Уоррен Баффет поставил на литий-ионные батареи. Как можно заработать вам?
Рынок электромобилей заметно оживился за последние десять лет. На конец 2018 года в мире было уже 5,1 млн электромобилей. А это на 60% больше, чем в конце 2017 года.
Многие автомобилисты перешли на машины с электрической тягой после ужесточения регулирующими органами требований к количеству вредных выхлопов в атмосферу. Это связано с тем, что электромобили считаются более экологичным видом транспорта.
За десятилетие сильно упали и цены на электрокары. Дело в том, что одновременно с ростом продаж электромашин выросло производство аккумуляторных (литий-ионных) батарей, стоимость которых к тому же снизилась на 85%. Аккумуляторы — одна из самых важных, но до недавнего времени чрезвычайно дорогих частей электромобиля. Еще несколько лет назад их стоимость доходила до половины стоимости машины.
Помимо автомобилей, литий-ионные аккумуляторы как накопители энергии используются во многих областях экономики. Так что есть много способов, чтобы заработать на аккумуляторах, считают в CNBC. Наиболее очевидным вложением могут быть бумаги автомобильных компаний — таких как Tesla или Ford.
Когда появились литий-ионные аккумуляторы
Литий-ионные аккумуляторы были разработаны еще в 1970-х годах. Но только в 1991 году компания Sony нашла им первое коммерческое применение. Она встроила их в портативный видеорегистратор.
Сейчас такие батареи можно найти почти везде — от айфонов до медицинских приборов, самолетов и международной космической станции. В прошлом году трем ученым, разработавшим литий-ионную батарею, была присуждена Нобелевская премия по химии.
Литий-ионные батареи — это ключ к снижению зависимости от ископаемого топлива, пишет CNBC. По оценкам швейцарского банка UBS, за ближайшее десятилетие рынок накопителей энергии может вырасти до $426 млрд.
Tesla — первопроходец на рынке электромобилей
Первой автомобильной компанией, которая выпустила на рынок электромобиль с питанием от литий-ионной батареи, стала Tesla: в 2008 году был представлен полностью электрический спортивный автомобиль Tesla Roadster.
В то время автопроизводители разрабатывали гибридные модели, сочетающие бензиновый и электрический двигатели. О полностью электрической тяге речь не шла, поскольку такие автомобили стоили недешево. К примеру, Tesla продавала Roadster за $110 тыс.
Сейчас производство электромобилей — уже более выгодный и менее трудозатратный бизнес, чем выпуск машин с бензиновым мотором. Практически все автопроизводители либо уже продают, либо планируют выпускать полностью электрические или по крайней мере гибридные автомобили.
В ноябре Ford сообщил, что начинает прием заказов на Mustang Mach-E. Это полностью электрический автомобиль легендарной модели. Ford разработал Mustang Mach-E одним из первых в линейке 40 электромобилей, которые Ford планирует изготовить к 2022 году.
Volkswagen в марте пересмотрел свои планы по производству электромобилей. К 2028 году компания намеревается выпустить 70 новых моделей электромобилей. Предыдущий ориентир составлял 50 машин.
В прошлом году глава концерна GM Мэри Барра сообщила инвесторам, что в 2021 году компания планирует выйти на безубыточное производство электромобилей. А британский Jaguar Land Rover, принадлежащий индийской Tata Motors, намерен в ближайшее десятилетие превратить компанию в чистого производителя электромобилей.
По данным Международного энергетического агентства, в мире только за 2018 год было продано 1,98 млн электромобилей, заряжаемых от внешнего источника питания. Как мы писали выше, общее количество машин на электрической тяге составило 5,1 млн. Пока это относительно немного, поскольку сейчас на дорогах в совокупности более 1 млрд автомобилей. Однако эксперты ожидают, что доля электромобилей будет расти.
Bloomberg NEF прогнозирует, что к 2040 году из общего объема продаж 57% придется на электромобили.
Кто производит батареи
Как и многие автопроизводители, Tesla отдает производство батарей на аутсорсинг. Специально для Tesla их делает японская Panasonic. Впрочем, самой разработкой батарей производитель занимается сам.
Не так давно аналитики Credit Suisse написали, что отдают должное компании Tesla за разработку батарей. Акции компании демонстрируют наихудшую динамику в секторе, однако у Tesla есть преимущество перед другими производителями электромобилей, считают в банке. И это сфокусированность Tesla на аккумуляторах для электромобилей.
