Tesla CEO狂想 建巨無霸工廠 普及太陽能發電

撰文:高紫恩 吳慕兒 陳冠東
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《Elon Musk: Tesla, SpaceX, and the Quest for a Fantastic Future》的作者萬斯(Ashlee Vance),在書中形容Tesla Motors及SpaceX行政總裁馬斯克(Elon Musk)為「美國最有冒險精神的工業家」,又指他是個孤單的工業家,把矽谷的想法付諸實行。外界形容馬斯克創造了私家車領域的iPhone,帶領電動車走進另一個階段。
下一步,他便要在這座巨無霸工廠內,通過生產兩樣東西,去實踐對能源的構想:給Tesla電動車使用的汽車鋰電池,以及家用太陽能儲電池Powerwall。

馬斯克在2015年4月的Powerwall產品發布會上,介紹他構想中的太陽能發電計劃。(美聯社)

馬斯克尋求的是能源上的突破,在他想像中的未來世界裏,日間剩餘的太陽能電力儲在電池中,到了晚上仍可使用。入夜後,我們輕輕按下燈掣,電流便由屋頂上的太陽能板傳遞,燃亮起眼前的燈泡。人類可以利用唾手可得的太陽能源,為整座城市供電,連車輛也不再用燃油,不設排氣管,取締了煤電廠,減少排放黑煙。
 
馬斯克說:「我們必須達到可持續發展的能源經濟,否則我們會耗盡化石燃料,文明會崩塌。」雖然近數十年來都在提倡「可再生能源」,但我們仍然依賴燃煤及原油發電,釋放大量二氧化碳,而發展太陽能或其他可再生能源的計劃卻「只聞樓梯響」。然而,馬斯克卻要把構想付諸實行。
 

Gigafactory預計於2020年完全落成,屆時工廠屋頂會鋪滿了太陽能發電板。(資料圖片)

Gigafactory生產電池 儲起太陽能

馬斯克在美國內華達州興建一間龐大的工廠——Gigafactory。馬斯克夥拍Panasonic專注在工廠內生產鋰離子電池,儲起太陽能電力。若要在夜裏都能享用太陽能源,便需要用電池把電力儲起。馬斯克指「現有的電池最大問題是,它們都很差,它們昂貴,它們不穩定,它們十分醜。」

 
這座龐然巨物坐落在內華達州斯托里郡的斯帕克斯(Sparks)一塊渺無人煙的荒地上,由市中心駕車約20分鐘便可到達。遠看整間工廠,停泊在旁的車輛就像迷你模型一樣細小。馬斯克說:「工廠會讓你大吃一驚。若你親自去看,你會驚覺它真的很大。」彭博資訊在2016年5月到訪,當時馬斯克強調只完成了14%。工程預計耗資50億美元,計劃於2020年擴展至1,360萬平方英呎(12萬平方米),到時其建築體積便排行世界第二,僅次於位於華盛頓州埃弗里特(Everett)的飛機組裝工廠波音艾弗雷特工廠(The Boeing Everett Factory)。馬斯克還暗示工廠還可以更大。

 
Tesla的目標便是在2020年生產50萬部電動車。面對龐大的電池需求,馬斯克說:「要不建一堆小工廠,要不建一間大工廠。建小工廠似乎十分麻煩,那何不建一間大工廠,充分利用規模經濟的好處。」在Tesla的網站上寫道:「到了2020年,Gigafactory(電池工廠)的年產量便會是2013年全球總生產量。」
 

市面上的電動車較柴油、汽油車及混能車都來得更貴,兩者價格的差距在於電池。(資料圖片)

電動車貴在電池 務求減價「入屋」

市面上的電動車較柴油、汽油車及混能車都來得更貴,兩者價格的差距在於電池。《麻省理工科技評論》高級記者布利斯(Kevin Bullis)分析估計Model S的電池的價格佔整架車的成本一半。不過,Tesla技術總監施特勞貝爾(JB Straubel)則反駁指在多數情況下,電池的成本都佔少於四分之一。即使如此,電池的成本仍對價格有決定性影響。

若要壓低電動車的價錢,讓電動車成功「入屋」,便需要由電池方面入手,降低其價格。最簡單直接的做法便是,降低車輛的速度以及可行里數,換上效能較差的電池。不過,Tesla計劃推出的電動車Model 3在大幅減低售價的同時,未有減低其效能。在每次充電之後,Model 3仍然可行至少215英里(約346公里),不過售價卻接近是Model S的一半,預計售3.5萬美元(約27萬港元)。施特勞貝爾說:「我們最大的影響在於,令電池的價格下降,讓更多人負擔得起電動車。」
 
