#чтиво | Гонка Элона Маска и GM за первый электромобиль для масс

Одно из самых горячих столкновений в мире технологий в новой эпохе электромобилей разгорелось между Tesla и General Motors. Обе компании разрабатывают чистые электромобили, которые стоят примерно 35 000 долларов, могут проехать 300 километров на одной зарядке и нацелены на массовый рынок luxury-автомобилей.

Ставки огромны. Большинство электромобилей может проехать километров 150 на одной зарядке. Эксперты считают, что 300 км — это переломный момент, который избавит множество потенциальных покупателей электромобилей от тревоги по поводу дальности пробега, когда батарею негде подзарядить. Если GM и Tesla обойдут это, продажи отдельных электромобилей могут вырасти с 2000-3000 авто в месяц в 15-20 раз, полностью перетряхнув отрасль от автомобилей до нефти. К тому же никто до последнего не верил, что начнется масштабное производство электромобилей по меньшей мере в это десятилетие.

Такова игра для обеих компаний. Генеральный директор Tesla Элон Маск ставит на свою компанию. Существование GM не будет под угрозой, если она проиграет, но результат может определить ее место в следующем поколении автомобилестроителей.

Потенциальный приз — не только прибыль, но и лидерство в технологической сфере — нематериальная аура, которая сделала Apple при Стиве Джобсе лидером надолго. В этом отношении Tesla, которой всего десять лет, держит преимущество. Первые две модели Маска, с их грацией, душой и электронной составляющей, буквально поразили критиков, покупателей и Уолл-стрит. GM впечатлила критиков со своей Chevy Volt, но есть определенные сомнения в том, выдержит ли эта модель конкуренцию с Tesla. В то же время, если GM будет на уровне с Tesla, она может оказаться невероятно мощным и живучим конкурентом, в то время как Маск и компания — более смертными.

Электромобили на 300 километров пробега уже есть, но дорогие

Единственный крупный автомобиль с 300-километровым пробегом — это Tesla S. Его базовая версия на 60 киловатт-час обещает 300 километров пробега на одном заряде, а версия на 85 киловатт-час — до 400. Маск говорит, что в его планах продавать модернизированную батарею для оригинального Tesla Roadster, которая сможет позволить 600 километров пробега на одном заряде.

Но за такую дистанцию надо платить. 300-километровый S стоит примерно 70 000 долларов, 400-километровая — 80 000 долларов, плюс дополнения за десятки тысяч. Маск говорил, что его стратегия заключалась в том, чтобы ворваться в отрасль роскошных автомобилей, а затем спускаться вниз. Roadster 2008 года дебютировал с ценой 98 000 долларов и, как было заявлено, мог проехать до 380 километров на одном заряде.

GM запустила Volt в 2011 году по цене 41 000 долларов. Но сенсационный успех Tesla прошлого года заставил компанию понервничать. Тогда CEO Дэн Акерсон объявил Tesla прямой угрозой и создал группу работников для мониторинга за новичком. В прошлом году он пообещал, что GM представит электромобиль с пробегом 300 километров на одной зарядке.

За последние 13 месяцев ситуация только усугубилась. Уолл-стрит яростно уцепилась за Tesla, увеличив стоимость акций компании до 78 раз относительно прогнозируемых доходов — числа эпохи доткомов — по сравнению с коэффициентом 7,5 у General Motors. В прошлом месяце Маск раскрыл название следующего поколения 300-километрового автомобиля: Model 3. Он будет представлен в конце 2016 года, а в продажу поступит в следующем году. Электромобиль будет стоить в пределах 35 000 долларов и ориентирован на покупателей BMW 3-Series, а не автомобилей GM. Автомобилисты купили 500 000 BMW в прошлом году, и Маск надеется продать столько же автомобилей к 2020 году.

Два дня спустя LG Chemical заявила, что у нее есть литий-ионный аккумулятор, который подойдет для 300-километровых автомобилей в 2016 году. LG не уточнила, какой из производителей заинтересовался аккумулятором, а GM молчит. Но LG — поставщик GM, и большинство экспертов уверены, что батарея LG будет поставляться в автомобилях GM.

Обе компании отказываются давать комментарии. Маск отказывается признавать GM настоящим конкурентом. Тем не менее ценовой диапазон в пределах 30 000 долларов приводит к тому, что GM все же конкурент. А GM просто не может игнорировать Маска и его компанию.

Но физика думает иначе

Чтобы добраться до диапазона 300 километров для автомобиля за 35 000 долларов, понадобится батарея, которая превзойдет лучшие из известных литий-ионных технологий. А чтобы быть готовой для моделей 2017-2018 годов, этот прыжок нужно сделать с поразительной скоростью.

Рассмотрим текущее состояние лучших из электромобилей с умеренной ценой — Nissan Leaf 2015 за 29 000 долларов (Chevy Volt — подключаемый гибрид с аккумулятором и бензиновым двигателем). Дальность пробега Leaf на одной зарядке — всего 130 километров. Model 3 от Tesla или варианту GM нужно придумать что-нибудь в два с половиной раза лучше, при этом не сдвинувшись с места по цене.

Как вы увеличите дальность пробега, сохранив цену?

Литий-ионный аккумулятор, как правило, полагается на дорогие слои оксидов металлов. Как у Volt и Tesla S, у Leaf батарея из лития, никеля и кобальта; в качестве третьего металла GM и Nissan используют марганец (химия их аккумулятора называется NMC), а в батарее Tesla — алюминий (NCA).