«Мы считаем, что Tesla является лидером в областях, которые могут определить будущее автомобилестроения. Это программное обеспечение и электрификация», — заявил аналитик Credit Suisse Дэн Леви.
Недавно издание Reuters провело исследование, назвав имена крупнейших в мире производителей аккумуляторных батарей для электромобилей. Лидер этого рынка — китайская Contemporary Amperex Technology. Она сотрудничает с такими автопроизводителями, как BMW, Volkswagen, Daimler, Volvo, Toyota и Honda.
Уже упомянутая Panasonic — на втором месте. Компания производит аккумуляторы для электромобилей в Японии и Китае. Однако главная фабрика у Panasonic расположена в Неваде (США). Там производятся батареи для машин Tesla.
В тройку крупнейших в мире производителей батарей для электромобилей вошла и китайская BYD. Она использует батареи в основном для собственных автомобилей и автобусов, но планирует запустить производство в Европе. Примечательно, что в BYD инвестировал деньги знаменитый инвестор Уоррен Баффет . Ему принадлежит 25% компании.
А что с акциями
На данный момент аналитики не верят в рост Tesla. Консенсус, собранный сервисом Refinitiv, ожидает, что в ближайший год акции производителя подешевеют на 33%, до $315 за штуку. Тем не менее эксперты, вошедшие в консенсус, рекомендуют держать бумаги Tesla.
По акциям Ford рекомендация также держать. Но эксперты в среднем полагают, что на горизонте года они вырастут на 11%, до $10,23 за бумагу.
Начать инвестировать можно прямо сейчас на РБК Quote. Проект реализован совместно с банком ВТБ.
Американский бизнесмен и один из известнейших инвесторов в мире. Основной владелец и CEO инвестхолдинга Berkshire Hathaway.
Источник
Новые типы АКБ: какие есть способы решения главной проблемы электрокаров? (часть 1)
Фактически сегодня электромобили не имеют существенных минусов кроме одного, но глобального – аккумулятора. Именно несовершенство АКБ является причиной других минусов: ограниченного запаса хода и длительного времени заряда. Однако лучшие ученые планеты уже работают над этим вопросом…
Аккумулятор электромобиля – это узел, который умеет накапливать энергию и затем отдавать ее. Однако накопление энергии, т.е. зарядка АКБ, требует немало времени: даже лучшие результаты с 20-30-минутными «быстрыми зарядками» выглядят медленными на фоне заправки автомобиля на АЗС; что уж говорить о зарядке электромобиля от обычной розетки за 8-10 часов. Если необходимо уменьшить время заряда – значит нужно уменьшить и сам аккумулятор, что ведет к сокращению запаса хода электрокара: замкнутый круг!
Сейчас его пытаются разорвать многие компании и гении-самоучки, но что получится в итоге, какое решение будет лучшим – пока сказать сложно. Однако уже наметилось два направления работы: создание совершенно новых конструкций и доработка уже существующих аккумуляторов. С последнего пункта – как более реального – и начнем…
Улучшение существующих АКБ электрокаров
Сегодня в электромобилях чаще всего используются литий-ион аккумуляторы, где катод выполнен из сплава редкоземельных металлов, среди которых обязательно присутствует литий – отсюда и название. Впервые подобные аккумуляторы, с катодом из сплава на основе лития, были созданы еще в 1910-1920-х годах. Однако до стадии готового к продаже продукта идею довела уже компания SONY уже в 1991 году. В тот момент литий-ион АКБ примерно в 4-5 раз превосходила привычный свинцово-кислотный аккумулятор по соотношению емкости на 1 кг веса, а также была лишена вредного «эффекта памяти» относительно АКБ с никелем. Интересно, что уже в 1996-м году был создан и другой тип литий-ион АКБ – со сплавом LiFePO4. На тот момент аккумулятор подобного типа не был физически устойчив (очень боялся тряски и ударов), а также отличался не самой хорошей энергопроводимостью ряда компонентов. Но в «плюсах» у АКБ с катодом LiFePO4 следует отметить отсутствие редкого, дорого, ядовитого кобальта (Со), следствием чего было теоретическое снижение цены и большая безопасность АКБ. Готовые «продуктовые АКБ» типа LiFePO4 появились лишь в 2005-2006 годах, когда удалось победить их все врожденные проблемы. Для этого пришлось покрыть анод слоем тонкого углеродного материала.
