Musk kündigte an, dass Tesla-Lkw noch in diesem Jahr ausgeliefert werden, und Toyotas Wasserstoffbatterie-Auto muss dringend geborgen werden |

Toyotas erstes reines Elektrofahrzeug, der bZ4X, wurde im Mai auf den Markt gebracht. Vor einigen Tagen enthüllten einige Medien, dass es eine "Rückruf-E-Mail" an Autobesitzer verschickte – Räder könnten während der Fahrt auf kurzen Strecken abfallen.

Für Toyota, den einst unerschütterlichen Hybrid-Pionier, kam das erste vollelektrische Auto zu spät und der erste Skandal zu früh. Wenn man vor mehr als 20 Jahren zurückblickt, als das weltweit erste massenproduzierte Hybridauto, der Prius, herauskam, war sogar Hollywoods heißester Star Leonardo DiCaprio untröstlich.

Toyota forscht seit vielen Jahren an Nickel-Metallhydrid-Akkus und Lithium-Ionen-Akkus, kennt die Obergrenze der Energiedichte von Lithium-Akkus und glaubt, dass die Hybrid-Technologie nur als „Übergang“ genutzt werden kann, Wasserstoff-Brennstoffzellen schon die ultimative Wahl.

Toyotas Urteil ist wissenschaftlich, und der Weg der Entwicklung ist gewunden. Das Aufkommen von Tesla hat Lithiumbatterien, Lithiumminen und die gesamte Elektrofahrzeugindustrie in den letzten Jahren zu den am stärksten betroffenen Rohstoffbereichen gemacht und auch zu den vielversprechendsten Fertigungsbereichen im Rahmen des Ziels der „CO2-Reduktion“ von Ländern auf der ganzen Welt beigetragen.

Kürzlich kündigte Musk an, dass der Elektro-Lkw Semi noch in diesem Jahr ausgeliefert wird, was der Branche der Lithium-Batterie-Lkw einen weiteren Schub verleiht.

Seit Anfang dieses Jahres ist der Preis für Lithiumerz in die Höhe geschossen, und große Autokonzerne stürzen sich auf die Mine. GAC sagte, dass es für die Ningde-Ära funktionierte, und die Ningde-Ära sagte, dass der Gewinn sehr mager war. Ohne „Lithium“ sind Wasserstoff-Brennstoffzellen wieder in das Blickfeld der Öffentlichkeit gerückt.

Toyota gegen Tesla, ein Kampf auf zwei Linien

In den späten 1990er Jahren, als Toyotas erste Hybrid-Generation Prius auf den Markt kam, war Tesla noch nicht geboren. Fünfzehn Jahre später, im Jahr 2012, erreichte der weltweite Absatz der Prius-Reihe 4 Millionen.

Im selben Jahr brachte Tesla das Model S auf den Markt und bewies, dass Elektrofahrzeuge zwar teuer sind, aber eine gute Akkulaufzeit und Leistung haben und sich perfekt für den Heimgebrauch eignen. Seitdem ist das Gesicht des „Umweltschutzes“ nicht mehr Toyota, sondern Tesla, der neue Marktführer im grünen Transportwesen.

Toyota ignoriert die Bedeutung der Zeiten, die Tesla repräsentiert. Toyota hat zwar auch in Tesla investiert, sieht das Startup aber nicht als Bedrohung, sondern als kleinen Player, der die eigene Industriekette ergänzen kann.

Die beiden Unternehmen konkurrieren nicht im selben Bereich, Toyota ist ein globaler Autogigant und Tesla ist nur ein kleiner US-Autohersteller. Unabhängig davon sieht Toyota Hybride als Notlösung, eine Alternative, bis Wasserstoff-Brennstoffzellen bereit sind.

Toyota ignorierte einige scheinbar subtile, aber sturmverursachende "Schmetterlingseffekt"-Faktoren. Es ist wahr, dass Hybride nur eine Brücke zu sauberen Kraftstofffahrzeugen sind, aber Toyota kann nicht herausfinden, wie lang diese Brücke ist. BlackBerry weigert sich, das iPhone zu imitieren, und Toyota blickt nicht auf Tesla herab, weil BlackBerry glaubt, dass physische Tastaturen in den nächsten zehn Jahren benötigt werden, und Toyota glaubt, dass Benzin in den nächsten Jahrzehnten benötigt wird.

