的是,到时这些供给到位,能不能卖的掉。

供给和需求,非常核心,非常清楚。

马斯克给出的解决方案也是紧紧围绕这两个问题:

1、我们将以更低的成本,更快地建设电池工厂

2、我们必须要造出大家都能接受的电动车,以及更便宜的电池

这些动作可以具体拆解为,降本、扩产能、推新车型。

特斯拉的电池降本RoadMap

为了加快当前动力电池成本下降的速度,特斯拉推出了未来十年的RoadMap,将通过一系列的垂直整合举措来进行降本。

这些环节涉及电芯、制造、负极、正极、集成式底盘等,最终实现动力电池成本下降56%,续航提升54%。

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“饼干盒”新电芯

特斯拉从2008年开始采用18650圆柱电芯,到2017年的2170圆柱电芯,单体电芯的能量提高了50%。

大电芯在体积上拥有较大的优势,可以显著提高车辆的续驶里程,同时还可以降低成本。

特斯拉经过推导得出,46mm直径电芯的边际收益是最高的。

4680的电芯就这样正式登场,特斯拉为它取名为“饼干盒”。

这款4680电芯的能量提高5倍,续航提升16%,输出功率提高6倍,成本方面可以下降14%。

制造

收购Maxwell所带来的干电极技术,使得在涂布环节,减少了加溶剂以及后面的溶剂回收流程,可以用干粉末压制技术替代。马斯克表示,这是相当复杂的技术,可以简化10倍的操作。

另外,在电芯组装环节,借助于可乐工厂的灵感,可以实现高速装配。电芯组装线的设计产能高达20GWh,是当前水平的7倍。

另外,在化成环节,特斯拉引用了全新的化成设备,可以减少86%的成本,同时减少76%的复杂程序。

通过以上一系列的操作,电芯生产环节可以实现18%的降本。值得注意的是,这是特斯拉公布的所有优化环节中,降本最多的部分。

负极

特斯拉现在硅氧+碳负极的成本是6.6美元/kwh,特斯拉认为通过涂覆之后的硅负极,不需要cvd沉积,成本可以降至1.2美元/kwh。

负极部分可以降低5%的成本。

值得注意的是,特斯拉认为,通过涂覆之后硅负极的应用,可以提升20%的续航里程,是所有优化环节中续航里程提高最多的部分。

正极

无钴材料(2/3镍,1/3锰)的应用,将会降低15%的正极材料每KWh 成本。

特斯拉认为,在正极材料的总成本中,加工过程就占了35%,需要大力缩减。

据业内人士介绍,在新的制造方法上,特斯拉将不再用硫酸盐和前驱体,直接用电解冶炼的金属制正极。

新的正极工艺,将可以减少66%的产能资本支出,处理成本降低76%,并且没有废水产生,回收也更友好。

集成式底盘

类似于宁德时代CTC方案,特斯拉将底盘和电池融为一体,减少了模组等环节,最大化的利用空间。

通过这一操作,特斯拉实现了电池成本降本7%,制造底盘所需零件减少370个。

降本小结

在这些降本环节中,涉及到工程、结构、制造方面的环节,特斯拉都将很快可以落地。而涉及到材料方面的环节,基本都是期货。

特斯拉自造电池,为新车保驾护航

那么问题来了,特斯拉的这些降本举措,由谁来实施呢?

马斯克的最后一张PPT反应了动力电池产业的无奈现状。

如果特斯拉不加入到电池生产的游戏中去,电池成本的下降曲线将会非常缓慢。

特斯拉估算,在未来20TWh产能,需要建造135个产能为150GWh的电池厂。

建造这些电池厂,在材料、电芯、制造上的投入将会高达2万亿美元,同时还需要280万人的队伍。

这些工作交给当前的动力电池企业,可以实现吗?

基本是不可能的。马斯克的远大Vision,宁德时代们会掏钱买单吗?又能达到马斯克可以满意的程度吗?

