“一頓午飯是特斯拉的起源”
特斯拉汽車總會(huì)變得與眾不同。38歲的施特勞貝爾在14年前建造了他的第一輛全尺寸電動(dòng)車(他在14歲時(shí)重新組裝的高爾夫球車不算)。這是一輛1984年產(chǎn)的保時(shí)捷944,配備了兩套電動(dòng)馬達(dá)和380公斤的舊式鉛酸電池:一個(gè)笨重的設(shè)計(jì),但之后在加州舉行的直線競(jìng)速賽車中,它成了全世界最快的電動(dòng)車。
“我熱愛沉浸在正在建造的東西之中的感受。如果你駕駛、騎行或者飛翔它,還會(huì)更興奮有趣?!庇兴饺孙w行執(zhí)照的施特勞貝爾說。他從斯坦福大學(xué)能源工程系碩士畢業(yè)后,和哈羅德?羅森(Harold Rosen,第一顆同步軌道衛(wèi)星的設(shè)計(jì)師)一起建造全新的車輛混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用渦輪機(jī)發(fā)電,并用高速轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性輪按需存儲(chǔ)和釋放動(dòng)能。雖然這種創(chuàng)新組合成功了,但保守的車商拒絕投資,因?yàn)檫@一步跨越得太遠(yuǎn)了。不過,兩人把這項(xiàng)技術(shù)授權(quán)給了一家為商用車輛制造慣性輪的公司。施特勞貝爾和羅森接著又為飛機(jī)制造氫電池供電的電動(dòng)引擎,后來授權(quán)給了波音公司。
這時(shí)施特勞貝爾遇到了馬斯克。馬斯克因?yàn)榘阉腜ayPal數(shù)字支付公司賣給了eBay而剛剛晉身為億萬(wàn)富翁。“一頓午飯是特斯拉的起源,”施特勞貝爾說,“大部分時(shí)間我們都在聊電動(dòng)飛機(jī)。但快聊完時(shí)我說,我正在搞一個(gè)有趣而瘋狂的汽車項(xiàng)目,嘗試建造能跑1000英里的鋰電池組?!?/p>
距離這個(gè)夢(mèng)想尚有差距。相比頂級(jí)Model S宣稱的440公里里程數(shù),Model 3的里程數(shù)可能只有322公里(200英里)。但因?yàn)樘厮估?jì)劃銷售10倍于Model S數(shù)量的Model 3,對(duì)可靠的電池供應(yīng)商的需求就變得至關(guān)重要。因而有了超級(jí)電池工廠計(jì)劃。即使在擴(kuò)大生產(chǎn)之時(shí),特斯拉仍需創(chuàng)新電池化學(xué)和制造技術(shù)。雖然新電池很可能仍是小尺寸,它們確切的規(guī)格還沒有定下來。
施特勞貝爾堅(jiān)稱這一策略的風(fēng)險(xiǎn)沒有看上去可能的那么大。他指出,如今生產(chǎn)Model S電池的設(shè)備和近10年前生產(chǎn)Roadster電池的設(shè)備很相似,即使電池產(chǎn)生的能量增加了一半,且它們的化學(xué)過程顯著改變。Roadster電池使用氧化鈷做陰極,而Model S使用氧化鎳鋁銅。所帶來的差異,施特勞貝爾說,是能量密度極大提升,壽命變長(zhǎng),運(yùn)行溫度更高(意味著需要更少的冷卻)。除化學(xué)外,特斯拉也在為電池研發(fā)其他新特征。
其思路是,受益于規(guī)模經(jīng)濟(jì),超級(jí)電池工廠生產(chǎn)的電池會(huì)明顯比成熟廠商生產(chǎn)的電池便宜?!敖窈?0年,事情將會(huì)變成:我們專注于生產(chǎn)以滿足世界能量存儲(chǔ)的需求,而不是等待電池技術(shù)發(fā)生徹底變化帶來成本降低?!笔┨貏谪悹栒f。
并非所有人都認(rèn)同這一點(diǎn)。技術(shù)分析師公司Lux Research的報(bào)告預(yù)測(cè),超級(jí)電池工廠只會(huì)帶來電池成本的小幅下降,而其超過50%的產(chǎn)能會(huì)過剩?!捌渌髽I(yè)大多不相信電池?cái)?shù)量的增長(zhǎng)會(huì)達(dá)到它實(shí)際將增長(zhǎng)的那么快,”施特勞貝爾反駁道,“他們不明白成本和產(chǎn)量之間的緊密聯(lián)系。我們正處在一個(gè)重要關(guān)口,成本的小幅下降會(huì)帶來數(shù)量上不可思議的極大增長(zhǎng),因?yàn)槠嚬I(yè)如此龐大?!?/p>
