Musk anunció que los camiones Tesla se entregarán este año, y el automóvil con batería de hidrógeno de Toyota necesita ser rescatado con urgencia

El primer vehículo puramente eléctrico de Toyota, el bZ4X, se lanzó en mayo. Hace unos días, algunos medios expusieron que envió un "correo electrónico de retiro" a los propietarios de automóviles: las ruedas pueden caerse durante la conducción en distancias cortas.

Para Toyota, el pionero híbrido alguna vez inquebrantable, el primer automóvil totalmente eléctrico llegó demasiado tarde y el primer escándalo llegó demasiado pronto. Mirando hacia atrás, hace más de 20 años, salió el primer automóvil híbrido producido en masa del mundo, el Prius, incluso la estrella más popular de Hollywood, Leonardo DiCaprio, estaba desconsolado.

Toyota ha investigado las baterías de hidruro de níquel-metal y las baterías de iones de litio durante muchos años, y conoce el límite superior de la densidad de energía de las baterías de litio.Cree que la tecnología híbrida solo puede usarse como una "transición", y las celdas de combustible de hidrógeno son la elección definitiva.

El juicio de Toyota es científico y el camino del desarrollo es tortuoso. El surgimiento de Tesla ha convertido a las baterías de litio, las minas de litio y toda la industria de vehículos eléctricos en las áreas de productos básicos más preocupantes en los últimos años, y también ha contribuido a las áreas de fabricación más prometedoras bajo el objetivo de "reducción de carbono" de países de todo el mundo.

Recientemente, Musk anunció que el camión eléctrico Semi se entregará este año, dando otro impulso a la industria de camiones con batería de litio.

Desde principios de este año, el precio del mineral de litio se ha disparado y las principales compañías automotrices se han apresurado a extraerlo. GAC dijo que funcionó para la era Ningde, y la era Ningde dijo que las ganancias eran muy escasas. Sin "litio", las pilas de combustible de hidrógeno han vuelto al campo de visión del público.

Toyota vs Tesla, una batalla de dos líneas

A fines de la década de 1990, cuando salió el Prius híbrido de primera generación de Toyota, Tesla aún no había nacido. Quince años después, en 2012, las ventas globales de la gama Prius alcanzaron los 4 millones.

En el mismo año, Tesla lanzó el Model S, demostrando que los vehículos eléctricos, aunque caros, tienen buena duración de batería, buena potencia y son perfectamente aptos para uso doméstico. Desde entonces, el rostro de la "protección del medio ambiente" ya no es Toyota, sino Tesla, el nuevo líder en transporte ecológico.

Toyota ignora la trascendencia de los tiempos que representa Tesla. Si bien Toyota también ha invertido en Tesla, no ve a la startup como una amenaza, sino como un jugador pequeño que puede complementar su propia cadena industrial.

Las dos compañías no compiten en el mismo campo, Toyota es un gigante automotriz mundial y Tesla es solo un pequeño fabricante de automóviles de EE. UU. Además, Toyota ve a los híbridos como un recurso provisional, una alternativa a las pilas de combustible de hidrógeno hasta que estén listos.

Toyota ignoró algunos factores de "efecto mariposa" aparentemente sutiles pero que causan tormentas. Es cierto que los híbridos son solo un puente hacia los vehículos de combustible limpio, pero Toyota no puede calcular cuánto dura ese puente. BlackBerry se niega a imitar al iPhone, y Toyota no menosprecia a Tesla, porque BlackBerry cree que se necesitarán teclados físicos en los próximos diez años, y Toyota cree que se necesitará gasolina en las próximas décadas.

Un contexto más amplio para la expansión de Tesla es que los gobiernos de todo el mundo están considerando una "economía verde" que restringe o prohíbe los vehículos de combustibles fósiles. El momento de la introducción de varias políticas es mucho antes de lo que esperaba Toyota. La gran cantidad de subsidios traídos por la política ha promovido la caída en el precio de los vehículos eléctricos, y la expansión de la infraestructura de carga también ha atraído el favor de más consumidores, mientras que los vehículos de celdas de combustible de hidrógeno no están preparados para todo.

Para proteger la inversión que se ha invertido y hacer frente a su propio juicio, Toyota ha estado presionando enérgicamente a los gobiernos, especialmente al gobierno de EE. UU., para que se opongan a los vehículos eléctricos. Como no puede afectar al oponente, al menos debe afectar al árbitro.