基本上,马斯克已经用计划回答了这个问题。

2021年,特斯拉弗里蒙特附近的臭鼬工厂实验室,将建设10GWh的电池产能。在这里生产的电池,电池包的能量密度将达到200wh/kg。

马斯克也正式宣布将在德国建立电池工厂。到2022年,特斯拉将实现100GWh的产能目标。

在2030年,特斯拉的产能目标是3TWh,将同时也是全球最大的电池厂商。

在电池产能建设方面,特斯拉将实现69%的降本。

这意味着特斯拉1GWh的产能建设成本将从1亿美元/GWh,降低至3000万美元/GWh。

并且,这一切是建立在上述5个环节的降本基础上的。尤其是电芯生产环节,贡献了34%的下降幅度,这些能力是由MAXWELL、高速装配线、化成等环节保证的。

这些方面考验着设备、工程、自动化、智能化能力,这些是特斯拉的强项,却并不是所有电池厂的强项。

未来三年内,随着特斯拉100GWh电池产能一起落地的,还有一款2.5万美元的新车型。

在这款新车上,将应用新的“饼干筒”电芯,并且支持全自动驾驶的能力。

我们有理由相信,这款车将非常具有竞争力,完全可以颠覆到传统的经济型燃油车。

另外,在这次的电池日上,特斯拉还发布了Model S Plaid,EPA续航里程为836.8km,0-60英里/h在2秒以内。传统高端燃油车主打的性能优势,将变得不再有意义。

更不用说,特斯拉还有智能、体验等优势,为产品力做保证。

马斯克在电池日说,特斯拉是一家软件公司,也是一家硬件公司,可以将我们的车看成“轮子上的笔记本电脑”。

电池日之后的蝴蝶效应

在自动驾驶方面,特斯拉有自己的路线图,尽管一再Delay,人们仍愿意相信特斯拉将是最早实现自动驾驶的厂商之一。

现在关于动力电池,特斯拉也推出了Roadmap。

马斯克是第一个在动力电池领域制定出这些长远计划的人,在这个行业是前所未有的。

马斯克精准地给出了每一环节的具体数据,使得整个路线看起来更有信服力,但我们也知道这里有一些期货,具体效果和实现时间也未必可控。

但,马斯克确实为这个趋于保守的行业指明了方向,让人心潮澎湃。

对于目前的动力电池企业来说,没有外部的压力,他们很难去革自己的命。

而对于车企来说,动力电池又至关重要。

主机厂的电动车产销量越大,对动力电池的需求量就越大,与供应商的绑定也就越深,寻找替代供应商的难度也就越大,自建相同规模动力电池产能的难度也就越大,搞定如此大规模动力电池上游如锂矿等资源的难度也就越大。

事实上,动力电池问题的解决,对于所有的汽车制造商而言,宜早不宜迟。

一旦对外部供应商形成了深度依赖之后,要想再抽身而出,难度将会越来越大。

马斯克已经表明了决心,尽管在电池日之前,他还不忘安抚松下、LG化学、宁德时代的情绪,但3TWh的目标已经和盘托出。

在这样一个时刻,第三方供应商应该感到颤抖,宁德时代这些厂商作为先导部队的使命已经完成,未来与特斯拉的关系,将变成竞争对手。

面对特斯拉的竞争,宁德时代们不会屈服,他们将会加大降价力度。而这又进一步的促进动力电池的降价。

在这条路上,特斯拉已经作出了示范,这也将吸引更多的主机厂将触手伸进这个之前从未触碰的黑匣子。

比亚迪、丰田、长城汽车已经拥有自产电池的能力,大众、通用正在对这个领域跃跃欲试。

如果有更多的新思维、新方式来加入到电池行业中来,电池成本的下降速度将会更快,电动车续航、充放电性能,也会有进一步的提升。

马斯克的降本Roadmap在这种充分竞争的环境下,将成为自我实现的预言。

这也将促使电动车对燃油车的快速替代,进入增长飞轮。

在这场全面替代燃油车的战斗中,马斯克的迫切心情表现地淋漓尽致。

或许,在马斯克的心中,已经默默地定下了,2030年,我要卖2000万辆电动车。

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