Tesla před lety vyřešila problém s dojezdem svých aut. Řešení dala k ledu

Byla to show, jaká se od „titána moderního průmyslu“ očekává. Před plným hledištěm na pódium za Elonem Muskem přijel zbrusu nový vůz typu Model S, který najel mezi dvě kolejnice. Z prostoru pod vozem se vysunulo zařízení, které má být zčásti obměněnou částí výrobní linky Tesly, a odmontovalo spodní několikametrový kryt.

Pod ním se nacházela několik metrů dlouhá sada baterií, která zmizela v prostoru pod autem. Na jeho místě se brzy objevila nová sada, kterou systém k autu rychle upevnil. A to mohlo odjet s novou baterií. Postup byl předveden dokonce dvakrát, a trval v obou případech kolem 90 sekund (93 u prvního, 96 u druhého). Řidič přitom ani nemusel vystoupit z vozu.

Psal se červen 2013 a Elon Musk ze svého pódia vysvětloval, že jeho společnost právě vyřešila problém strachu řidičů z nízkého dojezdu.

Linky na výměnu baterií měly být podle tehdejší vize Tesly běžnou součástí jejích dobíjecích stanic. Na těch si dnes mohou majitelé některých modelů Tesla S dobíjet baterie zdarma v rychlonabíjecích stanicích. Ty během půlhodiny doplní baterie na minimálně 85 procent kapacity, což by dnes bylo cca kolem 300 kilometrů, tehdy spíše kolem 200 kilometrů.

Výměna baterií neměla být zadarmo, mělo se jednat o placenou službu navíc. „Chceme, abyste si mohli vybrat mezi rychlostí a neplacením,“ řekl při představení technologie šéf Tesly Elon Musk. Podle Tesly měl zákazník zaplatit za výměnu baterií zhruba tolik jako za plnou nádrž. Cena pohonných hmot je přitom v USA zhruba o třetinu nižší než v Česku (pro jednoduchost si můžete říci 20 korun za litr). To není žádné cenové terno, ale pro někoho, kdo si v roce 2013 mohl dovolit Teslu, a musí nutně vyměnit, nešlo o zásadní problém.

Nadšení pro tuto myšlenku kalifornské firmě ovšem dlouho nevydrželo. Z dvou set majitelů Modelu S, které vyzval, aby si službu vyzkoušeli, o ni projevilo zájem jen pět. „Je zjevné, že to není příliš populární,“ řekl Musk na setkání akcionářů své společnosti v roce 2015, když přišla řeč na ukončení vývoje a zkoušek programu.

Nikdo z akcionářů a komentátorů, kteří jinak Tesle mluví do řady věcí, tehdy s tímto rozhodnutím příliš nepolemizoval. Všichni totiž měli v paměti největší bankrot v dosavadních dějinách elektromobility.

V roce 2007 zrozená společnost Better Place (doslova „lepší místo“) se zdála být předurčena k úspěchu. Od samého začátku se těšila zájmu fanoušků, novinářů, a především investorů. Za krátkou dobu od nich sehnala neuvěřitelných 850 milionů dolarů. Hodně za to vděčila charismatickému zakladateli Šaji Agassimu, bývalému vrcholnému manažerovi softwarového giganta SAP, který se v některých ohledech dosti podobal Muskovi. Snad s tím rozdílem, že toho nasliboval ještě více.

Firma přišla s jednoduchým nápadem – prodávat samotné elektromobily bez baterií. Ty tehdy tvořily většinu ceny vozu (dnes jsou nejdražší jednotlivý díl, ale představují v průměru méně než polovinu ceny).

Bez baterií měl být elektromobily už tehdy poměrně jednoduché, a tedy levné. Systém pronájmu baterií měl tedy šetřit zákazníkovi vstupní náklady, umožnit rychlejší výměnu baterií za novější a výkonnější modely a paradoxně výrazně zrychlit jejich dobíjení.

