Jahreshauptversammlung 2020 und Batterie-Tag (II) – Batterie-Tag Präsentation (1/2)

Den inhaltlich zweiten Teil des YouTube Videos, also die Batterie-Tag Präsentation, habe ich aufgrund der Länge in zwei Hälften geteilt. In dieser ersten halben Stunde (Minute 33:50 – 1:04:40) sprechen Elon Musk und Drew Baglino darüber, warum es unumgänglich ist, die Batterietechnik neu zu überdenken, wie Batteriezellen aufgebaut sind und funktionieren und welche Schwierigkeiten damit einhergehen, warum „Tabless“ gut und „Trocken“ nicht einfach ist, und wie groß der Einfluss des gesamten Herstellungsprozesses und Fabrikdesigns auf das Erreichen der gesetzten Ziele ist. Einige der in der Übersetzung und im englischen Transkript eingefügten Bilder enthalten Links, die zu den während der Präsentation erwähnten Videosequenzen führen.

Drew Baglino: (33:50) Hallo, alle zusammen.

Elon Musk: Klasse. Fängst Du an?

Drew Baglino: Klar. Danke, Elon. Hi. Ich bin Drew Baglino, SVP des Bereiches Powertrain and Energy Engineering bei Tesla, und ich freue mich unglaublich, darüber zu sprechen, was wir hier bei Tesla bezüglich der Batterien gemacht haben.

Elon Musk: Großartig. Schauen wir also mal. Du hast den Klicker?

Drew Baglino: Ich habe den Klicker, ja.

Elon Musk: Okay, vielleicht sollte ich den ersten Teil übernehmen.

Drew Baglino: Sicher.

Elon Musk: Ohne Zweifel sind die Probleme, die uns der Klimawandel bereitet, sehr ernst, und wir erleben die Auswirkungen tagtäglich. Es ist ungemein wichtig, dass wir die Einführung nachhaltiger Energie beschleunigen. Zeit ist wirklich wichtig. In dieser Präsentation geht es darum, die Zeit bis zur nachhaltigen Energie zu beschleunigen. Die letzten fünf Jahre waren die wärmsten seit Beginn der Aufzeichnungen. Den CO2 Gehalt zu verringern scheint unüberwindbar. Es ist offensichtlich… Diese Zeit ist nicht vergleichbar mit der Vergangenheit. (35:00) Es ist wirklich wichtig, dass wir Maßnahmen ergreifen. Dieses Klimaexperiment zu betreiben ist verrückt, also…

Drew Baglino: Vor allem, wenn es sowieso nur ein vorübergehendes ist.

Elon Musk: Ja.

Drew Baglino: Die fossilen Brennstoffe gehen uns bald aus. Lassen Sie uns einfach in die Zukunft gehen und dieses Experiment nicht mehr fortführen.

Elon Musk: Ja. Wie auch immer, es gibt eine Menge guter Nachrichten. Viele Leute wissen vielleicht nicht, dass Wind und Solar 75 % der neuen Stromkapazität in den USA in diesem Jahr ausmachen. Das ist wirklich gewaltig. Das Netz wird sehr schnell nachhaltig. Man sollte nicht vergessen, dass die Lebensdauer von Kraftwerken bei ca. 25 Jahren liegt. Selbst, wenn also 100 % der Energieerzeugung nachhaltig wären, würde es immer noch 25 Jahre dauern, das Netz umzustellen. Außerdem ist die Stromerzeugung aus Kohle in den letzten zehn Jahren um die Hälfte zurückgegangen. Sie sank von 46 % des Stroms im Jahr 2010 auf 23 % im Jahr 2020. Das ist eine massive Verbesserung. Es passieren also auf vielen Ebenen gute Dinge. Wir müssen nur noch schneller werden.

Also, der Beitrag von Tesla: Wir haben über eine Million Elektrofahrzeuge ausgeliefert, 26 Milliarden elektrisch gefahrene Meilen gesammelt,  viele Gigawattstunden (GWh) stationäre Batterien produziert und 17 Terawattstunden (TWh) Solarstrom erzeugt. Ich denke, Solar wird bei Tesla manchmal untergewichtet, aber es ist ein massiver Teil unserer Zukunft. Die drei Pfeiler einer nachhaltigen Energiezukunft sind nachhaltige Energieerzeugung, Speicherung und Elektrofahrzeuge. Wir beabsichtigen, in allen drei Bereichen eine bedeutende Rolle zu spielen.