Автопроизводители раскрывают некоторые детали о стоимости своих литий-ионных батарей, но, согласно данным исследовательской компании Navigant, большинство аккумуляторов стоит 380 долларов за киловатт-час. Если это так, то батарея на 24 киловатт-часов Leaf стоит 9120 долларов — или 31% ценника.

Navigant ожидает, что к тому моменту, когда литий-ионные аккумуляторы подешевеют, к 2020 году, Nissan увеличит емкость батареи в энергетическом плане, сохранив цену. При прочих равных условиях это даст вам 260-километровый Leaf — неплохо, но все еще не до конца. Экономика батарей Маска немного лучше, но до дешевой 300-километровой батареи ему еще далеко.

Одним из веселых стартов для лучшей литий-ионной батареи может быть его отрицательный электрод, известный как анод. Все текущие литий-ионные батареи используют графитовые аноды. Но ученые считают, что большого скачка в производительности можно добиться, используя кремниевый анод, который сможет поглощать куда больше лития, чем графит, увеличивая емкость накапливаемой энергии. Проблема в том, что до сих пор кремний в тестах расширялся и убивал батарею. В общем, пока безуспешно.

Отсутствие кремниевых анодов для литий-ионных аккумуляторов, говорит Кевин Галлахер из Аргоннской национальной лаборатории, приведет к тому, что автомобиль с 300-километровым пробегом нельзя будет сделать по приемлемой цене. Но он также говорит, что «Элон с этим не согласится».

Что планирует Маск?

Продавать автомобиль за 35 000 долларов для Tesla означает вдвое сократить стоимость базовой модели S. Год назад Маск сказал, что «не требуется никаких чудес», чтобы найти такую экономию, но давайте займемся математикой.

Стоимость аккумуляторов Маска уже срезает всех остальных. Это потому, что в то время как другие производители, включая GM, начали с нуля, используя «мешочек», или прямоугольные металлические ячейки, Tesla использовала ячейки от Panasonic, которым уже двадцать лет, а значит они более дешевые. «18650» — это цилиндрические ячейки, которые чуть больше стандартных батареек типа AA, и Маск говорит, что они стоят в пределах 200-300 долларов за киловатт-час. Крупноформатные ячейки, используемые Nissan, как мы упоминали, стоят 380 долларов за киловатт-час.

Допустим, 250 долларов за киловатт-час — цена аккумуляторов Tesla. Это означает, что аккумулятор в Tesla начального уровня стоит 15 000 долларов.

Теперь же Маск говорит, что хочет сократить расходы путем строительства «гигафабрики», огромного завода, который фактически удвоит объем мирового производства литий-ионных батарей. По его мнению, это сэкономит еще 30% за киловатт-час. Он также планирует увеличить энергию каждой батареи на треть за счет использования крупных цилиндриков, известных как «22700». Таким образом, Маск надеется увидеть, как стоимость падает до 175 долларов за киловатт-час к 2017 году, и та самая батарея на 60 киловатт-час будет стоить 10 500 долларов. Но это срежет только 4500 долларов стоимости Model S. А нужно срезать еще 30 000 долларов.

Откуда возьмется остальная часть экономии? Navigant считает, что у Маска есть «хорошие шансы» добиться этого за счет снижения расходов на корпусе, подвеске, внутренней электронике и так далее, плюс вывести автомобили на крупносерийное производство. «Не думаю, что они смогут продать 200 000 таких к 2020 году, но даже если хотя бы половину продадут, Model 3 станет самой успешной новой моделью, запущенной в истории автомобильной промышленности», — говорит Сэм Яффе из Navigant.

Что планирует GM?

Южнокорейская LG Chemical не раскрывает никаких подробностей о том, как будет оснащать 300-километровые автомобили, но источники считают, что компания начнет с производства батарей для Chevy Volt. Важный элемент батареи — положительный электрод из композита никеля, марганца и кобальта (NMC) с щепоткой кристаллической структуры под названием марганцевая шпинель. В результате будет гибридный автомобиль с электропробегом в 100 километров, достойным ускорением и ценой в 34 000 долларов на 2014 год.

Этого недостаточно. Но улучшения в NMC с момента выхода первого Volt устраняют необходимость большей части или всей шпинели. Результатом станет большая плотность энергии. Кроме того, Прабхакар Патил, глава американского исследовательского подразделения LG, рассказал Wall Street Journal в этом месяце, что компания работает над улучшенным управлением электрической системы и снижением других расходов. Скептицизм остается понятным: едва ли автомобиль упадет в цене без кремниевого анода — и никто не думает, что LG добьется успехов на этом поле — но скептики могут ошибаться.

Момент истины — через два года

Даже с дешевой батареей, сможет ли GM тягаться с Tesla? Никто не знает. GM не хватает шика, стиля и инженерии.

«Мы просто не видим никаких действующих автопроизводителей, которые смогут сделать хороший подключаемый автомобиль, как Tesla», — говорит Яффе из Navigant.

Все это делает Маска фаворитом. И тем не менее, хотя Маск делает ставку на Model 3, у GM есть варианты. Она может проигнорировать Tesla и сдать рынок 30 000-40 000-долларовых автомобилей вместе с технологической короной. Она может удивить всех и выиграть, сделав 300-километровый автомобиль, используя все силы своих инженеров. Она может также сделать что-нибудь еще. Например, 300-километровый автомобиль за 15 000 долларов.

Если она это сделает, то вполне сможет переплюнуть Tesla. Некоторые могут назвать эту гонку гонкой знаменитого Маска и старого автопроизводителя, что немного нечестно. Но как хорошо знает Маск, победа не всегда удается с одними ожиданиями.

По материалам qz.com