為了減低電池價格,馬斯克降低成本的方法便是大量生產。與其銳意發展電池科技,大量生產則相對較易。馬斯克說:「在許多限制下,研發電池難有突破性進展。」

功率(Power)是車輛可以跑得多快,能量(Energy)則是可以跑得多遠。馬斯克指:「你可以輕易增加電池的功率,但其能量卻會下跌。」所以,Tesla的目標便是大量生產,「如果我們可以增加電池的需求,這個良性循環便可再進一步降低價格。」馬斯克的盤算是大量生產鋰電池,以便受惠於規模經濟(Economics of Scale)降底成本,他估計,建造Gigafactory可讓電池便宜最少三成,繼而讓電動車的價格變得「平易近人」。
 
雖然在技術上要為電池帶來突破甚為艱難,但與此同時,消息則指Tesla及Panasonic正研究電池的新科技。美國喬治城大學(Georgetown University)國際防禦研究計劃副教授萊文(Steve LeVine)在新聞網站Quartz指兩者正開發新科技,把矽與鋰離子電池的石墨結合,在電池中加入矽可增加儲存的能量。不過,業界之前的嘗試都 多次失敗,資產管理公司聯博資深分析師紐曼(Mark Newman)指,在Model 3的電池含有矽,專家指這是突破性的發展。

Tesla研發的家用電池Powerwall,及商用版本的Powerpack正在澳洲、美國、南非、及歐洲試行發售。(資料圖片)

異想天開成就宏願 試行Powerwall

馬斯克的宏願不限於車,電池便是實踐太陽能發電的第一步。受制於太陽能的本質,在美國太陽能源只佔總發電量少於1%。馬斯克簡單直接地說:「入夜後沒有太陽光。」由下午開始,一個典型的家庭仍然開冷氣、焗蛋糕、開電視等,但太陽能發電板生產的能源則會隨日落降至零。馬斯克想:為何不把Tesla車輛中的電池用於家中?
 
在家中建造一個太陽能系統並不是異想天開,或許未來我們都不需要交電費,依賴太陽能自給自足。Tesla研發的家用電池Powerwall,及商用版本的Powerpack正在澳洲、美國、南非、及歐洲試行發售。馬斯克把發布會上載到Youtube及公司網站,在短短6日,毫無其他宣傳的情況下,Tesla指收到總值8億美元Powerwall及Powerpack的訂單。

澳洲第一個試用的家庭普菲茨納(Nick Pfitzner)從事資訊科技行業,他在家中安裝塊太陽能板,連接電池,用電池儲起日間用不盡的太陽能電力,留待晚上電費較昂貴的時候使用,減少對發電廠的依賴。

在英國威爾斯的克爾(Mark Kerr)一家亦早已在屋頂裝有太陽能電板,現時更率先試用Tesla的Powerwall。太陽能發電對比美國全國平均電費價格貴三倍的夏威夷,或者陽光充沛的澳洲而言尤其吸引。在墨爾本的郊區,Tesla正在展開太陽能小鎮實驗,建造一個名為YarraBend的小鎮,發展一個太陽能電動小鎮,設有太陽能發電板、儲電系統、電動車充電站等,未來還會有學校及社區中心,發展商已把60個單位放售。
 
只要有一顆電池,便可把太陽能轉化為電力再儲起來,不論是靠家中屋頂上的太陽能板,抑或是建造大型的太陽能發電場,都可以在家中享用免費的地球能源。馬斯克舉例指在科羅拉多州波德(Boulder)有約10萬人口,只要購買1萬個Powerpacks並接駁上太陽能板,便可完全放棄依賴現有發電廠;美國只需1.6億個Powerpacks;不過,馬斯克的目標比這更高,當有9億個Powerpacks便可關掉全球的碳排放的發電廠。

Tesla是否可以成就大業?隨着Gigafactory大量生產電池,對鋰的需求也會急增,估計到了2020年,Tesla將消耗8,000公噸的鋰原料。電池的原材料碳酸鋰(Lithium Carbonate)今年的價格在比去年的平均價格飆升47%;預計到了2020年,碳酸鋰的需求量比2015年上升64%。原材料價格上升似乎難以讓Tesla造到降低成本,再者,碳酸鋰也是有限的資源,會有用盡的一日。

美國地理調查於2015年初估計,全球鋰資源約為3,950萬公噸,而具備商業開採價值的鋰儲備量則僅為1,351.9萬公噸。在現時的供求情況下,鋰資源可用上超過300年。但若需求爆炸性成長,推算全球一年需消耗80萬噸,在這情況下,不到17年就會用盡。隨Tesla及電子產品的需求增加,對碳酸鋰資源的需求也會急促增加,另覓代替品看來是必然的趨勢。

距離太陽能發電,我們尚差多少公里路?