Ein größerer Kontext für die Expansion von Tesla ist, dass Regierungen auf der ganzen Welt eine „grüne Wirtschaft“ im Auge behalten, die Fahrzeuge mit fossilen Brennstoffen einschränkt oder verbietet. Der Zeitpunkt der Einführung verschiedener Richtlinien liegt viel früher als von Toyota erwartet. Die hohen Subventionen der Politik haben den Preisverfall von Elektrofahrzeugen gefördert, der Ausbau der Ladeinfrastruktur hat auch mehr Verbrauchergunst gebracht, während Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeuge nicht für alles gerüstet sind.

Um die investierten Investitionen zu schützen und seinem eigenen Urteil standzuhalten, hat Toyota bei Regierungen, insbesondere der US-Regierung, energisch Lobbyarbeit geleistet, um Elektrofahrzeuge abzulehnen. Da es den Gegner nicht beeinflussen kann, muss es zumindest den Schiedsrichter beeinflussen.

Aber die Zeit drängt. Die BlackBerry-Verkäufe wuchsen noch mehrere Jahre nach der Einführung des iPhone und der Android-Telefone. Heute hat BlackBerry keinen Anteil am Mobiltelefonmarkt.

Die Veränderungen auf dem Automobilmarkt sind langsamer als die Veränderungen auf dem Mobiltelefonmarkt, und Toyota hat den bZ4X immer noch eilig auf den Markt gebracht. „bZ“, Beyond Zero, steht für „Beyond Zero“ Emission Electric Vehicle, „4X“ steht für einen kompakten Crossover-SUV, ähnlich dem RAV4 gleicher Größe. Das Auto basiert auf der von Toyota und Subaru gemeinsam entwickelten e-TNGA-Plattform und wird bis 2025 sieben rein elektrische bZ-Modelle auf den Markt bringen.

Die Daten des bZ4X sehen nicht sehr gut aus, die Beschleunigung ist nicht sehr schnell und die Akkulaufzeit ist nicht sehr lang. Die Beschleunigungszeit von 0 auf 100 km/h beträgt 8,4 Sekunden bzw. 7,7 Sekunden für die Modelle mit Front- und Allradantrieb. Beide Modelle sind mit Lithium-Ionen-Batteriepaketen mit einer Kapazität von 71,4 kWh und einer Reichweite von 460 bzw. 500 Kilometern ausgestattet.

Das größte Highlight, oder Gimmick, ist das Solarpaneel-Panorama-Schiebedach, das das Auto für fast 1.800 Kilometer pro Jahr antreiben kann.Diese Daten wurden nicht verifiziert.

Es war zu spät, um die Praktikabilität der „Schiebedach-Stromerzeugung“ zu überprüfen. Toyota, mit 25 Jahren Erfahrung in der Elektrifizierung, wurde dem „Drop the Wheel“, dem ersten Elektroauto bZ4X, ausgesetzt.

Technologie vs. Politik, Kampf hinter der Linie

Der Kampf zwischen Lithium-Batterien und Wasserstoff-Brennstoffzellen ist ein Kampf zwischen zwei Wegen.

Aus technischer Sicht sind Wasserstoff-Brennstoffzellen in Bezug auf Einsatzreichweite, Betankungszeit, Lebensdauer, Recyclingfähigkeit, Haltbarkeit und Energiedichte besser als Lithium-Batterien. Toyota forscht seit vielen Jahren an Power-Batterien und sein festes Vertrauen in die Vorteile des Wasserstoff-Kraftstoffs ist nicht unbegründet.

Wie eine Wasserstoff-Brennstoffzelle lässt sie sich in drei bis fünf Minuten vollständig aufladen. Der Lithium-Akkupack muss sieben oder acht Stunden lang aufgeladen werden, wenn er zu schnell aufgeladen wird, brennt er durch. Wie bei Lithium-Batterien gibt es in der Regel 500 bis 800 Ladezyklen, und der Fahrstil des Fahrers wird überlagert, und die Lebensdauer des Autos beträgt sieben bis zehn Jahre. Und mit Wasserstoff betriebene Autos können problemlos 20 Jahre lang fahren.