Pero el tiempo se está acabando. Las ventas de BlackBerry continuaron creciendo durante varios años después de la introducción de los teléfonos iPhone y Android. Hoy, BlackBerry tiene una participación cero en el mercado de teléfonos móviles.

Los cambios en el mercado automotriz son más lentos que los cambios en el mercado de teléfonos móviles, y Toyota aún lanzó apresuradamente el bZ4X. "bZ", más allá de cero, significa vehículo eléctrico de emisión "más allá de cero"; "4X" significa un SUV crossover compacto, similar al RAV4 del mismo tamaño. El automóvil está construido sobre la plataforma e-TNGA, desarrollada conjuntamente por Toyota y Subaru, y lanzará siete modelos bZ eléctricos puros para 2025.

Los datos del bZ4X no son muy atractivos, la aceleración no es muy rápida y la duración de la batería no es muy larga. El tiempo de aceleración de 0 a 100 km/h es de 8,4 segundos y 7,7 segundos respectivamente para los modelos de tracción delantera y tracción en las cuatro ruedas. Ambos modelos están equipados con paquetes de baterías de iones de litio con una capacidad de 71,4 kWh, con un rango de crucero de 460 kilómetros y 500 kilómetros, respectivamente.

Lo más destacado, o truco, es su techo corredizo panorámico de panel solar, que puede impulsar el automóvil durante casi 1.800 kilómetros por año.Estos datos no han sido verificados.

Demasiado tarde para verificar la practicidad de la "generación de energía del techo solar", Toyota, con 25 años de experiencia en electrificación, el primer automóvil eléctrico bZ4X estuvo expuesto a "soltar la rueda".

Tecnología vs política, batalla tras la línea

La batalla entre las baterías de litio y las celdas de combustible de hidrógeno es una lucha entre dos rutas.

Desde la perspectiva de la ruta técnica, las celdas de combustible de hidrógeno son mejores que las baterías de litio en términos de rango de uso, tiempo de recarga, vida útil, reciclabilidad, durabilidad y densidad de energía. Toyota ha estado investigando las baterías eléctricas durante muchos años, y su firme confianza en las ventajas del combustible de hidrógeno no carece de base.

Al igual que una celda de combustible de hidrógeno, se puede cargar completamente en tres a cinco minutos. El paquete de baterías de litio debe cargarse durante siete u ocho horas. Si se carga demasiado rápido, se quemará. Al igual que las baterías de litio, generalmente hay entre 500 y 800 ciclos de carga, se superpone el estilo de conducción del conductor y la vida útil del automóvil es de siete a diez años. Y los automóviles que funcionan con hidrógeno no tienen problemas para conducir durante 20 años.

Al igual que los vehículos eléctricos con batería de litio, es más adecuado en lugares cálidos, pero no en latitudes altas o regiones frías. Antes, el propietario de un Tesla en Beijing se quejó de que había criado a un "padre eléctrico". Una de las razones era que tenía que conducir bajo una manta en invierno: no se atrevía a encender el aire acondicionado y se cortó la energía. demasiado rapido. Y el combustible de hidrógeno no teme al frío y al calor extremos, y es necesario que las naves espaciales salgan volando de la tierra.

El problema más fundamental es la densidad de energía. El hidrógeno tiene una alta densidad de energía y es el elemento más liviano del universo, por lo que las celdas de combustible de hidrógeno tienen una ventaja de peso significativa. Los paquetes de baterías de litio son tan pesados ​​que no se pueden usar en camiones, razón por la cual las celdas de combustible de hidrógeno se han usado ampliamente en autobuses y camiones grandes hasta ahora.

De acuerdo con los datos de un fabricante de camiones comerciales, un camión con una carga de 20 toneladas tiene un peso propio de 7 toneladas, un paquete de baterías de litio de 2,5 toneladas y un alcance de 200 kilómetros, dejando 10 toneladas de espacio; si el el kilometraje se agrega al valor general de 500 kilómetros, se agregan al menos tres toneladas de paquetes de baterías, y luego solo hay espacio para siete u ocho toneladas de carga; si el camión es demasiado pequeño, no habrá ningún beneficio en absoluto.

Mucha gente quiere preguntarse, con el desarrollo de la tecnología, ¿aumentará la densidad energética de las baterías de litio?

No. Esto está determinado por principios físicos. El papel de la batería es la reacción redox, ganando o perdiendo electrones para generar corriente. La densidad de electrones es la densidad de energía. Los cinco elementos adecuados para las baterías, la tasa de utilización de electrones es hidrógeno (100%), carbono (66%), boro (60%), berilio (50%), litio (33%).

