Heeft de Gigafactory van Musk zin?

Lithium-ionbatterijen zijn bijna overal - ze voeden bijna alle smartphones, tablets en laptops. Toch zegt Elon Musk, CEO van Tesla Motors, dat hij van plan is over drie jaar een fabriek in de Verenigde Staten te bouwen die de totale productie van lithium-ionbatterijen in de wereld meer dan zal verdubbelen. Het plan bevindt zich nog in de beginfase, maar er zijn al vier staten in onderhandeling met Tesla in de hoop de thuisbasis van de fabriek te worden.

Dromenmaker : Elon Musk, CEO van Tesla Motors, hoopt dat een enorme fabriek zal leiden tot goedkope elektrische auto's.

Mensen verwachten gedurfde plannen van Musk. Naast het oprichten van Tesla, begon hij zijn eigen raketbedrijf, SpaceX, dat nu benodigdheden levert aan het internationale ruimtestation. Maar zelfs voor hem lijkt de gigafabriek, zoals hij het noemt, gedurfd.

Ten eerste verkocht Tesla vorig jaar 23.000 auto's. De gigafabriek, die in 2017 in productie zou gaan, zou in 2020 genoeg batterijen maken voor 500.000 elektrische auto's. (Het zou jaarlijks genoeg batterijen produceren om 35 gigawattuur elektriciteit op te slaan, vandaar de naam). Ten tweede kondigen batterijbedrijven fabrieken normaal gesproken pas aan nadat ze zijn gefinancierd en een locatie is geselecteerd. En ze schalen meestal geleidelijk op. Waarom plannen aankondigen om zo'n enorme fabriek te bouwen — vooral wanneer de verkoop van elektrische auto's tot nu toe nergens in de buurt komt om dit te rechtvaardigen?

Het project lijkt raadselachtiger in het licht van de moeilijke tijden bij andere fabrieken voor elektrische autobatterijen in de Verenigde Staten. In 2009 kondigde president Obama een ambitieus subsidieprogramma van $ 2,4 miljard aan, bedoeld om een ​​batterij-industrie voor elektrische auto's in de Verenigde Staten te lanceren. Die poging is tot nu toe mislukt: er werden fabrieken gebouwd, maar de verkoop was slecht omdat de verkoop van elektrische auto's traag was. Alle betrokken batterijfabrikanten hebben het moeilijk gehad (zie Too Many Battery Factories, Too Few Electric Cars), en één, A123 Systems, ging failliet.

Musk gokt erop dat Tesla een veel grotere markt voor elektrische auto's kan genereren. Om de fabriek draaiende te houden, zal hij in een jaar meer dan 10 keer zoveel elektrische voertuigen moeten verkopen als Nissan vorig jaar wist te verkopen (en Nissan heeft meer elektrische auto's verkocht dan welke andere autofabrikant dan ook). Musk heeft enige reden voor vertrouwen: vorig jaar verkocht Tesla net zoveel elektrische auto's als Nissan in de Verenigde Staten, hoewel Tesla's Model S twee tot drie keer zoveel kost als de elektrische auto van Nissan, de Leaf. Hij lijkt erop te wedden dat een enorme fabriek de kosten voor het maken van batterijen, die het duurste onderdeel van elektrische auto's blijven, aanzienlijk zal verlagen. In het ideale scenario zou die kostenverlaging Tesla helpen om een ​​massamarktauto te produceren die qua kosten vergelijkbaar is met de Nissan Leaf of Chevrolet Volt, maar die, cruciaal, in staat zal zijn om meer dan twee keer zo ver te gaan op een lading (de auto zou ook sneller kunnen accelereren dan de Leaf).

Toch is het niet duidelijk of een enorme fabriek de benodigde kostenbesparingen zou opleveren. Volgens een presentatie aan investeerders zou het de kosten met 30 procent verlagen. Tesla heeft een goede staat van dienst op het gebied van het verlagen van batterijkosten (zie Driving Innovation ), en zelfs stapsgewijze verbeteringen in conventionele fabrieken kunnen de kosten tegen 2020 met 15 procent verlagen, zegt Tesla. Menahem Anderman , president van Geavanceerde autobatterijen . Maar het is onduidelijk waar de resterende 15 procent vandaan komt.

