Powyższe zdjęcie, wykonane przez amerykańskich policjantów, od kilku dni obiega cały świat. Jak wyjaśniałem już w tym artykule, prezentuje ono testowy egzemplarz Tesli Semi i dostarcza bardzo ciekawych informacji. Zestaw z odkrytym ładunkiem wiele bowiem mówi o zależności między masą własną a zasięgiem.
Jak więc Tesla Semi wypada w tej bardzo newralgicznej kwestii? Jak stwierdził kierowca, ciężarówka ze zdjęcia ważyła wraz z ładunkiem 34 tony. Miała na sobie dziewięć betonowych bloków, których masę „na oko” określono na około 14 ton. Oznaczałoby to więc 20 ton masy własnej ciągnika wraz z platformą.
Biorąc pod uwagę niską masę własną platformy, 20 ton to bardzo, bardzo dużo. Tym bardziej, że mowa tutaj o ciężarówce z dzienną kabiną. Czy jednak takim obliczeniom „na oko” można wierzyć? By dokładniej odpowiedzieć sobie na to pytanie, zapoznajmy się z artykułem białoruskiego dziennikarza Vladimira Chekhuty.
Zapraszam do lektury:
W listopadzie 2017 roku mogliśmy zapoznać się z nowym, ciężkim ciągnikiem siodłowym na prąd Tesla Semi. Jego premiera przyciągnęła uwagę prasy z całego świata, a jednocześnie pozostawiła wiele pytań.
Elon Musk wychwalał poszczególne cechy Tesli Semi: zeroemisyjny napęd, zasięg do 800 kilometrów na jednym ładowaniu oraz przyspieszenie w pełni załadowanego, 36-tonowego zestawu (amerykańskie DMC) od 0 do 100 km/h w 30 sekund. Najważniejszą informacją dla przewoźników był jednak koszt przejechania jednej mili (1,6 kilometra) wynoszący 1,25 dolara (4,9 złotego). W porównaniu z kosztem ciężarówki dieslowskiej, wyliczonym na 1,51 dolara (5,9 złotego) nie brzmiało to zbyt przekonująco. Firma nie podała też żadnych szczegółów technicznych, ale zachęcała do składania rezerwacji (przy wpłacie 20 tys. dolarów, czyli 79 tys. złotych) na elektryczne ciężarówki przyszłości.
Musk nie chciał wyjawić ani słowa na temat elektrycznych silników, przekładni oraz baterii dla modelu Tesla Semi. Wspomniał tylko o fabryce baterii Giga Li-Ion w Newadzie. Co natomiast z typem tych baterii, ich rozmiarem, strukturą oraz gęstością energetyczną? Spróbujmy znaleźć ukryte informacje na ten temat.
Wiemy, że zasięg na jednym ładowaniu baterii ma wynosić 800 kilometrów czyli 500 mil. Tesla podaje też na swojej stronie, że zużycie prądu ma wynosić 2 kWh/milę. Korzystając z tych danych, można wyliczyć, że pełne ładowanie baterii będzie wymagało 1000 kWh. To automatycznie największa bateria, jaką kiedykolwiek postanowiono zamontować dla elektrycznego samochodu. Teraz spróbujmy określić jej masę. Dzisiaj Tesla instaluje baterie litowo-jonowe o gęstości energetycznej 250 Wh/kg. Trafiają one do osobowych modeli S oraz X. Podzielmy więc pełne ładowanie 1000 kWh przez gęstość 250 Wh/kg. Otrzymujemy w ten sposób masę elementów akumulacyjnych na poziomie 4000 kilogramów.
Co jednak ważne, akumulatory pojazdu elektrycznego nie składają się tylko z elementów akumulacyjnych. Bateria litowo-jonowa jest ekstremalnie skomplikowaną i zaawansowaną konstrukcją. Poza materiałami elektrochemicznymi, wymaga także metalowej obudowy, doskonałej izolacji, systemu chłodzącego z przewodami i innych istotnych elementów. Dla przykładu, pierwsze baterie z samochodów osobowych Tesli miały gęstość energetyczną 211 Wh/kg, lecz gotowa bateria z całym osprzętem ważyła 450 kilogramów. To oznacza, że rzeczywista gęstość energetyczna wynosiła 118 Wh/kg. Przyjmując to za wartość właściwą także dla Tesli Semi, otrzymalibyśmy baterie o masie 8500 kilogramów. To natomiast wynik bardzo nieatrakcyjny z punktu widzenia firm transportowych.
Chciałbym dodać do tego słowa Julie Furber, szefowej działu rozwoju silników elektrycznych w firmie Cummins. Rok temu miała ona powiedzieć: „Obecna technologia produkcji baterii nie jest gotowa na podbicie branży długodystansowej, gdzie ciężarówki przejeżdżają po 225 tys. kilometrów rocznie (amerykańska norma). Wykonaliśmy pewne obliczenia i wykazały one, że bateria zezwalająca na cały dzień autostradowej jazdy musiałaby ważyć około 9500 kilogramów”.
Amerykański magazyn „Wired” odwołał się natomiast do badania naukowców z Carnegie Mellon University, wykonanego jeszcze przed premierą Tesli Semi. Naukowcy wzięli pod uwagę przeciętne masy ładunków przewożonych przez ciężarówki, przeciętne pokonywane dystanse, a także całą masę typowo transportowych danych – parametry fizyczne, jak opory toczenia, gęstość powietrza oraz ogólna efektywność silnika.
W badaniu wzięto też pod uwagę baterie litowo-jonowe o gęstości energetycznej 243 Wh/kg na poziomie ogniw – był to wybór odpowiadający obecnym samochodom Tesli. Następnie wyliczono, że by przejechać 800 kilometrów (500 mil) bez żadnego postoju, ciężarówka musiała przewozić aż 11-tonowy zestaw baterii. Bazując na cenach z 2018 roku, sam taki zestaw musiałby kosztować od 200 do 250 tys. dolarów.
Tymczasem oficjalnie podano, że podstawowy model Tesli Semi ma kosztować 150 tys. dolarów, podczas gdy za wersję z rozszerzonym zasięgiem – właśnie do 800 kilometrów – zapłacimy co najmniej 180 tys. dolarów. Czy oznacza to więc, że pan Musk podał te ceny bez brania pod uwagę kosztów baterii?