Итог: аккумуляторы типа LiFePO4 выделяются «зеленым» отношением к природе и общим высоким уровнем безопасности, малой потерей емкости со временем. А повышенное напряжение каждого элемента (3,3В) и его стабильность во время использования (разряда) АКБ позволяет использовать меньшее количество элементов для сборки цельной батареи с заданным нужным напряжением. Главный минус: более низкая удельная емкость «кВтч на 1 кг» – здесь аккумуляторы типа LiFePO4 проигрывают примерно 14% относительно показателей аккумуляторов типа LiCoO2.
Для чего нужен этот экскурс в историю и технику? Для того, чтобы понимать, что происходит внутри аккумулятора электрокара. Для того, чтобы понимать, что «Литий-ион АКБ» на самом деле может быть разной. Классический литий-ион аккумулятор с кобальтом уже уходит «со сцены» ввиду токсичности и дороговизны этого редкоземельного материала. А на смену ему приходят другие типы литиевых аккумуляторов. К примеру, в Nissan Leaf используются аккумуляторы на основе сплава LiMn2O2, их удельная емкость составляет около 80 Вт/кг – т.е. для получения АКБ емкостью 24 кВтч нужно собрать аккумулятор весом около 300 кг.
Компания Tesla использует аккумулятор, содержащий внутри литий (Li), никель (Ni), кобальт (Co), алюминий (Al) – их удельная емкость равна 85-90 Вт/кг. В будущем Tesla хочет достичь знаковой отметки 100 Вт/кг, в этом поможет оптимизация технологии производства, но не кардинальная смена типа АКБ. Еще пример – компания BYD, которая для всех гибридов и электромобилей (включая и электрические автобусы) использует АКБ типа LiFePO4.
Именно в использовании новых вариантов сплавов, в оптимизации формы и расположения ячеек АКБ, в улучшении системы вентиляции лежит будущее развитие существующих литий-ион аккумуляторов. Эти методы не сулят «прорыва», но обещают постепенное улучшение параметром АКБ. Так, аккумуляторы Samsung SDI получили измененную форму внутренних блоков и уменьшение высоты АКБ (на 20-30% тоньше). Это позволяет создавать более компактные аккумуляторы в сравнении с аккумуляторами стандартного типа сравнимой емкости. А значит – толщина АКБ напрямую повлияет на высоту пола и вместимость салона электромобиля.
Кстати, пока Samsung делится своими планами новых аккумуляторов для электромобилей, его конкурент LG Chem уже завоевывает рынок: эти АКБ можно встретить в электрокарах Tesla Roadster, Chevrolet Bolt, электромобилях и гибридах Audi, Ford, Renault, Nissan. Еще одна разработка – от компании Kreisil Electronic – предусматривает улучшенную систему охлаждения, что должно обеспечить улучшение эффективности работы АКБ в разных температурных режимах (проблема снижения емкости аккумулятора при сильной жаре).
В итоге этот подход сравним с «синицей в руках» из поговорки – здесь различными мелкими улучшениями можно добиваться пусть небольшого, но стабильного роста емкости АКБ при его неизменных размерах и массе. Однако можно ли поймать «журавля в небе»?
Новые радикальные идеи АКБ
Один из перспективных типов аккумуляторов – т.н. графеновые. Однако здесь скорее «идея на слуху», чем реальная реализация готового продукта.
Графен – это новый материал, являющий собой пленку толщиной в один слой атомов углерода, объединившихся в виде 6-угольной звезды. В 2004-м году его изобрел Константин Новоселов, российский ученый, ныне работающий в Великобритании, за что и получил Нобелевскую премию по физике еще в 2010-м году.
Графен можно использовать в транзисторах, сенсорных панелях, для лечения рака. А также – для создания новых аккумуляторов. Ведь графен имеет отличные способности для этого: быстро накапливает энергию (обещают полный заряд АКБ за 10 минут); много хранит (хорошее отношение емкости к весу); не требует охлаждения (низкая теплотворная способность, при правильной конструкции АКБ можно обойтись естественной вентиляцией).
Но и минусов немало. Во-первых, графен очень сложный в производстве. Есть несколько методов производства – химические (к примеру, оксиды графена из определенного химического раствора) или физические (срезание тонкой пленки графита с последующей обработкой) – но любой из них крайне сложен. Во-вторых, «сложно» означает «дорого»: по разным оценкам 1 кв. см графена стоит около $100 млн.! В итоге графен уже несколько раз обещали начать выпускать в промышленных масштабах (последнее обещание прозвучало в 2015 году), но дальше обещаний процесс не пошел.