Um den Übergang zu nachhaltiger Energie zu beschleunigen, müssen wir mehr erschwingliche E-Fahrzeuge produzieren und viel mehr Energiespeicher, während wir gleichzeitig Fabriken schneller und mit viel weniger Investitionen bauen.

Ziel Nummer eins ist also eine Batterieproduktion im Terawattstunden-Maßstab. Also, Tera ist das neue Giga. Und ein Terawatt ist tausendmal mehr als ein Gigawatt. Früher haben wir in Gigawatt gesprochen, in Zukunft werden wir in Terawattstunden sprechen. Das ist es, was wir brauchen, um die Welt auf Nachhaltigkeit umzustellen.

Drew Baglino: Ja, und Sie sehen, es ist… Wir sprechen von einem 100-fachen Wachstum bei Batterien für Elektrofahrzeuge, um diese Mission zu erreichen. Und wir werden es schaffen. Es ist nur eine Frage wie schnell. Unsere Absicht ist es, dies zu beschleunigen.

Elon Musk: Ja, man braucht letztendlich eine Batterieproduktion von etwa 10 TWh pro Jahr, um die globale Fahrzeugflotte auf Elektrofahrzeuge umzustellen.

Drew Baglino: Im Durchschnitt hält ein Fahrzeug 15 Jahre. Wir reden also über 150 TWh, mehr oder weniger, um die gesamte Energieversorgung aller Fahrzeuge aller Art auf Elektro umzustellen.

Elon Musk: Im Grunde sind es also eine Menge Batterien.

Drew Baglino: Und auf der Netzseite haben wir einen ähnlichen Berg zu erklimmen, ein 1600-faches Wachstum von den heutigen Netzspeichern, um 100 % erneuerbare Energien im Netz zu erreichen und alle bestehenden Heizungen, die fossile Brennstoffe in Haushalten und Unternehmen nutzen, zu 100 % elektrisch zu machen.

Elon Musk: Und ich denke, diese Zahl könnte noch weiter steigen. Wenn die Weltwirtschaft wächst und die bevölkerungsreichen Länder sich industrialisieren, könnte diese Zahl sogar noch höher sein. Aber sagen wir mal, es sind etwa 20 bis 25 TWh pro Jahr, die über 15 bis 25 Jahre hinweg aufrechterhalten werden müssen, um die Welt auf erneuerbare Energien umzustellen. Das ist eine Menge.

Die heutigen Batterien können diesen Anforderungen nicht standhalten. Sie sind einfach zu klein. Giga Nevada wird wahrscheinlich 150 GWh pro Jahr produzieren können. Aber das ist zu wenig. Das sind nur 0,15 TWh. Und es kostet zu viel.

Drew Baglino: Wir bräuchten 135 voll ausgebaute Giga-Fabriken wie in Nevada, um 20 TWh pro Jahr zu erreichen. Das ist keine umsetzbare Lösung. Wir brauchen ein dramatisches Umdenken des Zellherstellungssystems, um so schnell zu wachsen, wie wir es können und sollten.

Elon Musk: Ja, und ich denke, wir sollten das als mehr als nur eine Frage des Geldes betrachten. Geld ist eine Art flüchtige Sache, (40:00) aber es geht um die Menge des Aufwands. Man benötigt einen bestimmten Aufwand an Menschen und Maschinen, und je nachdem, wie effizient dieser Aufwand gestaltet ist, soll für einen bestimmten Aufwand die größte Menge an Batterien herauskommen. Es geht nicht nur um die Frage, na ja, wenn wir 2 Billionen Dollar hätten, könnte man das morgen machen. So einfach ist das nicht. Man muss tatsächlich eine riesige Anzahl von Leuten organisieren, eine Menge Maschinen bauen, Maschinen bauen, die die Maschinen herstellen. Und somit ist es unglaublich wichtig, dass dieser Aufwand die größte Anzahl von Batterien hervorbringt.

Und dann Ziel zwei: Natürlich müssen wir mehr bezahlbare Autos bauen. Am meisten beunruhigt mich, dass wir noch kein wirklich günstiges Auto anbieten können. Darum werden wir uns kümmern. Aber um das zu erreichen, müssen wir die Kosten für die Batterien senken, und wir müssen die Herstellung optimieren. Und wir müssen an dieser Kurve arbeiten. Die Kosten pro Kilowattstunde für Batterien sinken nicht schnell genug. Wir haben über viele Jahre viel darüber nachgedacht, wie wir die Kosten pro Kilowattstunde radikal senken können. Die Kurve hat sich in den letzten Jahren etwas abgeflacht.