Wie Lithium-Batterie-Elektrofahrzeuge ist es eher an warmen Orten geeignet, aber nicht in hohen Breiten oder kalten Regionen. Zuvor beschwerte sich ein Tesla-Besitzer in Peking, er habe einen „elektrischen Vater“ großgezogen, unter anderem, weil er im Winter unter einer Decke fahren musste – er traute sich nicht, die Klimaanlage einzuschalten, und der Strom ging verloren zu schnell. Und Wasserstoffbrennstoff hat keine Angst vor extremer Kälte und Hitze, und es ist notwendig, dass Raumfahrzeuge aus der Erde fliegen.

Das grundlegendste Problem ist die Energiedichte. Wasserstoff hat eine hohe Energiedichte und ist das leichteste Element im Universum, daher haben Wasserstoff-Brennstoffzellen einen erheblichen Gewichtsvorteil. Lithium-Batteriepakete sind so schwer, dass sie in Lkw gar nicht eingesetzt werden können, weshalb Wasserstoff-Brennstoffzellen bisher in Bussen und großen Lkw weit verbreitet sind.

Nach Angaben eines Nutzfahrzeugherstellers hat ein Lkw mit 20 Tonnen Zuladung ein Eigengewicht von 7 Tonnen, ein Lithium-Batteriepack von 2,5 Tonnen und eine Reichweite von 200 Kilometern, also 10 Tonnen Platz Zum Gesamtwert von 500 Kilometern werden noch Kilometer hinzugerechnet, mindestens drei Tonnen Batteriepakete dazu, und dann ist nur noch Platz für sieben oder acht Tonnen Zuladung – ist der Lkw zu klein, gibt es überhaupt keinen Gewinn.

Viele Menschen fragen sich, ob mit der Entwicklung der Technologie die Energiedichte von Lithiumbatterien zunehmen wird?

Gewohnheit. Dies wird durch physikalische Prinzipien bestimmt. Die Rolle der Batterie ist die Redoxreaktion, bei der Elektronen gewonnen oder abgegeben werden, um Strom zu erzeugen. Die Dichte der Elektronen ist die Energiedichte. Die fünf für Batterien geeigneten Elemente, die Elektronennutzungsrate, sind Wasserstoff (100 %), Kohlenstoff (66 %), Bor (60 %), Beryllium (50 %), Lithium (33 %).

Die von Tesla verwendete Lithium-Cobalt-Oxid-Batterie ist bereits die „perfekteste“ Lithium-Batterie auf dem Markt.Im Vergleich zu Kohlenwasserstoff-Öl besteht ein fast fünfzigfacher Energiedichte-Abstand, der Energiedichte-Abstand bei Wasserstoff-Brennstoffzellen ist sogar noch größer.

Die Energie, die "stärker" als fossile Brennstoffe ist, kann nur Wasserstoffenergie und Kernenergie sein.

Die Zukunft von Wasserstoff-Brennstoffzellen ist so rosig, warum ist Toyota gescheitert?

Die erste ist die Schwierigkeit des Sparens. Reiner Wasserstoff ist explosiv, die Flugzeugkatastrophe "Hindenburg" wurde durch die Explosion von Wasserstoff verursacht, seitdem werden Luftschiffe auf Helium umgestellt.

Der zweite ist die geringe Effizienz, denn um reinen Wasserstoff zu erhalten, wird dieser entweder gereinigt und durch fossile Brennstoffe veredelt, und das Verfahren ist nicht umweltfreundlich.Bei der Herstellung von Wasserstoff werden giftige Substanzen wie Sulfide freigesetzt, und es gibt keine wirksamen Mittel Erkennung oder Elektrolyse verwendet wird und der Wirkungsgrad zu gering ist Die Hälfte der Energie verlieren, zurückkühlen, transportieren, speichern und mehr Energie verbrauchen.

In Verbindung mit dem Mangel an unterstützender Infrastruktur ließ auch das Interesse der Autohersteller nach, die in den Anfangsjahren Wasserstoff-Brennstoffzellen entwickelten.

Dabei geht es um die Frage der politischen Linie.

Europäische Automobilhersteller begannen vor 20 Jahren mit dem Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen, und Mercedes-Benz, Ford und Nissan entwickelten gemeinsam Brennstoffzellen in Kanada. Die deutsche Autoindustrie ist in Europa dominant, geht aber seit jeher den Weg des sauberen Diesels zur Erfüllung der EU-Normen, was den Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen schwierig umsetzbar macht.