В тоже время, ходят слухи, что к исследованиям графена подключились две немецкие компании, производящие электрокары – т.е. они верят в будущее аккумуляторов на базе графена. Если это правда, то в будущем эти компании действительно смогут получить аккумулятор, который станет важнейшим «козырем» на рынке электрокаров. Но не ясно когда наступит это будущее.
Другая радикальная идея – литий-воздушный аккумулятор, разработка IBM Battery 500. Здесь обещают запас хода в 500 миль (800 км) и заметное снижение веса. Фактически аккумулятор будет переставлять собой решетку, через которую будет проходить воздух: при зарядке – молекулы кислорода будут ионизироваться, при разряде – проходить через решетку и отдавать заряд. В этом типе АКБ нет ничего сложного, идея хороша и в принципе воплотима «в жизнь». Вопрос лишь в том, что серийные литий-воздушные аккумуляторы нам обещают в 2020-2030-х годах, а к тому времени и традиционные АКБ смогут обеспечить запас хода в 500-800 км.
Из идей, совсем «летающих в облаках», отметим аккумуляторы на основе зубов моллюсков (материал «магнетит»), использование олова в электродах вместо привычного графита, кремниевые пористые нанопроводники. К примеру, последние обещают увеличение удельной (отношение Вт на 1 кг) емкости АКБ в 4-5 раз относительно привычных литий-ион аккумуляторов. Но кремниевые пористые нанопроводники очень хрупкие, они растрескиваются от собственного нагревания и охлаждения в процессе заряда/разряда; плюс они боятся вибрации, ударов – как их можно использовать в электрокарах, которые ездят по дорогам с выбоинами, ямами, буграми?! Зубы моллюсков и олово? Зачем «изобретать велосипед»?! недостаточно просто найти материал, который умеет накапливать энергию. Нужно продумать, как получать этот материал в промышленных масштабах и недорого (вспомните графен), как строить из этого материала аккумуляторы, решить мелкие и неожиданные проблемы.
Однако даже среди радикальных идей есть те, которые реальны уже сейчас. Один из примеров – это потоки жидкости с заряженными частицами (ионы). Воплощение этой идеи показал концепт-кар Quant F с баками для ионных жидкостей (это жидкости, которые состоят их молекул с определенным зарядом «+» или «–»).
При объединении этих жидкостей в химическом реакторе на борту электромобиля результатом будет электроэнергия и жидкость нейтральным зарядом. Плюс такого способа – в скоростной заправке электромобиля: фактически нужно подобно топливу на АЗС заливать в один бак одну жидкость («+»), в другой бак – вторую («–»). Однако минусов хоть отбавляй: необходимость постоянно возить с собой большие баки (концепты Quant имели баки сумарным объемом 350 л или 500 л); зависимость от специальных «ионных АЗС», которых пока вообще нет, а когда появятся – то они будут диктовать цену на жидкость. Да и в целом – это лишь решение вопроса быстрой зарядки АКБ. Если данный вопрос будет решен другим способом и новыми типами АКБ, то необходимость в ионных жидкостях отпадет сама собой.
Вторая радикальная идея, которую можно реализовать уже сегодня, лежит в обустройстве АКБ во внешних панелях электромобиля. Две графитовые панели и слой электролита между ними позволяют создать очень тонкий аккумулятор, который можно строить буквально куда угодно: в крылья, панели дверей, капот, крышу электромобиля. Таким образом, аккумулятор не будет отбирать драгоценный простор у электрокара – ни в днище, ни в багажнике. Минусы данного подхода очевидны – сложность и дороговизна кузовного ремонта в случае ДТП; при этом вероятность повреждения аккумулятора в разы выше, чем при его расположении в днище электромобиля.
Так все-таки – синица в руке или журавль в небе?
Однозначного ответа на этот вопрос нет, нужно заниматься развитием аккумуляторов по двум направлениям. Если говорить о традиционном постепенном развитии АКБ, то нас ждут мелкие, но постоянные улучшения материалов для катода, системы вентиляции, уменьшение габаритов и веса аккумуляторных батарей.
Если говорить о радикально-новых решениях, то здесь наиболее интересными выглядят исследования материала графена. Ведь помимо того, что графен имеет высокую энергетическую емкость, он интересен и своими физическими свойствами: тонкий – это аккумуляторы для панелей кузов; можно сворачивать в трубки – это для улучшения вентиляции. Словом, графен сложен и дорог в производстве (пока), но похоже, что именно здесь можно ждать революции в создании аккумуляторов.
Источник