Elektromagnetismens triumf over termodynamikken. Smak litt på den.
Det skjedde nå.
Forbrenning er en av menneskehetens to viktigste metoder for å utvinne og transportere energi. Å forstå hvordan man utnytter forbrenning var uten tvil den viktigste teknologiske revolusjonen i menneskehetens historie. Energien fra kullfyrte dampmaskiner, og senere fra oljedrevne forbrenningsmotorer, var det som muliggjorde mekanisert landbruk, moderne industri, jernbanetransport, biler, lastebiler, moderne skipsfart, motorisert flyvning og det meste som løftet menneskeheten opp av den absolutte armoden vi startet i.
Elektrisitet og forbrenning komplementerer hverandre – for eksempel når man brenner kull for å koke vann for å drive en turbin som driver en generator som lager elektrisitet. Og selvfølgelig er begge avhengige av en form for kjemisk potensiell energi – en bensintank, et batteri, etc. – for å transportere lagret energi fra ett sted til et annet.
Men til syvende og sist er dette to svært forskjellige måter å overføre energi på. Forbrenning skjer i en uorganisert strøm, der raske kjemiske reaksjoner frigjør varme på en ukontrollert måte. Elektrisitet er en langt mer behersket og kontrollert prosess, der elektroner bevisst skyves gjennom ledninger og andre ledende materialer. For å forstå forbrenning, må man forstå fysikken bak tilfeldig bevegelse; for å forstå elektrisitet, trenger man den mer presise fysikken om hvordan elektromagnetiske felter bevarer ladede partikler.
Ofte oppnår elektrisitet og forbrenning to forskjellige formål. Forbrenning, som frigjør energi svært raskt og baserer seg på svært kompakte energilagringsmedium (f.eks. bensin), har lenge gitt det nødvendige «kraftskubet» for å drive kjøretøyer. Men elektrisitet, med sin evne til finjustert kontroll, er det vi bruker for å drive datamaskiner, radioer og andre elektroniske instrumenter. Og fordi det er mer effektivt å skyve elektroner i en pen og ordnet linje enn å frigjøre energi som varme, er elektrisitet bedre for noen formål, som for eksempel å lyse opp husene våre.
Så i et og et halvt århundre har forbrenning og elektrisitet stort sett eksistert side om side. Det ene tilbød styrke og bærbarhet; det andre, presisjon.
Som et resultat begynner vi å se at elektrisitet blir konkurransedyktig i mange av de anvendelsene hvor forbrenning tidligere vant enkelt i flere tiår.
Solenergi tar over for forbrenning av fossile brensel i akselererende tempo. Batterier erstatter forbrenningsmotorer i biler, også i akselererende tempo. Batteridrevne droner blir raskt mye viktigere i krigføring. Varmepumper forbedres til det punktet hvor de er i stand til å utfordre forbrenningsbasert oppvarming. Batteridrevne komfyrer, ovner, tørketromler og andre apparater vil være både kraftigere og billigere enn sine gassbrennende motstykker.
Jeg tror folk fortsatt ikke forstår hvor banebrytende denne begivenheten er. Antall grunnleggende fysiske prosesser som kan utnyttes i vårt univers er svært begrenset. Bortsett fra elektrisitet og forbrenning, har menneskeheten egentlig svært få muligheter for å manipulere den fysiske verden.
Så når en av disse grunnleggende kontrollmetodene plutselig blir mye, mye bedre, i den grad at den begynner å fortrenge den andre, er det en virkelig stor hendelse.
Kort fortalt ble verdens utviklede demokratier, inkludert både deres selskaper og statlige institusjoner, bygget for en verden delt mellom forbrenning og elektrisitet. Nå som elektrisitet tar overhånd på flere og flere måter, har verdens gamle makter blitt destabilisert. Kina er elektrisitetens land – landet til elektromotoren, batteriet, solcellepanelet og dronen. Det er vanskelig ikke å se dette som en vinnende teknologisk plattform. Xi Jinpings liste over fremtidens nøkkelteknologier kan høres lang og ufokusert ut, men i praksis handler mye av den rett og slett om elektrisitet.