Nach dem „Emission Gate“-Vorfall begann auch Europa, sich Lithium-Batterie-Elektrofahrzeugen zuzuwenden. Volkswagen ist am aktivsten, weil es weder über die Akkumulation neuer Energietechnologien noch über den Reichtum an Brennstoffzellen verfügt. Auch bei Wasserstoff-Brennstoffzellen-Pkw hat Mercedes-Benz den Technologieweg verlassen. Daimler und Volvo entwickeln gemeinsam Wasserstoff-Brennstoffzellen für Nutzfahrzeuge.

Heute ist der Markt für Lithium-Batterie-Fahrzeuge in den Vereinigten Staaten und China sehr stark. Die USA haben schon immer den Weg der Lithium-Batterie-Fahrzeuge eingeschlagen, Toyota und Hyundai, die an der Wasserstoff-Route festhalten, haben in Japan und Südkorea sehr kleine Märkte, die es nach jahrelanger Lobbyarbeit nicht geschafft haben, den Hauptmarkt für Pkw zu beeindrucken in den Vereinigten Staaten, aber sie haben den US-Wasserstoff-Kraftstoff den größten Teil des Marktanteils von Nutzfahrzeugen gewonnen.

Chinas Stromnetze und Ölunternehmen haben eine starke Stabilität, gepaart mit dem riesigen Inlandsmarkt, die Unterstützung von Lithiumbatterien hat Ergebnisse erzielt. Nach dem Besuch von Ministerpräsident Li Keqiang in Japan im Jahr 2018 wurde der heimische Markt für Wasserstoffenergie schrittweise eingeführt. Mit dem Marktvolumen „interne Zirkulation“ reicht es aus, Lithium-Batterien und Wasserstoff-Brennstoffzellen gleichzeitig zu entwickeln und den Pkw- und Nutzfahrzeugmarkt auszulegen.

Energiespeicherbatterie vs. Brennstoffzelle, Realität und Zukunft

Am 10. August, nordamerikanische Ostzeit, gab Musk in den sozialen Medien bekannt, dass der Elektro-Lkw Semi mit einer Reichweite von 500 Meilen (Long-Range-Version, 804 Kilometer) noch in diesem Jahr ausgeliefert wird. Dieser „schwere Lkw“, der seit seinem „Gesicht“ im Jahr 2017 hüpft, tauchte plötzlich auf.

Der reine Elektro-Semi möchte die Geschichte des Model S wiederholen, das den Prius „unterwandert“, das Schwerlast-Lkw-Feld „große Last und lange Batterielebensdauer“ herausfordert und sich auf Wasserstoff-Brennstoffzellen konzentriert.

Laut Musk verfügt der Semi über einen 500-kWh-Akku mit einer maximalen Reichweite von mehr als 1.000 Kilometern. Ausgestattet mit der neuesten 4680-Vollohrbatterie wird die Energiedichte im Vergleich zur ursprünglichen 18650-Batterie um 500% und die Ausgangsleistung um 600% erhöht, erfordert jedoch gute Wärmeableitungsbedingungen.

Es ist mit 4 Elektromotoren ausgestattet und die umfassende Systemleistung übersteigt 1.000 PS.Bei voller Beladung mit 40 Tonnen Fracht beträgt die Beschleunigungszeit von 0 auf 100 km/h 20 Sekunden, und es wird 100 in 5 Sekunden brechen, wenn die Auto ist leer. Der Kopf ist mit einem "Kugelkopf" konstruiert und der Luftwiderstandsbeiwert beträgt nur 0,36, wodurch der Stromverbrauch besser gesenkt werden kann.

Das Gewicht des Batteriepacks des Semi wurde nicht bekannt gegeben, und es ist derzeit unmöglich, seine tatsächliche Ladekapazität abzuschätzen und mit anderen wasserstoffbetriebenen schweren Lastwagen zu vergleichen. Die Daten, auf die verwiesen werden kann, sind, dass ein Modell Y ungefähr 960 4680-Batterien benötigt und das Batteriepaket ungefähr 800 Kilogramm wiegt.