Drew Baglino: Ja. Ich meine, das frühe Wachstum war vielversprechend, aber Sie können sehen, dass wir eine Art Plateau erreicht haben. Das motiviert uns also, die Herstellung und das Design von Zellen neu zu überdenken.

Elon Musk: Genau. Der Marktanteil von E-Fahrzeugen wächst, aber E-Fahrzeuge sind immer noch nicht für alle zugänglich. Und Sie können sehen, wie Drew schon sagte, es fängt an, ein wenig abzuflachen, weil die Verbesserungsrate bezüglich der Erschwinglichkeit von Autos einfach nicht schnell genug ist. Aus diesem Grund veranstalten wir den Batterie-Tag.

Drew Baglino: Um die besten Autos der Welt zu bauen, haben wir sie von Grund auf neu entwickelt. Und jetzt machen wir das auch für Batterien.

Drew Baglino: Lassen Sie uns loslegen. Wir haben einen Plan zur Halbierung der Kosten pro Kilowattstunde. Und das ist kein Plan, der auf einer einzigen Innovation beruht, irgendeinem Forschungsprojekt, das nie das Licht der Welt erblicken wird. Es ist ein Plan, der kreative Ingenieurskunst und Industrialisierung in jeder Facette dessen, was eine Zelle zu einem Akkupack macht, erfordert – vom Rohmaterial bis zum fertigen Ding. Und wir werden diesen Plan heute mit Ihnen durchgehen, Schritt für Schritt, und aufzeigen, wie wir diese Ziele erreichen und wie wir diesen Übergang beschleunigen und unsere Fahrzeuge und unsere Netzbatterien bezahlbarer machen.

Elon Musk: Ja. Wir haben im Grunde jedes Element der Batterie überdacht, oder fast jedes Element. Es gibt noch ein paar weitere Elemente, zu denen wir heute nicht kommen, auf die wir aber zurückkommen werden.

Drew Baglino: Ja. Also, bevor wir zu sehr ins Detail gehen, lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was in einer Batteriezelle ist. Wir haben die Kappe und den Becher, negative und positive Pole der Zelle. Wenn man die Zelle öffnet, hat man eine Lasche, die mit diesen Anschlüssen verbunden ist; das, was wir als „Jelly Roll“ bezeichnen, das sind die gewickelten Elektroden im Inneren. Man kann sehen, wie das aussieht, wenn man sie abwickelt. Das ist über einen Meter lang in einer typischen 2170-Zelle. Es ist also ein ziemlich langer Wickelvorgang. Und man kann sehen, dass die Lasche noch da ist. Außerdem haben wir Anode, Kathode, Separator, positiven und negativen Anschluss – all das brauchen wir zur Erklärung, was hier passiert.

Was passiert, wenn wir die Zelle entladen? Das Lithium bewegt sich von der Anode zur Kathode. Und dann umgekehrt, wenn wir die Zelle laden, bewegt sich das Lithium von der Kathode zur Anode über den Separator. Das ist die Grundlage für alle Lithium-Ionen-Batterien, unabhängig von ihrem Formfaktor.

Bei unseren Produkten sind wir inzwischen vom 18650er-Formfaktor zum 2170er-Formfaktor übergegangen, und zwar durch die großartige Zusammenarbeit mit unserem Partner Panasonic und neuen Partnern wie LG und CATL und wahrscheinlich auch anderen in der Zukunft.

Elon Musk: Eine kleine Anmerkung dazu, was es mit den Bezeichnungen 18650 – obwohl es so nicht auf der Leinwand steht – im Gegensatz zu 2170 auf sich hat: Die ersten beiden Ziffern beziehen sich auf den Durchmesser und die zweiten beiden Ziffern auf die Länge. Das hilft also zu erklären, wie es zu diesen seltsamen Zahlen kommt. Aber niemand konnte mir erklären, warum es eine zusätzliche Null gab. (45:00) Also sagte ich: „Okay, wir streichen die Null, die niemand in zukünftigen Formfaktoren erklären kann.“ Deshalb ist es rein theoretisch die 18650, aber in Zukunft nennen wir es die 2170, weil wir die zusätzliche Null, die keinen Sinn macht, einfach losgeworden sind.