Schaalvoordelen kunnen de productiekosten tot op zekere hoogte helpen verlagen, maar Tesla zegt dat het ongebruikelijke ontwerp van de gigafabriek, met batterijen die zijn opgebouwd uit grondstoffen in plaats van geassembleerd, ook zal helpen.

Gewoonlijk worden de componenten van batterijen op veel verschillende plaatsen gemaakt. Elektrolyten worden vaak gemaakt in een grote chemische fabriek en grafietelektroden in een fabriek die ook grafiet maakt voor banden en andere toepassingen. De elektrolyten en elektroden worden vervolgens verpakt in cellen in een fabriek die zich toelegt op het maken van cellen, en de cellen worden geassembleerd tot complete batterijpakketten - met koelsystemen en elektronische besturingen - in weer een andere fabriek.

Musk is van plan om dit bijna allemaal onder één dak te brengen. Grondstoffen, verwerkt tot elektroden, elektrolyten, containers en andere onderdelen, gaan aan één kant; complete accu's komen uit de andere. De fabriek zal ook oude batterijen uit elkaar kunnen halen om de materialen te recyclen, en Musk is zelfs van plan zonne- en windenergie te gebruiken om de fabriek van stroom te voorzien.

Brett Smith , mededirecteur voor productie, engineering en technologie bij het Center for Automotive Research, zegt dat controle over elk onderdeel van het proces inderdaad kan helpen de kosten te verlagen.

Tesla zou veel expertise moeten inbrengen om dit te laten werken. Bovendien zijn er voordelen aan het maken van verschillende onderdelen op verschillende plaatsen. Het kan bijvoorbeeld goedkoper zijn om elektrolyten te maken in een grote chemische fabriek die ook andere chemicaliën maakt. Panasonic, de huidige leverancier van batterijcellen van Tesla, profiteert van de knowhow van werknemers in Japan, van wie velen tientallen jaren productie-ervaring hebben.

Fabrikanten hebben beide benaderingen geprobeerd. Beide benaderingen kunnen werken, zegt Jack Hu , een professor in industriële operaties en engineering aan de Universiteit van Michigan.

Maar Hu zegt dat zo'n plant flexibel moet zijn. Het is mogelijk om een ​​gigafabriek te bouwen, zegt hij. De sleutel ligt in het hoe. De fabricage van batterijen is een complex proces met veel stappen. Als deze stappen allemaal van elkaar afhankelijk zijn, zou de gigafactory een slecht idee zijn: moeilijk te draaien, veel downtime; moeilijk om kwaliteitsproblemen te identificeren.

Afgezien van de technische uitdagingen, kan Tesla moeite hebben om partners te overtuigen om in te stemmen met het schema. De fabriek zou $ 5 miljard kosten, waarvan $ 2 miljard van Tesla. Als Tesla niet zoveel auto's kan verkopen als het hoopt, is er waarschijnlijk geen alternatieve markt voor die batterijen, wat het een riskante investering maakt. (Eén potentiële markt, waarbij batterijen worden gebruikt voor het opslaan van elektriciteit op het net, bevindt zich nog in de beginfase van ontwikkeling.)

Of de gigafabriek nu echt is gebouwd en hoe de uiteindelijke fabriek er ook uitziet, de manier waarop Musk het promoot, kan een slimme zakelijke zet blijken te zijn. Het in een vroeg stadium aankondigen van de fabriek en met een ambitieuze omvang zou goed kunnen zijn voor de onderhandelingen met staten, zeker gezien de beoogde omvang van de fabriek. Sommige staten heroverwegen zelfs wetten die beperken hoe Tesla auto's in hun staat kan verkopen, wat zou kunnen helpen nieuwe markten voor de automaker te openen.

Het voorstellen van zo'n enorme onderneming kan het ook waarschijnlijker maken dat Panasonic of een andere partner later instemt met een minder ambitieus plan, bijvoorbeeld een fabriek die 100.000 auto's gaat leveren. Panasonic kan het zich niet veroorloven het bedrijf te verliezen, zegt Anderman.

En toch, hoe groots het plan van Musk ook is, het is de moeite waard om op te merken dat 500.000 auto's nog steeds een klein deel uitmaken van de wereldwijde auto-industrie. GM verkocht vorig jaar bijna 10 miljoen auto's. Als elektrische voertuigen ooit een deuk op de wereldautomarkt willen maken, dan zullen gigafabrieken een realiteit moeten worden.

zich verstoppen