De economie van Tesla-batterijen

Tesla, Inc. (TSLA) is een Amerikaans auto- en energiebedrijf gevestigd in Palo Alto, Californië. Het bedrijf produceert elektrische auto's en zonnepanelen. Tesla's CEO Elon Musk verhoogde eind 2018 de zichtbaarheid van Tesla door een SEC-rechtszaak te regelen. De rechtszaak beweerde dat Musk "valse en misleidende verklaringen" had afgelegd over de mogelijkheid om het bedrijf privé te houden. Tesla's aandelenkoers daalde onmiddellijk met 10% na het nieuws van de rechtszaak. Tesla slaagt er ook niet in om winst te maken volgens de rapporten van het tweede kwartaal van 2018, waarin het grootste kwartaalverlies van het bedrijf werd geregistreerd.

Beleggers zijn zenuwachtig over de toekomst van Tesla en zijn geavanceerde technologieën en producten, dus hier volgt een nadere beschouwing van de economie van de kernproducten van één bedrijf: batterijen.

Tesla-auto's en batterijen

Musk bouwde het eerste levensvatbare particuliere ruimtevaartbedrijf SpaceX, dat raketten de ruimte in stuurt om het internationale ruimtestation te bevoorraden. Hij ontwikkelt een hogesnelheid ondergronds transportsysteem dat Los Angeles met San Francisco verbindt, genaamd de Hyperloop, en hij is ook de oprichter van Tesla, 's werelds eerste onafhankelijke wereldwijde bedrijf voor elektrische auto's.

Toen mensen klaagden dat de volledig elektrische auto's van Tesla te duur waren voor de middenklasse en dat hun rijbereik tussen de oplaadbeurten te kort was, beloofde Musk samen te werken met batterijfabrikanten om kosten te besparen en de efficiëntie te verbeteren. Toen de voortgang bij zijn batterijleveranciers te traag was, besloot Tesla in de batterij te stappen en zelf zaken te doen. In 2015 kondigde Tesla zijn eigen lijn van commerciële en residentiële batterijen aan, genaamd de PowerWall-serie. (Zie ook: Nieuwe investeringsmogelijkheden voor batterijtechnologie .)

Het probleem met huidige batterijen

Batterijen zijn solid-state apparaten die elektrische stroom opslaan en vrijgeven, waardoor een scala aan consumentenelektronica en andere apparaten wordt aangedreven. Oplaadbare lithium-ionbatterijen (LiOn) zijn de meest gebruikte in deze toepassingen en zijn te vinden in alles, van mobiele telefoons en tablets tot laptops tot elektrische voertuigen. Terwijl microchips en geïntegreerde schakelingen exponentieel krachtiger zijn geworden, zijn de kleinere en goedkopere batterijtechnologie achtergebleven. Verbeteringen in LiOn-batterijen zijn klein en incrementeel. (Zie ook: Lithium-Ion accu's .)

In een moderne smartphone zit de rekenkracht in een klein deel van het apparaat, terwijl de batterij de meeste beschikbare ruimte in beslag neemt. De batterij is ook een grote factor in de totale kosten van het apparaat. Voor elektrische voertuigen is het probleem nog groter: auto's zijn in wezen een reeks batterijpakketten op wielen. Het vlaggenschip van Tesla, de Model S, heeft ongeveer 60 kilowattuur elektrisch vermogen, wat betekent dat ongeveer 42, 25% van de stickerprijs, $ 35.000 vanaf 2017, direct is toe te schrijven aan zijn batterijen.

Lithium is ook een onstabiele stof. Daarom moeten de batterijen zorgvuldig worden gebouwd om schade tijdens een typisch auto-ongeluk te voorkomen. Zelfs kleine hoeveelheden blootstelling aan lucht of water kunnen lithium doen vlammen. Ervoor zorgen dat elke batterij goed is afgesloten en beveiligd is een meerprijs. (Zie voor meer informatie: Waarom zijn Tesla-auto's zo duur? )

Tesla's Powerwall

Tesla is niet het enige bedrijf dat een commercieel verkrijgbare LiOn-batterijopslagoplossing voor thuis of op kantoor ontwikkelt. Tesla heeft een enorme batterijfabriek gebouwd (toepasselijk een gigafabriek genoemd) in de woestijn van Nevada om zijn nieuwe en verbeterde batterijpakketten te produceren, zowel voor zijn voertuigen als voor energieopslag thuis en op kantoor.

De eerste generatie Powerwall werd gelanceerd in april 2015 en een bijgewerkte Powerwall 2.0 werd aangekondigd in oktober 2016 met tweemaal de opslagcapaciteit van het origineel. In 2018 kost een Powerwall 2.0-batterij (exclusief installatiekosten) $ 5.900. Extra kosten zijn inclusief hardware voor $ 700, wat een totaal van $ 6.600 oplevert. Installatie kan kosten van $ 2.000 tot $ 8.000, volgens EnergySage, een platform dat onderzoek doet naar en prijzen van zonne-installaties en bedrijven vergelijkt.