超級(jí)電池工廠生產(chǎn)的電池并不都會(huì)被裝進(jìn)汽車中。一些會(huì)安置在該公司的超級(jí)充電站,以應(yīng)對(duì)幾輛車同時(shí)需要充電造成的需求突增。另一些會(huì)在特斯拉的裝配工廠中使用,在電力價(jià)格便宜時(shí)尤其是晚間存儲(chǔ)能量,以便在電力價(jià)格上漲時(shí)使用。
電池照亮清潔能源前程
通過電池存儲(chǔ)可再生能源可能在未來幾年里給特斯拉帶來最大的機(jī)遇。潛力是巨大的,施特勞貝爾說?!霸谠S多情況下,經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)越過了臨界點(diǎn),能在非常大的規(guī)模下用電池組有效存儲(chǔ)可再生能源。”可再生能源如風(fēng)力或太陽(yáng)能的主要問題是當(dāng)用電需求高時(shí),風(fēng)不總在吹,太陽(yáng)也不總在照耀。這要求公用事業(yè)公司維持額外的發(fā)電站以彌補(bǔ)缺口,通常是用化石燃料發(fā)電。電池卻能在可再生能源發(fā)電時(shí)存儲(chǔ)電能,并在需要時(shí)釋放電能。加州約1000戶家庭已經(jīng)在光伏發(fā)電板旁裝設(shè)了特斯拉電池組,這些電板是從馬斯克的另一家公司“太陽(yáng)城市”(Solar City)租賃的。這些電池組讓居民們可以在斷電時(shí)繼續(xù)運(yùn)行電器,或在電價(jià)高時(shí)轉(zhuǎn)用電池。但它們也意在擴(kuò)大居民從凈用電量計(jì)費(fèi)(net metering)政策中獲得的回報(bào),該政策讓居民用戶可以把多余的電賣給公用事業(yè)公司。
特斯拉的居民用電池因?yàn)榕c電網(wǎng)連接不順,被采納的速度沒有像施特勞貝爾希望的那么快?!肮檬聵I(yè)公司往往天生非常保守?!彼f。不過,他認(rèn)為良好的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)說服公用事業(yè)公司明白其益處。
施特勞貝爾認(rèn)為,隨著電池改善其安全性,增加可存儲(chǔ)的能量,新的電動(dòng)產(chǎn)品將被生產(chǎn)出來。他的話題又回到了他的另一個(gè)興趣:“在可預(yù)見的未來,電動(dòng)飛機(jī)會(huì)成為一個(gè)有趣又非常吸引人的選擇?!泵绹?guó)、中國(guó)和歐洲已經(jīng)建造了各種電動(dòng)小飛機(jī)??湛凸咀罱闪⒘朔▏?guó)分公司來制造名為E-Fan的機(jī)師培訓(xùn)兩人座飛機(jī)。這架飛機(jī)由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝在后機(jī)身兩側(cè)的一對(duì)函道風(fēng)扇。這家歐洲航空巨頭還在研究建造一架電動(dòng)直升機(jī)和90座電動(dòng)短途客機(jī)的可能性。
目前有幾項(xiàng)進(jìn)展可能會(huì)增加一塊電池可存儲(chǔ)的能量。比如,斯坦福大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在研究把鋰電池中使用的鋰基陽(yáng)極包裹在一層碳“納米球”薄膜中。這會(huì)讓更多的鋰在陽(yáng)極中安全使用(正是鋰的高化學(xué)反應(yīng)性讓電池有起火風(fēng)險(xiǎn))。研究人員認(rèn)為,這一覆蓋層會(huì)讓同等重量的一塊鋰電池存儲(chǔ)的能量達(dá)到目前的約5倍。
這類創(chuàng)新仍處在實(shí)驗(yàn)室階段,要成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)尚需時(shí)日。未來,或許甚至連鋰都可能被新奇的電池材料取代。“沒人比我更希望我們能拿出一種新技術(shù),把今天的化學(xué)方式淘汰掉,”施特勞貝爾說,“那樣我們可以以更低的價(jià)格賣出更多車。但我們不會(huì)坐等這一天?!?/p>