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Aug 31, 2023

La ley de Wright permite que los nichos de vehículos eléctricos salten hacia el futuro, o no

Los OEM que intentan lanzar soluciones de ingeniería a medida, productos químicos de nicho o productos personalizados

Los OEM que intentan lanzar soluciones de ingeniería a medida, productos químicos de nicho o ensamblajes de baterías diseñados a medida están tomando decisiones estratégicas equivocadas.

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Los nichos de transporte de agua, viento y tierra se benefician de los automóviles EV

En las últimas semanas he tenido algunas conversaciones que me han llevado a apreciar cuánto valor tendrá la electrificación de automóviles y camiones ligeros, cómo los tentáculos de bondad llegarán a los rincones y grietas de todo el mundo. Y, por supuesto, hay empresas que ignorarán la oportunidad estratégica y correrán audazmente hacia callejones sin salida, a veces sin marcha atrás.

Comencemos con una conversación menos reciente, mi conversación con el profesor Bent Flyvbjerg, caballero danés, profesor de Oxford y Copenhague y experto líder mundial sobre por qué los megaproyectos de más de mil millones de dólares tienen éxito y fracasan. Él y el coautor de su libro reciente, How Big Things Get Done, Dan Gardner, se comunicaron conmigo hace un par de años porque casualmente había estado evaluando cada pocos años el experimento natural en China en torno a las energías renovables frente a la generación nuclear. . El noveno capítulo de su libro, What's Your Lego?, trató sobre la modularidad, un mecanismo para acelerar y reducir el riesgo de cualquier proyecto, si existe; mi material estaba muy alineado y querían incluirlo y lo hicieron.

Generación en TWh agregada cada año por energía eólica, solar y nuclear en China 2010–2021. Gráfico de Mike Barnard.

Mi tesis de 2014 fue que la modularidad de la energía eólica y solar les permitiría escalar mucho más rápidamente que la nuclear, y que la experiencia de China, donde se eliminaron todas las supuestas barreras a la energía nuclear, lo dejaría claro. Eso es exactamente lo que pasó. El programa nuclear de China no ha alcanzado los objetivos y alcanzó su punto máximo en 2016 y 2018. Mientras tanto, sus programas eólico y solar han superado los objetivos de forma masiva. El país agregó 48 GW de energía solar nueva en los primeros meses de 2023, y se espera que alcance más de 100 GW de energía solar nueva este año. Como a Laurent Segalen y Gerard Reid de Redefining Energy les gusta señalar, nos estamos acercando a un gigavatio por día de nueva capacidad solar este año a nivel mundial.

Pero, ¿qué tiene que ver la modularidad con los vehículos eléctricos y los nichos de transporte?

Primero está mi conversación con David Cebon, profesor de ingeniería mecánica en Cambridge, director del centro para el transporte sostenible de mercancías por carretera y miembro fundador de Hydrogen Science Coalition. Evalué la agenda de su conferencia anual hace unos meses para ver qué ideas surgieron y noté la falta casi total de hidrógeno en la agenda. El podcast llegará pronto a Redefining Energy — Tech, así que esté atento.

Una de las cosas que Cebon y yo comentamos fue que los camiones de carga por carretera eran un nicho numérico en comparación con los vehículos de carretera de pasajeros, pero podían aprovechar la cantidad absurda de motores y baterías que fabricaba ese segmento. Además, exploramos la principal ventaja de Tesla sobre otros fabricantes de equipos originales en la reutilización de sus experiencias de motores y paquetes de baterías en el Tesla Semi. Los proyectos de Cebon incluían obtener cotizaciones de los principales fabricantes de equipos originales para tractores de carga eléctricos, obligándolos a anotar números, y descubrió que los fabricantes de equipos originales que no eran de Tesla esperaban triplicar el costo de capital en comparación con sus camiones diésel, 300 000 libras esterlinas frente a 100 000 libras esterlinas. Mientras tanto, se informó que el Semi de Tesla llegó a £ 200,000, un ahorro de costos sustancial en comparación con los OEM heredados.