Om de Powerwall te installeren als onderdeel van een zonne-plus-opslagsysteem is een energiesysteem zoals zonne-energie vereist. Een gemiddeld zonne-energiesysteem van 5 kilowatt (kW) kost tussen $ 8.500 tot $ 16.000, afhankelijk van de locatie en de apparatuur.

Hoewel het misschien duurder is dan andere opties in de beginfase, kan het installeren van een zonne-plus-opslagsysteem een ​​waardevolle investering zijn en hangt de economie af van hoe het lokale elektriciteitsbedrijf zijn tarieven structureert.

Hoe werkt Tesla's Powerwall?

Het Tesla-batterijpakket heeft het formaat voor dagelijks gebruik in een huis en wordt meestal gecombineerd met een zonnepaneelsysteem voor thuis. Wanneer zonnepanelen meer elektriciteit produceren dan een huis kan gebruiken, wordt het teveel opgeslagen in het batterijpakket in plaats van teruggestuurd naar het elektriciteitsnet. Wanneer de panelen onvoldoende elektriciteit produceren, kan het huis van de Powerwall putten in plaats van elektriciteit van een nutsbedrijf te moeten kopen.

Woningen met zonnepanelen kunnen momenteel overtollige geproduceerde elektriciteit terugverkopen aan het elektriciteitsnet, maar kunnen die energie niet effectief opslaan. Dit veroorzaakt onevenwichtige belastingen op het net en maakt residentiële zonne-energieopwekking minder dan nuttig 's nachts of op bewolkte dagen. Het elektriciteitsnet kan tegenwoordig geen elektriciteit opslaan en energie wordt op verzoek gegenereerd en gedistribueerd waar dat nodig is.

Er kunnen onevenwichtige belastingen op het net optreden, omdat zonnepanelen op daken van woningen de meeste elektriciteit produceren in de vroege middag wanneer de zon het sterkst is. De vraag naar elektriciteit is echter op dit moment van de dag vaak relatief laag en is het meest gevraagd in de vroege ochtend wanneer mensen wakker worden en hun dag beginnen. Batterijoplossingen geïnstalleerd in combinatie met zonnepanelen is een stap in de richting van het oplossen van deze problemen.

Powerwall-batterijen kunnen ook stroom leveren aan huizen tijdens stormen of andere storingen in plaats van traditionele generatoren op gas.

De economie van het bezitten van de Powerwall

Terwijl de kosten van het installeren van een zonnepaneelsysteem als aanvulling op de Powerwall duur zijn, zijn zonne-installaties de afgelopen jaren dramatisch in prijs gedaald vanwege de dalende productiekosten, efficiëntere installatieprocessen als gevolg van toenemende schaalvoordelen en genereuze overheid subsidies op sommige plaatsen. Belastingvoordelen maken een zonne-installatie betaalbaarder voor huishoudens, en zonne-energiebedrijven bieden huiseigenaren vaak royale prikkels die de initiële kosten verlagen en door elektriciteitskosten per / kWh elektriciteitskosten onder de netprijzen kunnen brengen.

Natuurlijk kan het argument worden aangevoerd dat de batterijen van Tesla en ook door gas aangedreven generatoren luxe artikelen zijn. Maar noodvoedingen zijn aan populariteit gewonnen na recente extreme weersomstandigheden zoals orkanen Irene en Sandy en de enorme sneeuwval die de oostkust in de winter van 2014 tot 2015 trof. Het is nog niet het doel van de Powerwall woningen volledig van het elektriciteitsnet. Het is eerder een haalbaar alternatief voor gasgeneratoren voor back-upelektriciteit in tijden van nood.

Maar de belangrijkste economische impact van Tesla's Powerwall-systeem is de toename van het culturele kapitaal dat het zal produceren. Net als bij de meeste andere technologische innovaties in de afgelopen 150 jaar, van gasverlichting tot smartphones, zijn de meer welvarende first-adopters, maar hun interesse creëert de mogelijkheid van schaalvoordelen die nieuwe technologie in de handen van de dagelijkse gebruiker brengen.

Het komt neer op

De Powerwall-batterijen van Tesla zijn een opwindende ontwikkeling in de technologie voor energieopslag. Hoewel ze het wiel niet opnieuw uitvinden, maken ze de bestaande lithium-ionbatterijtechnologie betaalbaarder en toegankelijker op grotere schaal. Powerwall-batterijen en hun opvolgers worden waarschijnlijk nog goedkoper en efficiënter met concurrentie en voortdurend onderzoek en ontwikkeling. Over 20 jaar is het misschien niet vreemd om zo'n batterij in de kelder of garage van elk huis te zien.