Drew Baglino: Und das war ein evolutionärer Schritt von 1865 auf 2170, der 50 % mehr Energie in die Zelle bringt. Aber wenn wir uns das ideale Zelldesign ansehen, wenn wir es selbst machen würden, müssen wir über das hinausgehen, was wir gerade vor uns sehen, und das gesamte Spektrum der Optionen untersuchen. Wie Sie sehen können, haben wir die wichtigsten Kennzahlen herausgefiltert, um wie viel wir die Kosten senken können und um wie viel sich die Fahrzeugreichweite erhöht, wenn wir den Außendurchmesser der Zelle verändern. Wir haben einen Sweet Spot irgendwo bei 46 Millimetern gefunden. Aber es geht nicht nur um einen größeren Formfaktor. Jeder könnte einen größeren Formfaktor herstellen.

Elon Musk: Jeder Narr könnte einen größeren Formfaktor herstellen. Wir sind nicht irgendein Narr.

Drew Baglino: Ja, genau. Es gibt Probleme, wenn man die Zellen größer macht. Tatsächlich werden Supercharging und Wärmeentwicklung im Allgemeinen zu einer echten Herausforderung, wenn man größere Zellen baut. Und das war die Herausforderung, die unser Team ins Visier genommen hat, um sie zu überwinden. Und das haben wir getan; wir haben diese Tabless-Architektur entwickelt, von der Sie vielleicht schon gehört haben, die im Grunde das thermische Problem aus der Gleichung entfernt und es uns ermöglicht, den absolut kostengünstigsten Formfaktor und den einfachsten Herstellungsprozess zu wählen.

Und das ist es, was wir meinen, wenn wir von „tabless“ (laschenlos, ohne Lasche) sprechen. Es ist irgendwie schon eine Schönheit.

Elon Musk: Ja. Das ist, was diese T-Shirts bedeuten, aber es sieht sehr esoterisch aus. Niemand konnte herausfinden, was das ist.

Drew Baglino: Ja, wir haben die vorhandenen Folien genommen, sie mit einem Lasermuster versehen und Dutzende von Verbindungen in das aktive Material durch diese geschindelte Spirale ermöglicht, die Sie hier sehen können, verbunden mit einer einfacheren Herstellung, weniger Teilen, 50 Millimeter gegenüber 250 Millimeter elektrischer Pfadlänge, wodurch wir alle thermischen Vorteile erhalten.

Elon Musk: Ja. Es ist wichtig, das zu verstehen. Im Grunde ist es eine kürzere Strecke, die das Elektron zurücklegen muss. Man hat tatsächlich eine kürzere Pfadlänge in einer großen, laschenlosen Zelle als man in der kleineren Zelle mit Laschen hat. Das ist eine große Sache. Obwohl die Zelle also größer ist, hat sie mehr Leistung. Das Verhältnis von Leistung zu Gewicht ist besser als das der kleineren Zelle mit Lasche.

Dies ist – nochmal – ziemlich schwer zu entwickeln. Niemand hat es zuvor getan, und es verlangte wirklich eine enorme Menge an Aufwand innerhalb des Tesla Engineerings, um herauszufinden, wie wir eine verdammte laschenlose Zelle herstellen können, die tatsächlich funktioniert und dann mit der oberen Kappe verbunden wird. Es gibt eine ganze Reihe von Dingen, so eine Art geheime Rezeptur, so dass wir nicht alles sagen, aber …

Drew Baglino: Manchmal ist das, was elegant und einfach ist, trotzdem schwer. Und es hat uns eine Menge Versuche gekostet, aber wir sind glücklich, wo wir gelandet sind.

Elon Musk: Ja. Ich meine, alles ist einfach in der Erinnerung, nachdem man… es ist schwer, bis es entdeckt wird, und dann ist es einfach. Wie auch immer, es gibt eine Menge wirklich cooler Dinge, die „Tabless“ ermöglichen. Und das ist einem wirklich großartigen Ingenieurteam zu verdanken. Drew und der Rest des Teams haben erstaunliche Arbeit geleistet, um diese laschenlose Konstruktion zu erreichen. Ich denke, es mag für einige Leute ein bisschen albern klingen, aber für diejenigen, die sich wirklich mit Zellen auskennen, ist das ein massiver Durchbruch.

Drew Baglino: Die Möglichkeit, bei zylindrischen Gehäusen die Laschen wegzulassen, vereinfacht das Wickeln und Kodieren dramatisch. Und es hat einen enormen thermischen und Leistungsvorteil.