USA og andre utviklede land vil ikke følge denne tilnærmingen og vil holde fast i stadig mer foreldede forbrenningsbaserte tilnærminger. Jeg er ikke sikker på at de vil innse hvor omfattende og gjennomgripende dette skiftet er, eller hvor lite sannsynlig det er at det vil bli reversert. Elektrisitetens oppgang fra å være et «tilbehør til forbrenning» til å bli «det nesten universelle mediet for energiproduksjon, lagring, overføring og utvinning» er en av vår tids viktigste teknologiske endringer.
Som Clay Christensen skrev, har store selskaper ofte vanskelig for å tilpasse seg oppkomsten av billigere nyteknologier som undergraver deres etablerte forretningsmodeller, noe som lar nykommere forstyrre dem. BYD og andre kinesiske EV-produsenter er definitivt i ferd med å forstyrre etablerte aktører som Toyota, Volkswagen og Ford, som beveger seg bort fra ICE-teknologi langt saktere enn sine kinesiske rivaler (eller prøver å eksperimentere med blindgyder som hydrogenbiler). I mellomtiden kan USAs luftforsvar klamre seg til sin tradisjonelle styrke innen store, raske jetfly, mens Kina blir konge over allsidige droner i lav høyde.
Den elektro-industrielle stakken endrer hvordan vi bygger og driver maskiner… Elektrifiserte systemer, bygget på batterier, kraftelektronikk og motorer med høyt dreiemoment, er mer effektive, mer presise og mer responsive overfor programvare. De kan testes i simulering, oppdateres trådløst og forbedres kontinuerlig når telemetri føres tilbake til designet… Med andre ord, med den elektro-industrielle stakken, begynner fysiske maskiner å oppføre seg som programvare.
Vi bør ikke sikte på å bygge en «norsk BYD», men vi må gjøre hva vi kan gjennom å finne vår rolle eller roller i et slikt økosystem av integrerte leverandører og OEM-er. Vi har gjort det før.
Konkret. Hvor starter vi?
Tilgang: Å ha eksisterende innenlandske leverandører i oppstrømsindustrier kan gjøre det enklere å skaffe deler og samarbeide direkte med leverandører for å tilpasse spesifikasjoner etter bransjens behov.
Etterspørsel: Å ha en eksisterende base av innenlandske kjøpere i nedstrømsindustrier kan gi en klar kilde til markedsetterspørsel og industriinntekter. Hvis nedstrømsspillere er uvillige til å kjøpe innenlandsk, kan de presses til det gjennom politiske tiltak, som toll på utenlandske leverandører og krav om lokalt innhold.
Teknologi: Teknisk kunnskap og produksjonskompetanse kan være nyttig på tvers av bransjer. Investeringer i FoU og produksjonsteknikker i én industri kan gi avkastning i andre relaterte bransjer. For eksempel er kunnskap om polysilikonproduksjon nyttig for fotovoltaiske celler og halvlederchipproduksjon. Å kunne lage omformere er nyttig for sol, elbiler, jernbane og telekomutstyr.
Skala: Hvis du har et produkt som er en innsatsfaktor for flere bransjer, så vil tilstedeværelsen av alle disse bransjene innenlands muliggjøre større stordriftsfordeler for det produktet. For eksempel kan Kinas litiumbatteriindustri nyte enda større stordriftsfordeler ved å levere til Kinas forbrukerelektronikk-, elbil- og energilagringsindustrier.