Vůz si zákazníci mohli dobíjet doma ve stanici, kterou mu Better Place nainstaloval. Ovšem na cestách „doplnění paliva“ probíhalo rychlou výměnou baterie u speciálních stanic společnosti. Zážitek byl prý podobný návštěvě myčky – vůz najel do „tunelu“, ve kterém systém zvládl nejdéle do pěti minut (a většinou rychleji) vyměnit baterii v zákazníkově autě, aniž ten z vozu vůbec vystoupil. Což bylo asi jedině dobře, protože jinak byl dojezd velmi neuspokojivých zhruba 150 kilometrů.

Zájemci si mohl vybrat jediný vůz, elektrifikovaný Renault Fluence, což je rodinný sedan, který nikoho neuchvátí. V Izraeli, na který se firma nakonec soustředila nejvíce, se samotné auto prodávalo v přepočtu zhruba za 800 tisíc korun. K tomu si zákazník platil balíček služeb, který zahrnoval i výměnu baterií. Nejlevnější vyšel měsíčně na zhruba 7300 korun, ovšem s maximálním nájezdem do 20 tisíc kilometrů ročně.

Firma měla velké plány a chtěla odstartovat na několika trzích najednou, od Izraele a Dánska po USA a Austrálii. V Izraeli, který byl nakonec jejím hlavním trhem, postavila 37 výměnných stanic a prodala celkem pouze necelou tisícovku vozů, z toho zhruba 150 zaměstnancům.

Byť uživatelé byli v podstatě spokojeni, provoz společnosti byl neudržitelný. V květnu 2013, jen několik týdnů před Muskovou demonstrací, kterou jsme článek začali, vyhlásila Better Place bankrot.

Co za ním bylo? Především ohromné náklady na zřízení systému. Jedna výměnná stanice Better Place měla stát zhruba půl milionu dolarů, ve skutečnosti se ovšem náklady podle údajů firmy vyšplhaly na dva miliony dolarů, tedy kolem 50 milionů korun. To ze svých skromných prodejů nemohla společnost pokrýt. Nestačilo ani to, že měla dost kapitálu do začátku. I když tedy z technického i uživatelského hlediska se zdá být všechno v pořádku, investoři a zřejmě i společnost sama podcenili náročnost vstupní investice.

Firma pracovala zcela bez státní podpory, protože Izrael žádné dotace na elektromobilitu v dané době neměl a nepodpořil ji ani žádnou půjčkou či přímou dotací. Ekonomické výsledky tedy byly objektivním ukazatelem kvality konceptu a připravenosti trhu v dané době. Najdou se ale optimisté, kteří si myslí, že dnes už je situace jiná.

Štafetový kolík po Tesle i „lepší firmě“ se nyní pokouší zvednout ze země jiní: v první řadě americká společnost Ample. Založen byla v roce 2014, veřejnosti se však podrobněji představil až letos v březnu.

Mezitím ovšem přilákala zajímavé investory, například Shell. A během letošního roku pak oznámil Ample dvě partnerství s japonskou energetickou společností Eneos a firmou Sally, newyorskou společností pro pronájem elektromobilů pro spolujízdu, taxislužbu a dodávky na poslední míli.

Hlavně to druhé ilustruje deklarovaný cíl firmy, která na rozdíl od Better Place nemíří na běžného zákazníka. Systém má být určen především pro komerční flotily a taxislužby.

Taková vozidla jezdí každý den stejný počet hodin. Pokud je těch hodin více, nemusí mít dost energie na celý den, takže potřebují buď rychlé nabíjení (což stále zahrnuje 30minutové prostoje), nebo superrychlé nabíjení (které ještě prakticky dostupné není), nebo výměnu baterie.

To platí i pro nákladní automobily, které spotřebují při provozu mnohem více energie než vozy osobní, a proto je méně pravděpodobné, že budou jezdit celý den na jedno nabití. Podobné firemní vozy navíc jezdí v nějaké dané oblasti, často se vracejí na základnu a majitel si je kupuje pro jasně určenou roli.