El siguiente fue mi almuerzo con Marc-Henry de Jong, cofundador de ELECTRON Aviation, una startup de aviación eléctrica en la que tuve un papel secundario en ayudar durante los últimos dos años. Cuando estuve en Londres recientemente, gentilmente me invitó a almorzar en Soho en el Ivy Soho Brasserie. Además de la buena comida, uno de los temas fue el aprovechamiento de la fuerza de trabajar con baterías y cargadores de vehículos eléctricos en tierra. Los volúmenes relativamente pequeños en la aviación nunca provocarían duplicaciones de fabricación de la Ley de Wright que reducirían los costos del tren motriz entre un 20% y un 27%, por lo que apoyarse en las baterías EV terrestres tanto como sea posible aprovechó los millones de automóviles vendidos anualmente. ELECTRON, y otras nuevas empresas de aviación eléctrica sabias, están tratando de evitar hacer cosas estúpidas como fingir que los aviones de origami tienen sentido o que hay un mercado para cientos de miles de ellos en las ciudades. En cambio, están explotando las tecnologías existentes para hacerse cargo de los mercados de aviación existentes.

Luego me dirigí al norte de Londres a Glasgow, la razón por la que estaba en el Reino Unido en primer lugar. Stena Sphere, una importante empresa naviera privada sueca, me invitó a su cumbre técnica, donde los ejecutivos técnicos de sus múltiples líneas de negocios (roll on roll off, pasajeros, transbordadores, perforación y carga a granel) se reunieron para compartir ideas y aprendizajes, y para descubrir estrategias para hacer frente a un mundo cambiante. Stena Teknik, el brazo de innovación, diseño y transformación de Stena Sphere, estaba organizando el evento y había decidido que representantes de varias perspectivas de descarbonización marítima subieran al escenario para un debate.

Un representante de la industria del metanol estuvo allí para hablar sobre los supuestos beneficios de esa vía, y hay algunos, aunque creo que no es la opción óptima. El CTO de una empresa naviera de propulsión nuclear estaba allí para hablar sobre el nicho de los barcos muy grandes y de larga distancia con sus emisiones excesivas donde él y sus colegas pensaban que los pequeños reactores modulares de sal fundida eran viables. Se había invitado a un representante del combustible de amoníaco, pero no pudo asistir. Estuve allí con mi proyección del escenario de tonelaje de transporte marítimo y biocombustibles más baterías hasta 2100, que aparentemente fue un cambio de ritmo y una revelación.

Y Rakshith Sachitanand, CTO de la firma sueca Echandia, estaba allí, hablando sobre cómo la firma ya estaba electrificando barcos marítimos y cómo las diversas formas de propulsión, hibridación y energía auxiliar eran adecuadas para el propósito actual. La solución de Echandia fue interesante, ya que había elegido químicas de óxido de litio y titanio como su solución de almacenamiento de energía. Como señalé a la audiencia y en un artículo reciente aquí, esa tecnología actualmente tiene una tercera parte de la densidad de energía de las celdas de iones de litio de Tesla, por lo que simplemente cambiar las celdas triplicaría el rango de 40 millas náuticas a 120, de 74 kilómetros a 222.

Las discusiones en varios puntos durante el tiempo que pasé con Stena señalaron que mientras los precios de las baterías para aumentar la densidad de energía se habían desplomado en el mundo automotriz, eso no había sido cierto en el mundo marino. Mi observación, y algo confirmado por Sachitanand, fue que apoyarse en las baterías de los automóviles beneficiaría el proceso de electrificación marítima. Si la memoria no me falla debido a la niebla del desfase horario y demasiadas comidas agradables con personas increíbles, Echandia está trabajando en una solución que reemplaza su elección actual de litio-titanio con iones de litio o fosfato de litio.

La Ley de Wright deja en claro por qué las baterías de iones de litio se han desplomado en el precio por vatio-hora por kilogramo (Wh/kg), y es probable que alcancen su potencial químico cercano a 700 Wh/kg. Hacemos millones de ellos cada año y los metemos en todo.

Hay dos factores de forma a considerar con esto, celular y bolsa. Todos estamos familiarizados con los pequeños cilindros con + en un extremo y – en el otro. Ese es el factor de forma que se ensambla en grandes paquetes en Teslas. El otro factor de forma son las bolsas planas, y la mayoría de nosotros no las reconocemos, ya que no desmontamos nuestros dispositivos electrónicos para pinchar las entrañas con destornilladores y similares. Lo he hecho varias veces, pero generalmente no se recomienda, ya que puede anular las garantías, sin mencionar la destrucción de la funcionalidad.