Elon Musk: Ja. Nur um das ein wenig zu erläutern: Wenn die Zelle durch das System läuft, muss sie immer wieder dort anhalten, wo alle Laschen sind. Man kann keine kontinuierliche Bewegung produzieren, wenn man mit Laschen arbeitet. Man muss immer wieder anhalten, und dann gibt es eine bestimmte Geschwindigkeit, mit der man starten, stoppen und wieder beschleunigen kann, was die Produktionsrate verringert. Außerdem kann es passieren, dass man sich bei den Laschen vertut und etwas aktive Fläche verliert. Aus Produktionssicht ist es ein großes Ärgernis, mit Laschen arbeiten zu müssen.

Drew Baglino: Wenn wir das alles zusammennehmen und zu unserer neuen 80-Millimeter-Länge, 4680 – wir nennen das ein neues Zellendesign – gehen, erhalten wir die fünffache Energie mit der sechsfachen Leistung und ermöglichen eine Reichweitensteigerung von 16 %, allein durch den Formfaktor.

Elon Musk: Ja. Also, diese… (hupen) Ja. Es ist ziemlich großartig. Und nur um das klarzustellen: wenn wir diese plus 16% sehen oder was auch immer die prozentuale Steigerung ist, (50:00) das ist der Betrag, der nur auf diese bestimmte Innovation zurückzuführen ist. Wir werden eine ganze Reihe von Innovationen auflisten, und wenn Sie diese dann zusammenzählen, erhalten Sie eine Gesamtverbesserung der Energiedichte und der Kosten. Aber diese Zahlen beziehen sich nur auf diese eine Sache.

Drew Baglino: Ich möchte betonen, dass dies nicht nur ein Konzept oder ein Rendering ist. Wir fangen an, die Produktion dieser Zellen in unserer 10-GWh-Pilotproduktionsanlage hochzufahren, die gleich um die Ecke ist.

Elon Musk: Also, das ist ein Video von dem, was in der Anlage vor sich geht. Ich möchte klarstellen, dass es ungefähr ein Jahr dauern wird, um die 10-GWh-Kapazität zu erreichen. Es ist wichtig, das zu verstehen. Man legt eine neue Fabrik immer auf eine bestimmte Kapazität aus, und dann dauert es eine gewisse Zeit, bis man diese Kapazität tatsächlich erreicht. Ich würde sagen, dass es wahrscheinlich etwa ein Jahr dauert, bis wir mit der Pilotanlage die 10 GWh Jahresleistung erreichen. Und das ist nur eine Pilotanlage. Die tatsächlichen Produktionsanlagen werden eher in der Größenordnung von 200 GWh liegen, vielleicht auch mehr im Laufe der Zeit.

Drew Baglino: Aber lassen Sie uns alles, was wir gerade gesehen haben, auf der Zellebene zusammenfassen. Allein die Änderung des Zellformfaktors ermöglicht eine 14%ige $/kWh-Reduktion. Und jetzt, wo Sie diese Fabrik kennengelernt haben, werden wir Schritt für Schritt durch diese Fabrik gehen und eine Reihe von Innovationen dort besprechen.

Wenn wir über die ideale Zellfabrik nachdenken, werden wir durch die Papier- und Flaschenindustrie inspiriert, wo aus bescheidenen Anfängen über ein Jahrhundert der Innovation eine Massenproduktion, kontinuierliche Bewegung und unglaublich niedrige Herstellungskosten ermöglicht wurden. Und wenn wir an die Lithium-Ionen-Industrie denken, die wirklich erst in ihrem dritten Jahrzehnt der Großserienproduktion ist, hat sie noch einen weiten Weg vor sich, um ähnliche Größenordnungen und Einfachheit zu erreichen. Das war die Inspiration, die wir dem Team mit auf den Weg gegeben haben, als wir darüber nachdachten, wie wir Zelldesign und Fertigung in der bestmöglichen Fabrik miteinander verbinden können.

Lassen Sie uns ein wenig darüber sprechen, was in einer Zellfabrik passiert. Zunächst gibt es einen Elektrodenprozess, bei dem die aktiven Materialien in Filmen auf Folien beschichtet werden. Dann werden diese beschichteten Folien in dem Wickelprozess, über den wir gerade gesprochen haben, aufgewickelt, wobei man, wenn man Laschen hat, viel starten und stoppen muss. Dann wird diese „Jelly Roll“ in den Zellbecher montiert, versiegelt, mit Elektrolyt gefüllt und dann zum Formatieren geschickt, wo die Zelle zum ersten Mal geladen, die Art der Elektrochemie eingestellt und die Qualität der Zelle überprüft wird.

