中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：英文單詞“Giga”，是一個(gè)表數(shù)10億的計(jì)量單位，1小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生/消耗10億瓦特電力被稱為1吉瓦時(shí)(GWh)。從特斯拉(Tesla)所打造的全球最大鋰電池工廠的命名——Gigafactory來看，不難窺見其意欲稱霸全球電動(dòng)汽車及鋰電池領(lǐng)域的雄心。
向來熱衷于保密的特斯拉自2014年6月開建Gigafactory以來，一直嚴(yán)格限制媒體的進(jìn)入，對(duì)外公布的信息也十分有限。上周，Gigafactory開始對(duì)其股東和部分媒體陸續(xù)開放，并于7月29日舉行了盛大的開幕儀式。
在建的Gigafactory，將成為全球最大的鋰離子電池工廠
Gigafactory是電動(dòng)汽車制造商特斯拉未來的關(guān)鍵，這家已有13年歷史的公司至今從未實(shí)現(xiàn)過全年盈利目標(biāo)。特斯拉想要借助Gigafactory實(shí)現(xiàn)鋰電池的規(guī)?；a(chǎn)，進(jìn)一步削減電池成本，最終完成自身從豪華車制造商到平價(jià)電動(dòng)汽車、皮卡甚至中型卡車制造商的身份轉(zhuǎn)變。
公司預(yù)計(jì)，2018年該工廠的電池產(chǎn)能將達(dá)35GWh(相當(dāng)于2014年全球電池的產(chǎn)能總和)，如果有必要的話，甚至還能達(dá)成150GWh的產(chǎn)能。紐約市的年均電力需求約為52GWh。至2018年，特斯拉的電池成本將下降逾30%。
Gigafactory里的Model 3汽車
3月底，特斯拉公布了第四款電動(dòng)汽車——Model 3。一周之內(nèi)就有超過32.5萬人預(yù)定并支付了1000美元/輛的訂金。在目睹市場(chǎng)龐大的需求量后，該公司將其原來實(shí)現(xiàn)50萬輛年產(chǎn)量計(jì)劃提前兩年至2018年?？紤]到特斯拉2015年總共僅生產(chǎn)了5萬多輛汽車，這一目標(biāo)可謂雄心勃勃。
左圖為目前只完成14%的Gigafactory;右圖為最終建成圖左圖為目前只完成14%的Gigafactory;右圖為最終建成圖
因有Gigafactory的強(qiáng)大產(chǎn)能撐腰，起價(jià)約為3.5萬美元的Model 3成為了迄今特斯拉最為便宜的車。目前特斯拉已推出的Model S和Model X汽車所使用的蓄電池均為日本制造。然而，特斯拉眼下最為迫切的任務(wù)是要完成其計(jì)劃在明年年底上市的Model 3的生產(chǎn)。
7月新增區(qū)塊顯示圖
雖然目前Gigafactory中已有部分廠區(qū)投產(chǎn)，但這座巨型工廠的建設(shè)進(jìn)度目前只完成了計(jì)劃的14%。因此，特斯拉的CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)決定加快Gigafactory的建設(shè)進(jìn)度，預(yù)計(jì)明年二季度的建設(shè)進(jìn)度將完成31%，全面投產(chǎn)約為2020年。據(jù)最新流出的規(guī)劃建設(shè)圖顯示，7月新建的4個(gè)廠區(qū)將擴(kuò)大工廠規(guī)模至目前的兩倍。
關(guān)于超級(jí)電池工廠Gigafactory，還有很多既有料又有趣的信息。
將成全球第二大建筑物 可抵御地震 外形似鉆石
總耗資50億美元的Gigafactory選址于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州斯托里縣中3200英畝(約合12.95平方公里)的土地上。實(shí)際上，該工廠的最初選址面積僅為1000英畝，2015年6月，特斯拉又買下了1864英畝的毗連地，延伸部分超過126英畝。2020年完建時(shí)，Gigafactory將成為全球第二大建筑物，規(guī)模稍小于位于華盛頓州埃弗雷特市的波音工廠(按體積計(jì)算是全球第一大建筑物)。