Ambos se utilizan en cantidades enormes. Ambos tienen enormes economías de escala. Ambos tienen cantidades significativas de automatización de la fabricación y el montaje, independientemente de los componentes químicos que los componen. Ambos permiten que cualquier química de batería que encaje en ellos disfrute de al menos algunas de las ventajas de modularidad de la Ley de Wright.

Finalmente, esta semana estuve hablando con un líder de sostenibilidad para un propietario y operador de un puerto de envío multimillonario, uno con el 5-10 % de la carga mundial que pasa por sus puertos, volviendo a la industria marítima. Ese es un espacio interesante con 20-50 mil toneladas de CO2e por año por emisiones portuarias de sus operaciones, excluyendo por supuesto el combustible para los barcos, así como el consumo de energía del aeropuerto es una fracción del consumo de energía del avión.

Los puertos son un segmento al que me refiero porque me preocupa que los esfuerzos de descarbonización marítima no estén pensando sistémicamente en las implicaciones de tener que almacenar no solo variantes de productos derivados del petróleo, sino también biocombustibles, amoníaco, metanol y electrones, y mi discusión confirmó que sería una pesadilla en costos logísticos y de infraestructura. Más sobre eso más adelante.

Pero la electrificación de los propios puertos fue un tema clave. La mayoría de las principales grúas estacionarias que transportan carga y contenedores dentro y fuera del barco ya están electrificadas. Como resultado, los puertos ya son grandes consumidores de electricidad, ya que transportar un contenedor cargado de 60 toneladas métricas docenas de metros vertical y horizontalmente es un consumo de energía y energía no trivial.

Mi contacto se centró en los camiones móviles de movimiento de contenedores terrestres, tanto los que los sacaron de los camiones, trenes y tierra sobre los que escribí hace más de una docena de años mientras trabajaba con CN Rail y los tractores que los transportan en los puertos. Dada la masiva estandarización y modularidad que han traído los contenedores de envío, uno habría asumido que la estandarización de esos vehículos terrestres de manejo de contenedores también habría ocurrido, y que la electrificación de ellos habría aprovechado las ventajas de estandarización y modularidad de los vehículos de carretera.

Aparentemente no. A la industria marítima, fuera de la contenedorización, parece gustarle las soluciones de ingeniería a medida que exigen de los barcos, por lo que el segmento de vehículos terrestres es un caos de variaciones, soluciones únicas y gastos. No hay economías de escala con vehículos de tamaño único que llenan los 800 puertos de todo el mundo. Y las versiones eléctricas de los OEM europeos que entregan vehículos al segmento son mucho más caras. Como era de esperar, los productos OEM chinos que estaban electrificados ya eran equivalentes en una comparación del costo total de propiedad, algo que he notado varias veces a lo largo de los años, más recientemente con una exploración de las empresas de tránsito de Europa que se inclinan por los autobuses eléctricos chinos.

Los segmentos de transporte terrestre de nicho, como puertos, aeropuertos y almacenes, estarán mucho mejor atendidos por los OEM que saltan sobre baterías y motores de alto volumen fuera del segmento de vehículos terrestres livianos. Los OEM que intentan lanzar soluciones de ingeniería a medida, productos químicos de nicho o ensamblajes de baterías diseñados a medida están tomando decisiones estratégicas equivocadas. Estandarice los componentes de gran volumen dentro de los vehículos siempre que sea posible, o pierda competitividad.

es miembro de los consejos asesores de la startup de aviación eléctrica FLIMAX, estratega jefe de TFIE Strategy y cofundador de distnc technologies. Presenta el podcast Redefining Energy - Tech (https://shorturl.at/tuEF5), parte del galardonado equipo Redefining Energy. Pasa su tiempo proyectando escenarios para la descarbonización de 40 a 80 años en el futuro y ayudando a ejecutivos, juntas e inversores a elegir sabiamente hoy. Ya sea reabastecimiento de combustible para la aviación, almacenamiento en la red, vehículo a la red o demanda de hidrógeno, su trabajo se basa en los fundamentos de la física, la economía y la naturaleza humana, y está informado por los requisitos de descarbonización y las innovaciones de múltiples dominios. Sus posiciones de liderazgo en América del Norte, Asia y América Latina mejoraron su punto de vista global. Publica regularmente en múltiples medios sobre innovación, negocios, tecnología y política. Está disponible para la Junta, asesor de estrategia y compromisos para hablar.

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