Wir haben uns vorgenommen, bei jedem Schritt dieses Prozesses zu versuchen, diese Inspiration, die wir gerade gezeigt haben, zu nutzen und darüber nachzudenken, wie wir diese Prozesse grundlegend besser und für eine größere Stückzahl machen können. Und einer der wichtigsten Prozesse ist der, mit dem alles beginnt: der Nassprozess der Elektrodencodierung. Um Ihnen ein Gefühl für die Skalierung zu geben, werde ich Ihnen die einzelnen Schritte des Nassprozesses erläutern.

Man hat eine Mischung, bei der die Pulver entweder mit Wasser oder mit einem Lösungsmittel gemischt werden, also Lösungsmittel für die Kathode. Diese Mischung kommt dann in einen großen Beschichtungs- und Trockenofen – das sind riesige Öfen, zehn Meter lang – wo die Aufschlämmung auf die Folie aufgetragen, getrocknet, und das Lösungsmittel dann zurückgewonnen wird. Sie sehen hier das System zur Lösungsmittelrückgewinnung. Und schließlich wird die beschichtete Folie auf die endgültige Dichte gepresst. Wenn man sich das anschaut, denkt man: Wow, das ist eine Menge Ausrüstung für einen Schritt, besonders wenn man bedenkt, dass der kleine Punkt neben dem Beschichtungsofen eine Person ist. Das sind sozusagen Schwerindustrieanlagen, die bei der Herstellung von Batterien zum Einsatz kommen.

Wäre es nicht großartig, wenn wir den Schritt mit dem Lösungsmittel überspringen könnten, der einer von diesen „ein Loch graben und dann wieder füllen“-Sachen ist, bei denen man das Lösungsmittel hineingibt und es dann wieder herausnimmt und recycelt, und stattdessen einfach direkt zu einer Trockenmischung übergehen könnte? Das ist es, worum es beim Trockenverfahren wirklich geht. Und zwar in der einfachsten Form, buchstäblich Pulver zu Film, so einfach ist das.

Elon Musk: Tatsächlich ist es schwer – nur um das klarzustellen. Wenn das einfach wäre, würde es jeder machen. Es ist nicht so, dass die Trockenbeschichtung der Elektrode einfach zu bewerkstelligen ist. Es ist tatsächlich viel schwieriger, als es zu sein scheint.(55:00) Man sollte erwähnen, dass wir Maxwell vor etwas mehr als einem Jahr übernommen haben – sicherlich eine gute Firma. Aber wie sie die trockene Beschichtung ausführten, war eher eine Art erster Versuch.

Seit der Übernahme haben wir die Maschine für die Trockenbeschichtung bereits viermal wieder hochgefahren, also eine komplette Revision nach der Übernahme der Maschine. Und es gibt immer noch eine Menge zu tun. Ich würde also nicht sagen, dass wir die Sache komplett im Griff haben. Es steht noch viel Arbeit an. Und wenn man wächst, wenn man skaliert, wenn man von der Werkbank über das Labor zum Pilotprojekt bis hin zur Serienproduktion geht, kommen auf jeder Ebene größere Probleme auf, die man bewältigen muss. Es ist nicht so, dass man etwas auf dem Labortisch zum Laufen bringt und schon kann man eine Phantastillion davon herstellen. Es ist wahnsinnig schwierig, höhere Stückzahlen von etwas zu produzieren.

Drew Baglino: Ja, aber wenn man es hochskaliert, wird das, was man vorher gesehen hat, zu dem hier. Man kann also die Motivation sehen. Eine zehnfache Reduzierung des Fußabdrucks, eine zehnfache Reduzierung der Energie und eine massive Reduzierung der Investitionen. Aber wie Elon schon sagte: Einfach ist schwer.

Elon Musk: Um das klarzustellen: ich behaupte nicht, dass im Moment alles bereits funktioniert. Es ist nahe dran zu funktionieren. Auch die Pilotanlage ist nur nahe dran, richtig zu funktionieren. Man kann behaupten, dass es wahrscheinlich funktionieren wird, aber nicht mit einer hohen Ausbeute.

Drew Baglino: Ja. Wir sind immer noch dabei, die Macken auszubügeln, aber wir haben Zehntausende von Zellen und Tausende von Kilometern Elektroden hergestellt. Wir sind bei der vierten Generation der Ausrüstung, also haben wir eine Menge auf dem Weg gelernt. Es ist ausgesprochen anspruchsvoll, weil jedes Atom seinen Platz haben muss, wenn man die Energiedichte, die Zykluslebensdauer und die Aufladung liefern will. Aber wir sind zuversichtlich, dass wir das Ziel erreichen werden, jedoch nicht ohne eine Menge Arbeit zu investieren.