據(jù)彭博社消息，特斯拉之所以將選址定于內(nèi)華達(dá)州，部分原因是看中了該州13億美元的稅收優(yōu)惠和免費(fèi)的土地使用權(quán)等優(yōu)惠政策，特斯拉在未來20年內(nèi)將持續(xù)受益于此。
Gigafactory按區(qū)塊依次建設(shè)Gigafactory按區(qū)塊依次建設(shè)
Gigafactory的建造是按照區(qū)塊依次進(jìn)行的，并非同步，因此有些區(qū)塊已率先投產(chǎn)。據(jù)外媒Tech Insider報(bào)道，為抵御地震，該工廠以四種不同的結(jié)構(gòu)建立在四個(gè)獨(dú)立的地基上，僅一個(gè)地基就花費(fèi)了1600萬美元。
與特斯拉的汽車一樣，公眾同樣十分關(guān)心Gigafactory的外形設(shè)計(jì)。“我們將確保它看起來不錯(cuò)，與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。這的確是工廠，但我們也關(guān)心美學(xué)設(shè)計(jì)?！瘪R斯克說，“之所以將外輪廓設(shè)計(jì)成鉆石狀，原因是如果造成盒狀，工程量將更加浩大。因此為了與周邊環(huán)境相融合，我們把它造成了鉆石的形狀?！?
實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng) 僅用可再生能源
特斯拉建設(shè)Gigafactory的初衷就是通過供應(yīng)鏈一體化來實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)?！把巯轮圃鞓I(yè)的運(yùn)輸成本日益增長(zhǎng)，而最為直接有效的方法就是把工廠全部建造在一個(gè)地方?！瘪R斯克說。
裝滿原材料的軌道車將從礦山駛進(jìn)Gigafactory，再滿載著電池駛出
Gigafactory內(nèi)部將設(shè)有與外部相連接的軌道，軌道電車將從原材料地出發(fā)，將原料運(yùn)入工廠內(nèi)進(jìn)行加工，與此前的對(duì)外加工或采購不同，特斯拉這次將電池制造所有流程都集中在工廠內(nèi)部。
據(jù)外媒報(bào)道，在Gigafactory中，日本松下公司負(fù)責(zé)制作電池的電芯，特斯拉負(fù)責(zé)進(jìn)一步組裝電池模組和電池包?！拔覀兊墓こ剃?duì)伍與松下公司的緊密合作，顯著提高了電池的生產(chǎn)效率。目前我們的效率很可能已接近全球最好的電池工廠的3倍?！瘪R斯克說。最后，再由軌道電車將電池成品運(yùn)出工廠，以此形成閉合的一體化供應(yīng)鏈?！斑@是史無前例的，至少在電池領(lǐng)域是這樣。”馬斯克說。
此外，回收和能源自供應(yīng)也是特斯拉實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的重要組成部分。
Gigafactory將配置最先進(jìn)的循環(huán)系統(tǒng)，所有的舊電池組都可回收。為實(shí)現(xiàn)能源的自供應(yīng)，該工廠的屋頂和周圍山頂都鋪設(shè)上了太陽能面板，未被消耗的電能將被儲(chǔ)存，以供在沒有光照的時(shí)候使用。除了太陽能，地?zé)崮芎惋L(fēng)能也在應(yīng)用范圍之內(nèi)。
闊綽的合作伙伴及其神秘的制造機(jī)器
日本消費(fèi)電子產(chǎn)品廠商松下公司(Panasonic)是特斯拉在Gigafactory項(xiàng)目上的戰(zhàn)略合作伙伴。近日，松下宣布將發(fā)行價(jià)值4000億日元(約合39.08億美元)的企業(yè)債券，發(fā)行債券所得的部分資金將被用于投資Gigafactory。此前，松下已為該工廠投資了16億美元。
馬斯克稱，松下布置在Gigafactory內(nèi)的制造機(jī)器令人印象深刻。工廠未來的電池輸出速度“將比機(jī)槍射出的子彈速度還快”。
上周的開放日，Gigafactory內(nèi)的重要機(jī)器設(shè)備屬于最高機(jī)密，幾乎都被蓋上了防水布，且不允許拍照。但仍有受邀者曝光了一些尚未公布的松下制造機(jī)器的照片。其中，就有馬斯克的母親Maye Musk。