Naproti tomu soukromí majitelé automobilů chtějí obvykle jezdit a nabíjet pokud možno všude a velmi často prakticky vůbec nepotřebují nabíjet během dne. Takoví řidiči prostě nabíjejí každý večer doma. Nabíjení je nestojí vůbec žádný čas, protože ho zaspí.

Elektromobily tak rozhodně dnes nejsou pro každého, ale ti, kdo si je pořídí, mají otázku dojezdu v drtivé většina případů předem rozmyšlenou a vyřešenou. Což mimochodem vede některé komentátory k názoru, že snaha nabízet výměnu baterií soukromníkům je „neandrtálské myšlení“ – tedy k nezdaru odsouzený pokus aplikovat na jednu technologii postupy zažité z používání jiné technologie.

Technologie by si ale mohla najít svoji „niku“, tedy určitý segment, ve kterém by se jí mohlo dařit. Mohly by to být zmíněné flotilové vozy, nebo něco jiného. Zajímavým trhem pro Ample by mohly představovat například dálkové kamiony. Elektrické nákladní vozy jsou dnes nepraktické, protože hmotnost baterií nutných k dosažení vyššího dojezdu je prostě příliš veliká. Možnost výměny baterií by tady skutečně mohla pomoci vyřešit reálný technologický problém.

Nová firma se chce poučit z minulosti i přímo v použitých technologiích. Systém výměny baterií Ample by měl být relativně levný a flexibilní.

Na rozdíl od společnosti Better Place, která stavěla drahé bateriové stanice s jámou, přes kterou auto přejíždělo, instaluje Ample stanici do prostoru o šířce dvou parkovacích míst. Auto vjede do připraveného prostoru, hydraulický systém ho zvedne a do práce se dají roboty. Ty z vozu vyjmou standardizované moduly o kapacitě 2,5 kWh a nahradí je nabitými.

Ample uvádí, že výměna 20 modulů (kapacita 50 kWh), které by měly stačit na nějakých 250 kilometrů podle typu vozidla a jízdy, zabere asi 10 minut. Firma také slibuje, že za rok to bude pět minut. To je sice několikrát déle, než kolik zabere rychlé tankování, ale nemusí jít o zásadní problém. Řidiči obvykle stejně potřebují či si chtějí pár minut odpočinout. Pokud nemusí u stanice trávit dlouhé desítky minut, je to úspěch.

Ample uvádí, že jeho výměnné stanice jsou levné. Podle jeho údajů vyjdou na desetinu až třetinu ceny vysoce výkonné stejnosměrné rychlonabíjecí stanice. U které, dodejme, se ovšem zmíněných 50 kWh obvykle nabije spíše za 30 minut, než za pět nebo deset. (Výkon se také v průběhu nabíjení mění podle toho, jak „plná“ baterie je.)

Stanice Ample mají určitě ekonomickou výhodu v tom, že nepotřebují vysoké špičkové výkony. Mohou výměnné baterie dobíjet pomaleji, a tak nemusí platit distribuční firmě, aby jim tento vysoký výkon garantovala. Pomalejší nabíjení menšími výkony vyjde v tomto ohledu výrazně levněji. A stanice by zřejmě také mohly často dobíjet v dobách, kdy je energie levnější.

Pomalé nabíjení také méně poškozuje baterie. Články dobíjené pomalejším tempem by měly mít delší životnost. Společnost Ample bude svým zákazníkům slibovat, že jejich celkové náklady na baterie a energii budou menší než náklady na benzin. Což možná zní jako poměrně nízká laťka, ale vzhledem k tomu, že elektromobily jsou stále relativně mladou technologií, to není tak špatné.

Společnost Ample předpokládá, že provozovatelé flotil na nabídku „stejně rychlého tankování jako u benzinu, ale levnější a ekologičtější a se všemi dalšími výhodami elektromobilů“ uslyší.