Elon Musk: Es gibt einen klaren Weg zum Erfolg und es liegt noch eine Menge Arbeit vor uns. Aber das ist eine grundlegende Verbesserung. Nochmals: Für Leute, die sich mit der Batterieherstellung auskennen, ist das gigantisch. Wir werden wahrscheinlich bei der sechsten oder siebten Maschinenrevision sein, wenn wir in die Großserienproduktion gehen. Die Maschinen werden rasant optimiert. Alle drei bis vier Monate gibt es eine neue Revision.

Drew Baglino: Über die Elektrode hinaus entwickeln wir auch alle anderen Prozessschritte weiter. Lassen Sie uns also ein wenig über die Montage sprechen, die als nächstes ansteht.

Der Schlüssel zu einer leistungsstarken Montagelinie ist die Ausführung von Prozessen in Bewegung, in kontinuierlicher Bewegung. Stellen Sie sich die Linie wie eine Autobahn vor: maximale Geschwindigkeit, kein Start und Stopp, kein Stadtverkehr.

Elon Musk: Genau, keine Stoppschilder und Ampeln, nichts in der Art. Sie wollen den Highway.

Drew Baglino: Sie wollen den Highway. Und zusammen mit unserem internen Konstruktionsteam, das diese Ausstattung entwirft und herstellt, suchen wir gemeinsam nach einem Weg, wie wir die beste Zelle und gleichzeitig die besten Geräte bauen können, um die höchste Stückzahl pro Minute auf all diesen Werkzeugen zu erreichen.

Durch diese Entwicklung haben wir den Punkt erreichen, an dem wir eine Montagelinie mit 20 GWh implementieren konnten, was einer siebenfachen Steigerung der Leistung pro Linie entspricht. Und wenn man über Skalierbarkeit und reinen Aufwand nachdenkt, dann ist eine Linie mit der siebenfachen Leistung einfach eine Vervielfachung des Aufwands.

Elon Musk: Ja. Man könnte die grundlegende Physik einer Fabrik in etwa folgendermaßen betrachten: Es ist der Raketengleichung eigentlich ziemlich ähnlich, wo Abgasgeschwindigkeit und Start- und Endmassen vorliegen. Grundsätzlich geht es um die Verarbeitungsgeschwindigkeit und welcher Prozentsatz des Fabrikvolumens nützliche Arbeit verrichtet. Die Beförderung des Materials zählt nicht als nützliche Arbeit.

Drew Baglino: Nur die wertschöpfenden Schritte.

Elon Musk: Ja. Wenn man die Fabrik in Kubikmeterabschnitte unterteilt – oder kleiner, es könnten auch Ein-Liter-Abschnitte sein – und fagt: „Verrichtet ein Großteil dieses Volumens nützliche Arbeit?“ Sie wären verblüfft, wie schlecht die meisten Fabriken abschneiden. Es wären vielleicht 2 oder 3 %, einschließlich unserer Fabrik in Fremont. Ich denke, es ist möglich, auf mindestens das Zehnfache der volumetrischen Effizienz zu kommen. Eher so um die 30 %, vielleicht auch mehr. Um das zehnfache besser zu sein bedeutet, dass die Fabrik zehnmal kleiner sein kann.

Die andere Sache ist die Durchlaufgeschwindigkeit in der Fabrik. Das ist wie Geschwindigkeit und Dichte. Eine Fabrik, die sich, sagen wir mal, doppelt so schnell bewegt wie eine andere, entspricht im Grunde zwei Fabriken. Und das Unternehmen, das erfolgreich sein wird, ist das Unternehmen, das mit einer Fabrik das erreichen kann, wofür andere Unternehmen zwei oder drei oder vier Fabriken brauchen. Das ist es, was wir hier versuchen zu tun, nämlich zu sagen, okay, wie erreichen wir (1:00:00) mit einer Fabrik das, wofür normalerweise vielleicht fünf oder sogar zehn Fabriken erforderlich wären?

Drew Baglino: Die vertikale Integration mit den Maschinenkonstruktionsteams bei Grohmann und Hibar und anderen ermöglicht es uns, das zu erreichen, weil wir keine dieser Schnittstellenbedingungen zwischen einem Gerät und einem anderen haben. Wir können die gesamte Maschine so konstruieren, dass sie eine einzige Maschine ist, und all diese unnötigen Schritte entfernen.