Kinesiske elbiler: bygger på overlappende industrier
Kinas suksess med sin elbilindustri i dag er i virkeligheten resultatet av Kinas styrke i en rekke overlappende industrier, hvorav noen «vokste opp» sammen med Kinas elbilindustri. Bakside av denne medaljen er like viktig. Kinas fokus på sin elbilindustri handler ikke bare om å selge biler. Det handler om å bruke en viktig industriknutepunkt for å fremme fremgang på tvers av et helt nettverk av tilknyttede industrier – på samme måte som jernbaner historisk ble sett på som drivkrefter for bredere industriell utvikling.
Litiumbatterier: Kinas eksisterende styrke i å produsere litiumbatterier i stor skala til forbrukerelektronikk, som datamaskiner og smarttelefoner, ga kinesiske batteriprodusenter som CATL og BYD en fordel i senere utvikling av elbilbatterier.
Smarttelefoner og forbrukerelektronikk: I tillegg til litiumbatterier, ga Kinas smarttelefon- og bredere forbrukerelektronikkindustri kinesiske elbilprodusenter tilgang til leverandører og kunnskap om produksjon av berøringsskjermer, elektroniske styringssystemer og annen relatert elektronisk maskinvare. Xiaomi er det mest direkte eksemplet på en smarttelefon- og smart-hjemmeapparatprodusent som raskt har omsatt sin forbrukerelektronikk-kompetanse til suksess i elbilbransjen.
Tradisjonell bilindustri: Siden slutten av 2000-tallet har Kina hatt verdens største tradisjonelle bilindustri, inkludert produksjon av bildeler. Dette ga kinesiske elbilprodusenter et eksisterende leverandørøkosystem for alt fra bremse- og klimaanleggssystemer til bilseter og speil.
Industrielle råvarer: Som verdens største produsent av stål, aluminium, petrokjemiske produkter og andre industrielle råvarer, har Kina mange innenlandske selskaper som kan levere disse innsatsfaktorene til elbilindustrien.
Elektriske motorer:
Kinas elbilindustri har dratt nytte av Kinas eksisterende industrielle kunnskap om AC-motorer, servomotorer og omformere. Tidlige AC-motorer og motorstyringsenheter for kinesiske elbiler ble laget av innenlandske selskaper som Shenzhen-baserte Inovance (også kjent som «Lille Huawei», grunnlagt av tidligere Huawei-ingeniører), Shanghai-baserte Edrive, Beijing-baserte JJE (leverandør til Xpeng) og Hefei-baserte JEE. United Automotive Electronic Systems (UAES), et joint venture med Bosch opprinnelig etablert i Shanghai på 1990-tallet, har også spilt en nøkkelrolle som leverandør av motorer og motorstyringsenheter.
Lidar og andre sensorer: Kinesiske sensorselskaper som Hesai, Robosense og til og med DJIs Livox leverer lidar, radar, kameraer og andre sensorer, samt sensorfusionssystemer for å integrere og behandle alle disse dataene, som gjør at kinesiske elbiler kan ha avanserte førerassistansesystemer.
Industrirobotter og automatisering: Kinas langvarige erfaring med bruk av industrirobotter, spesielt i sin tradisjonelle bilindustri, gir kinesiske elbilprodusenter en eksisterende kunnskapsbase for bruk av lignende industrirobotter til elbilproduksjon. Kina var tidligere avhengige av utenlandske robotprodusenter som ABB og Fanuc, men bruker i økende grad innenlandske robotprodusenter som Inovance og Shenyang-baserte Siasun. Disse kinesiske industriautomasjonsselskapene leverer også robotløsninger til Kinas skipsbygnings-, sol-, vind-, elektronikk-, mat-, medisinsk-, tekstil- og kjemiske industrier, for å nevne noen få.
There are only really three pillars to anything around us, as far as consumable goods. We’ve got energy, intelligence, and dexterity.
America (and Europe?) is, implicitly or explicitly, making a bet that whoever wins intelligence, in the form of AI, wins the future.
Kilder
https://www.noahpinion.blog/p/the-triumph-of-electromagnetism-over
https://worksinprogress.co/issue/making-energy-too-cheap-to-meter