Ample také nabízí, že by mohl pomoci vyřešit problém, který vás už možná napadl: co bude se všemi těmi bateriemi, které zrovna žádný vůz nepotřebuje. Jak jsme již řekl, baterie jsou velmi drahé a také vyžadují nějakou údržbu. Provozovatel výměnných stanic tedy musí mít spoustu baterií, které jen tak ve skladu čekají na svou příležitost. To jsou peníze, které doslova leží ladem.

Ample proto navrhuje, že přebytečnou kapacitu ve stanicích by také mělo být možné využít jako síťové úložiště. Jinak řečeno, sloužily by energetikům. Spotřeba flotil bývá poměrně dobře předvídatelná, což by údajně mělo umožnit volnou kapacitu dobře využívat pro energetické účely. Samozřejmě, pokud to legislativa a provozovatel sítě v dané lokalitě umožní, třeba v Česku by to zatím nešlo.

Klíčová budou také vyjednávání s výrobci. Stanice nedokáže nikdy vyměnit baterii, která to neumožní. Výrobci elektromobilů dnes mají potíže shodnout se na dobíjecím standardu. Všeobecná dohoda na specifikacích pro výměnné baterie by byla přitom ještě komplikovanější.

Těžko si představit, že by tedy přijaly obecný standard pro všechny své vozy. Zvláště, kdy baterie bývá integrální součástí konstrukce vozu, třeba kvůli úspoře hmotnosti či zvýšení odolnosti. Asi je možné si představit, že by nabízely tuto možnost u určitých typů či variant pro flotilové zákazníky.

Ample v každém případě uvádí, že uzavřel partnerství s pěti významnými dodavateli pro automobilový průmysl, kteří by jejich speciální modulární baterie mohli používat. V jakém rozsahu, to už neříká. Na firemních videích se objevují Mercedes, Nissan Leaf a Kia Niro.

Žádná z těchto automobilek zatím nikde neuvedla, že by své vozy, nebo alespoň část svých vozů chystala vybavovat modulárními články, o kterých Ample mluví. Na druhou stranu, k jisté standardizaci v oboru může dojít díky tlaku z Asie.

Zatím nejagresivněji totiž koncept výměnných baterií prosazují čínští výrobci. Od 1. listopadu 2021 by v zemi měl platit první technický standard na světě pro tento typ vozidel. Některé společnosti už také vozy s výměnnými bateriemi zákazníkům nabízejí. Příkladem je u nás prakticky neznámá společnost NIO.

Ta loni na podzim spustila program „Baterie jako služba“: Představte si to jako koupi auta s nápisem „Balení neobsahuje baterie“. Majitelé díky tomu ušetří zhruba čtvrt milionu korun z ceny vozu. Na oplátku majitelé platí zhruba 3 500 korun měsíčně za pronájem 70 kWh akumulátoru, který si mohou šestkrát měsíčně vyměnit. V dubnu společnost Nio prohlásila, že na svých stanicích Power Swap provedla celkem dva miliony výměn, přičemž uživatelé získali v průměru při každé výměně 200 kilometrů dojezdu.

Vozy s výměnnými bateriemi dokonce mají na čínském trhu také dotační výhodu. Vztahují se na ně totiž i nadále daňové úlevy, které na vozy „pevnými“ bateriemi už uplatnit nelze.

A proč země výměnu baterií podporuje? Zástupci čínského státu uvádějí úplně stejné důvody, jaké zaznívaly během éry vzestupu Better Place. Zákazníka nevyjde koupě elektromobilu bez baterie tak draho. Výměna baterie je stejně rychlá či rychlejší než tankování. Baterie lze ve stanici nabíjet s menším zatížením sítě (často mimo špičku) a šetrněji, takže déle vydrží.

Čínský stát má proti start-upům tu výhodu, že může zákazníky přesvědčovat mnohem účinněji pobídkami a dotacemi. Uvidíme, jestli čínská komunistická strana uspěje tam, kde jiní architekti „lepších světů“ pohořeli.

Aktualizace: Do článku jsme přidali video.