Elon Musk: Ja. Im Grunde zielt Tesla darauf ab, von allen Unternehmen auf der Erde das beste in der Herstellung zu sein. Das wird langfristig am wichtigsten sein aus Unternehmenssicht und um so schnell wie möglich Nachhaltigkeit zu erreichen, aber auch für die langfristige Wettbewerbsfähigkeit. Irgendwann wird jede Autofirma Elektroautos mit großer Reichweite anbieten. Irgendwann wird jedes Unternehmen autonome Fahrzeuge herstellen. Aber nicht jede Firma wird einen großartigen Herstellungsprozess erreichen. Tesla wird in der Fertigung absolut überragend sein; das ist unser Ziel.

Drew Baglino: Fertigung ist schwer und schwere Probleme zu lösen macht Spaß. Lassen Sie uns jetzt über die Formatierung sprechen. In einer typischen Zellenfabrik macht die Formatierung 25 % der Investition aus. Was ist die Formatierung? Es geht um das Laden und Entladen von Zellen und die Überprüfung der Qualität der Zelle. Wie Sie sich vorstellen können, haben wir Milliarden und Abermilliarden von Zellen in unseren Fahrzeugen geladen und entladen, also wissen wir ein oder zwei Dinge darüber.

Der typische Aufbau ist, dass Sie jede Zelle einzeln laden und entladen. In unserem Auto laden wir Tausende von Zellen auf einmal. Und wir haben unser Prinzip und unsere Leistungselektronik genommen und Powerwall-/Fahrzeugbatterie-Managementsysteme und andere eingesetzt, um die Kosteneffizienz und Dichte der Formatierungssausrüstung drastisch zu verbessern. 86 % weniger Investitionen in die Formatierung, 75 % weniger Platzbedarf.

(zu Elon) Willst du das übernehmen?

Elon Musk: Sicher. Im Wesentlichen bedeutet dies also, basierend auf dem, was wir heute wissen, eine Reduzierung der Investition pro Kilowattstunde um etwa 75 %. Oder Gigawattstunde. Das ist viermal besser als der heutige Stand der Technik, soweit wir wissen. Und es gibt wahrscheinlich sogar noch Platz nach oben.

Drew Baglino: Auf jeden Fall.

Elon Musk: Auf jeden Fall. Ja. Vom Volumenstandpunkt aus betrachtet sind wir in der Lage, mit einer kleineren Fabrik als die Giga Nevada ein Vielfaches der Zellleistung zu bekommen. Im Grunde genommen können wir eine Terawattstunde auf weniger Raum produzieren als zur Zeit für eine Gigawattstunde, Sie wissen schon, 150 GWh, nötig sind. Das ist ziemlich tiefgreifend. Ich hätte das vor einigen Jahren nicht für möglich gehalten, dass wir tatsächlich eine TWh auf weniger Raum erreichen können, als wir derzeit für 150 GWh planen.

Drew Baglino: Ja. „Einfacher“ beschleunigt die TWh-Skalierung. Und das ist es, was wir tun müssen, um unsere Mission zu beschleunigen. Und wie Elon sagte, werden wir versuchen, dies noch zu optimieren, während wir auf unsere Ziele zusteuern, die da wären…

Elon Musk: Ja. Also, hier geht es nur um die interne Zellproduktion bei Tesla. Wie ich bereits getwittert habe, werden wir weiterhin unsere Zelllieferanten nutzen, Panasonic und LG und CATL. Und dies ist eine Ergänzung von 100 GWh zu dem, was wir von den Lieferanten kaufen. Und ja, im Wesentlichen reduziert das unsere gewichteten Durchschnittskosten einer Zelle, aber es erlaubt uns, viel mehr Autos und viel mehr stationäre Speicher herzustellen. Langfristig erwarten wir eine Produktion in der Größenordnung von 3.000 GWh oder 3 TWh pro Jahr. Ich denke, dass wir gute Chancen haben, dies tatsächlich vor 2030 zu erreichen, aber bin auf jeden Fall sehr zuversichtlich, dass wir es bis 2030 schaffen.

Drew Baglino: Wenn man sich die Größe dieser Fabrik auf der vorherigen Seite ansieht, wird deutlich, wie wichtig all diese Fortschritte sind, um das Ziel von 3 TWh bis 2030 zu erreichen.

Und all diese Fertigungsinnovationen sind nicht nur fantastisch, um die Skalierung zu ermöglichen, sondern sie bedeuten auch eine zusätzliche Senkung des Preises pro Kilowattstunde auf der Ebene des Batteriepacks um 18 %.

Elon Musk: Aber warten Sie, da ist noch mehr. (1:04:40)

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