松下的電芯制造機(jī)松下的電芯制造機(jī)
松下的負(fù)極壓力機(jī)松下的負(fù)極壓力機(jī)
據(jù)外媒消息，這些新機(jī)器為Model 3汽車打造出了全新的蓄電池，21700型號(hào)，直徑為21mm，高為70mm。此前特斯拉Model S和Model X所使用的電池是18650型號(hào)，直徑18mm，高65mm。
21700號(hào)電池
馬斯克表示，一旦21700號(hào)電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，Model S、Model X 和Powerwall上的電池都有可能被更換。
“機(jī)器人造機(jī)器” 工廠高度自動(dòng)化
無論在什么場(chǎng)合，機(jī)器人永遠(yuǎn)都是最?yuàn)Z人眼球的存在。特斯拉計(jì)劃在Gigafactory全面投產(chǎn)時(shí)雇傭逾10000人，而這一目標(biāo)需要自動(dòng)化來助力完成。
特斯拉聘請(qǐng)了埃里克·克里斯坦森(Eric Christensen)來管理自動(dòng)化，他曾在芯片制造商AMD公司從事制造業(yè)自動(dòng)化工作，已有逾20年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)?？死锼固股饕?fù)責(zé)工廠內(nèi)整體設(shè)備布局和物料流程，其中均有機(jī)器人參與。目前看來，工廠內(nèi)協(xié)助工人制造機(jī)器的機(jī)器人大致有3種。
“Adept Lynx”，可負(fù)荷60kg的重量，工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)19個(gè)小時(shí)，還可自主安排充電
首先是最為常見的自動(dòng)引導(dǎo)車(AGV)，它們依靠地面磁鐵或?qū)Ш叫艠?biāo)來移動(dòng)或改變路徑。特斯拉開發(fā)出了重載版本。
其次，就是用于材料運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)駕駛智能車(AIV)。Gigafactory所使用的AIVs由美國(guó)專業(yè)從事工業(yè)自動(dòng)化的高科技生產(chǎn)企業(yè)Adept Technology公司制造，名為“Adept Lynx”，可負(fù)荷60kg的重量，工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)19個(gè)小時(shí)，還可自主安排充電。
與AGV或其他機(jī)器人不同的是，AIV不需要被固定在某個(gè)位置，或遵循地面的磁鐵或?qū)Ш叫艠?biāo)來移動(dòng)。它只需使用數(shù)字地圖就能夠自由自主地穿梭于工廠，檢測(cè)傳感器保證其安全地避開人類和障礙物。有趣的是，特斯拉還把其中一個(gè)AIVs改造成了《星球大戰(zhàn)》里R2-D2的樣子。
M-900iB機(jī)械臂M-900iB機(jī)械臂
Gigafactory所使用的、目前已知的最后一種機(jī)器人是重載機(jī)械臂，特斯拉已在其弗里蒙特工廠中廣泛使用。不同于弗里蒙特工廠中的庫卡機(jī)械臂，Gigafactory選擇了發(fā)那科機(jī)械臂——M-900iB。一個(gè)機(jī)械臂系列可有效負(fù)荷700公斤，單個(gè)機(jī)械臂可負(fù)荷360公斤。
最后，還要一點(diǎn)要告知諸位。實(shí)際上，特斯拉位于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的Gigafactory的準(zhǔn)確名稱應(yīng)為“Gigafactory 1”。沒錯(cuò)，這只是第一家超級(jí)電池工廠。馬斯克表示，未來將在特斯拉汽車銷售區(qū)域或有消費(fèi)能力的區(qū)域，如歐洲、中國(guó)、印度等地區(qū)建造更多的Gigafactory。