Bei Wasserstoff-Brennstoffzellen-Lkw ist die durchschnittliche Tagesfahrleistung von Brennstoffzellen laut den Betriebsdaten von Brennstoffzellen und Lithium-Batterien für Logistikfahrzeuge in Peking, Shanghai und Guangzhou fast doppelt so hoch wie die von Lithium-Batterien. Bei gleicher Batterielebensdauer ist die Belastung des Brennstoffzellenfahrzeugs um 5 % etwas höher als die des Lithiumbatteriefahrzeugs.

Es sei darauf hingewiesen, dass Tesla am 9. August gerade einen Vertrag im Wert von etwa 5 Milliarden US-Dollar zum Kauf von Batteriematerialien von einem Nickelverarbeitungsunternehmen in Indonesien unterzeichnet hat, was einem „Ausrauben von Minen“ gleichkommt. Darüber hinaus hat Tesla auch Leute von Bosch und SAFT „abgeworben“, und diese Leute beschäftigen sich mit Brennstoffzellen und Flusssäurebatterien.

Derzeit stellt die Anwendung von Wasserstoff-Brennstoffzellen kein Problem für Lithium-Batterien dar. Das grundlegendste Problem besteht darin, dass die beiden Typen unterschiedlich sind und die Energieumwandlung sehr unterschiedlich ist. Lithiumbatterien sind Energiespeicherbatterien und Wasserstoffbrennstoffzellen stellen Brennstoffzellen dar. Letztere erfordern einen zusätzlichen Schritt des Energieverbrauchs, um Energie zu veredeln.Im Gegensatz zu ersteren, die elektrische Energie direkt speichern können, ist ihr Wirkungsgrad stark reduziert.

Auch die Geschäftslogik von Brennstoffzellen und Energiespeicherbatterien ist eine völlig andere. Die Brennstoffzellenindustrie ähnelt der Gasheizungsindustrie: Sie muss durch die kontinuierliche Entwicklung neuer Projekte Cashflow akkumulieren und dann in neue Projekte investieren, um die Rolle zu wiederholen. In China gibt es derzeit 36 ​​Millionen Lkw und 240 Millionen Pkw mit enormen Größenunterschieden, und es ist für Brennstoffzellen schwierig, mit einem einzigen Link Geld zu verdienen.

In der Wasserstoffenergiebranche gibt es ein Sprichwort vom „Tal des Todes“: Bevor die Größe der Branche einen bestimmten Betrag erreicht, verliert die gesamte Geschäftskette Geld, und der Cashflow wird immer negativ sein. Wo ist der Wendepunkt? Das US-Energieministerium schätzt, dass bei einer jährlichen Produktion von 100.000 wasserstoffbetriebenen Autos der Preis dem von Elektroautos entsprechen kann. Chinas Jahresproduktion beträgt rund 1.000 Einheiten.

Die Bühne von "Death Valley" ist vollständig auf staatliche Subventionen angewiesen, aber es ist schwierig, genau einzuschätzen, wie hoch die Subventionen sein werden und wie sie umgesetzt werden.

Die Betriebsweise des Wasserstoff-Brennstoffzellen-Unternehmens wird wie ein Gasunternehmen sein, das verschiedene Städte und Regionen „zerstört“, Wasserstoff-Tankstellen errichtet und Fahrzeuge belädt. Und es ist exklusiv: Ein Unternehmen betreibt eine Fläche, andere Unternehmen können nicht tätig werden, was bedeutet, dass ab einer bestimmten Fläche mindestens zehn Jahre lang Subventionen erhalten werden können.

Nikola, ein amerikanisches Unternehmen für schwere Lkw mit Wasserstoffbrennstoffzelle, hat ein Modell, bei dem Kunden Autos kaufen, ohne für die Wasserstoffbetankung zu bezahlen. Das Unternehmen ist dafür verantwortlich, Wasserstofftankstellen in den Lagern an beiden Enden des Logistikunternehmens einzurichten oder Autos an Kunden zu vermieten, um sicherzustellen, dass Kunden, die die Linie betreiben, rentabel genug sind.

Am wichtigsten ist, dass die Realität die Realität ist und die Zukunft die Zukunft ist.

Niemand kennt die Obergrenze von Wasserstoff-Brennstoffzellen, schließlich ist Wasserstoff eines der am häufigsten vorkommenden Elemente im Universum. Die Obergrenze von Lithiumbatterien ist offensichtlich, und der Abbau wird eines Tages erschöpft sein.

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