La batería de óxido de cobalto y litio utilizada por Tesla ya es la batería de litio más "perfecta" del mercado. En comparación con el aceite de hidrocarburo, hay una brecha de densidad de energía casi cincuenta veces mayor, la brecha de densidad de energía con las celdas de combustible de hidrógeno es aún mayor.

La energía más "poderosa" que los combustibles fósiles solo puede ser la energía del hidrógeno y la energía nuclear.

El futuro de las pilas de combustible de hidrógeno es tan brillante, ¿por qué fracasó Toyota?

El primero es la dificultad de ahorrar. El hidrógeno puro es explosivo. El desastre aéreo "Hindenburg" fue causado por la explosión del hidrógeno. Desde entonces, las aeronaves han cambiado a helio.

La segunda es de baja eficiencia, porque para obtener hidrógeno puro, o bien se purifica y refina con combustibles fósiles, y el proceso no es amigable con el medio ambiente, cuando se produce hidrógeno se emiten sustancias tóxicas como sulfuros, y no existe un medio efectivo para detección, o se usa electrólisis, y la eficiencia es demasiado baja Perdiendo la mitad de la energía, reenfriando, transportando, almacenando y consumiendo más energía.

Junto con la falta de infraestructura de apoyo, los fabricantes de automóviles que desarrollaron celdas de combustible de hidrógeno en los primeros años también perdieron interés.

Esto implica el tema de la línea política.

Las empresas automovilísticas europeas comenzaron a utilizar pilas de combustible de hidrógeno hace 20 años, y Mercedes-Benz, Ford y Nissan desarrollaron pilas de combustible de forma conjunta en Canadá. La industria automotriz alemana es dominante en Europa, pero siempre ha tomado la ruta del diésel limpio para cumplir con los estándares de la UE. Esta elección hace que la aplicación de celdas de combustible de hidrógeno sea difícil de implementar.

Después del incidente de la "puerta de emisión", Europa también comenzó a recurrir a los vehículos eléctricos con batería de litio. Volkswagen es el más activo porque no tiene ni la acumulación de nuevas tecnologías energéticas ni la riqueza de las pilas de combustible. Mercedes-Benz también ha abandonado la ruta tecnológica para los automóviles de pasajeros con celdas de combustible de hidrógeno. Daimler y Volvo desarrollan conjuntamente celdas de combustible de hidrógeno para vehículos comerciales.

Hoy en día, el mercado de vehículos con batería de litio tiene una gran fortaleza en los Estados Unidos y China. Estados Unidos siempre ha tomado la ruta de los vehículos con batería de litio.Toyota y Hyundai, que se adhieren a la ruta del hidrógeno, tienen mercados muy pequeños en Japón y Corea del Sur.Después de años de cabildeo, no han podido impresionar al principal mercado de automóviles de pasajeros. en los Estados Unidos, pero han ganado el combustible de hidrógeno de EE.UU.. La mayor parte de la cuota de mercado de los vehículos comerciales.

Las redes eléctricas y las compañías petroleras de China tienen una gran estabilidad, junto con el enorme mercado interno, el apoyo a las baterías de litio ha logrado resultados. Después de que el primer ministro Li Keqiang visitara Japón en 2018, se lanzó gradualmente el mercado doméstico de energía de hidrógeno. Con el volumen de mercado de "circulación interna", es suficiente desarrollar baterías de litio y celdas de combustible de hidrógeno al mismo tiempo, y diseñar el mercado de automóviles de pasajeros y vehículos comerciales.

Batería de almacenamiento de energía vs pila de combustible, realidad y futuro

El 10 de agosto, hora del este de América del Norte, Musk anunció en las redes sociales que este año se entregará el camión eléctrico Semi con un rango de crucero de 500 millas (versión de largo alcance, 804 kilómetros). Este "camión pesado", que ha estado rebotando desde su "cara" en 2017, apareció de repente.

El Semi eléctrico puro quiere repetir la historia del Model S "subvirtiendo" al Prius, desafiando el campo de los camiones pesados ​​de "carga grande y batería de larga duración" y centrándose en las celdas de combustible de hidrógeno.

Según Musk, el Semi tiene una batería de 500 kWh con un alcance máximo de más de 1.000 kilómetros. Equipado con la última batería de oído completo 4680, la densidad de energía aumenta en un 500% en comparación con la batería 18650 original, y la potencia de salida aumenta en un 600%, pero requiere buenas condiciones de disipación de calor.

Está equipado con 4 motores eléctricos, y la potencia del sistema integral supera los 1000 caballos de fuerza. Cuando está completamente cargado con 40 toneladas de carga, el tiempo de aceleración de 0 a 100 km/h es de 20 segundos, y romperá 100 en 5 segundos cuando el el coche está vacío. La cabeza está diseñada con una "cabeza de bala" y el coeficiente de arrastre es de solo 0,36, lo que puede reducir mejor el consumo de energía.

No se ha revelado el peso del paquete de baterías del Semi, y actualmente es imposible estimar su capacidad de carga real y compararlo con otros camiones pesados ​​alimentados con hidrógeno. El dato que se puede referenciar es que un Model Y necesita unas 960 4680 baterías, y el paquete de baterías pesa unos 800 kilogramos.

En el caso de los camiones con celdas de combustible de hidrógeno, según los datos operativos de celdas de combustible y baterías de litio para vehículos de logística en Beijing, Shanghái y Guangzhou, el kilometraje diario promedio de las celdas de combustible es casi el doble que el de las baterías de litio. Con la misma duración de la batería, la carga del vehículo con pila de combustible es ligeramente superior a la del vehículo con batería de litio en un 5 %.

Cabe señalar que el 9 de agosto, Tesla acaba de firmar un contrato por valor de unos 5.000 millones de dólares estadounidenses para comprar materiales para baterías a una empresa procesadora de níquel en Indonesia, lo que equivale a "robar minas". Además, Tesla también "robó gente" de Bosch y SAFT, y esas personas se dedican a las pilas de combustible y las baterías de ácido fluorhídrico.

En la actualidad, la aplicación de pilas de combustible de hidrógeno no es rival para las baterías de litio.El problema más fundamental es que los dos tipos son diferentes y la conversión de energía es muy diferente. Las baterías de litio son baterías de almacenamiento de energía y las celdas de combustible de hidrógeno son celdas de combustible. Estas últimas requieren un paso adicional de consumo de energía para refinar la energía. A diferencia de las primeras, que pueden almacenar energía eléctrica directamente, su eficiencia se reduce considerablemente.

La lógica comercial de las pilas de combustible y las baterías de almacenamiento de energía también es completamente diferente. La industria de las celdas de combustible es similar a la industria de la calefacción a gas, necesita acumular flujo de efectivo a través del desarrollo continuo de nuevos proyectos y luego invertir en nuevos proyectos para repetir la racha. China cuenta actualmente con 36 millones de camiones y 240 millones de turismos, con enormes diferencias de tamaño.Es difícil que las pilas de combustible ganen dinero con un solo eslabón.

Hay un dicho en la industria de la energía del hidrógeno que es el "valle de la muerte": antes de que la escala de la industria alcance una cierta cantidad, toda la cadena comercial perderá dinero y el flujo de efectivo siempre será negativo. ¿Dónde está el punto de inflexión? El Departamento de Energía de EE. UU. estima que cuando se producen 100.000 autos impulsados ​​por hidrógeno anualmente, el precio puede ser igual al de los autos eléctricos. La producción anual de China es de alrededor de 1.000 unidades.

La etapa del "Valle de la Muerte" depende completamente de los subsidios estatales, pero es difícil juzgar con precisión qué tan grandes serán los subsidios y cómo se implementarán.

El modo de operación de la compañía de celdas de combustible de hidrógeno será como una compañía de gas, "derribando" diferentes ciudades y regiones, estableciendo estaciones de servicio de hidrógeno y cargando vehículos. Y es excluyente, una empresa opera un área y otras empresas no pueden operar, lo que significa que una vez que se obtiene un área determinada, se pueden obtener al menos diez años de subsidios.

Nikola, una empresa estadounidense de camiones pesados ​​con celdas de combustible de hidrógeno, tiene un modelo en el que los clientes compran automóviles sin pagar por el reabastecimiento de hidrógeno. La empresa es responsable de establecer estaciones de reabastecimiento de hidrógeno en los almacenes en ambos extremos de la empresa de logística, o alquilar automóviles a los clientes para garantizar que los clientes que manejan la línea sean lo suficientemente rentables.

Lo más importante, la realidad es la realidad y el futuro es el futuro.

Nadie conoce el límite superior de las celdas de combustible de hidrógeno, después de todo, el hidrógeno es uno de los elementos más abundantes en el universo. El límite superior de las baterías de litio es obvio, y la minería algún día se agotará.

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