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Elon Musk的第一道題:電動飛機

By on January 27, 2016

本文作者梁浩輝 Kevin Leung, 牛津大學MBA畢業,本地創業者,正籌建跨國科技轉移的平台。

airbus 27jan

Airbus E-Fan

Elon Musk來港論創業,給了三道題給創業者。分別是電動飛機,基因技術對抗疾病,和人腦與電腦介面。

今日先講一下「電動飛機」。電動飛機可以有很多定義:

  1. 廣州的無人機公司億航,剛在CES展示了一台可載人的四旋翼飛行器的原型(一個成功的PR,但也惹得一大堆安全性的批評)
  2. Facebook有太陽能電動飛機,雙翼比737還寬,可以連續飛3個月,為第三世界提供免費的上網服務。
  3. 玩具反斗城也有一千幾百的電動飛機(玩具)。

根據Musk的過往訪問,他心目中的電動飛機,目標客戶是航空公司,可載大量乘客。去年Airbus推出了一部可載兩人的電動飛機e-fan,成功飛過英倫海峽。看起來,不是把這台飛機放大,就可以變成客機嗎?

這台e-fan電動飛機,大概是一個飛行鋰離子電池,即全機身所有空位也佈滿鋰電,才可以連續飛25分鐘。鋰離子電池Lithium ion的能量密度,只有飛機燃油的50分之一,如果把波音787的油缸,加上引擎效能考慮,換成同樣的能量的鋰離子電池,光是電池的重量會達到1600噸,是飛機本身最高起飛重量的6-7倍,電池成本最少6億美元, 是787飛機售價的2倍以上。所以電動客機要實現的話,首要是減輕飛機整體的重量。

第一個方法,是減低機身(不包括電池)的重量,其實現在的客機,已經用上50-70%的輕身複合材料。當然是有方法可以再減,就如飛機的外殼,因為怕閃電擊中,而不能用碳纖維,如果換上石墨烯,不單可以更輕,更堅固,還可以導電。粗略估算, 以石墨烯作為機身材料,可以減低整機重量的一半。

雖然石墨烯發現至今已超過十年,但仍然未見有什麼重要的應用,價格更貴得可比黃金。去年習近平訪英,參觀過曼城的石墨烯研發基地,回國後要大力扶持,以過去國家扶持LED和太陽能電板的經驗,十年後,說不定石墨烯真的會變成白菜價,但這是五至十年後的事。而且機身重量減一半,也只省了幾十吨的重量,和一千多吨的電池比,是微不足道。

第二個方法,是用更高能量密度的電池,劍橋大學去年在Lithium Air鋰空氣電池有重大的突破,鋰空氣電池理論上能量密度, 是鋰離子電池的十倍。可惜鋰空氣電池的產品成熟度,比石墨烯還要低很多,超樂觀估計,商業化也要10-20年。

第三個方法,就是用更有效的電動引擎。有人提出有超導體引擎,輸出的功率能提升3倍以上。但超導體有一個嚴重的難題,就算所謂的高溫超導體,也得在零下幾十度才可以運作,萬一溫度上升了,整個引擎就會失靈,所以世界上投入超導體引擎的研法資金,少得可憐,和以上兩者相比,更是皮毛。高溫超導體的研發,都已經超過三十年,說不定未來三十年,也是停留在實驗室內。

到最後,假設以上都能實現,視乎航距,一台和787類似的電動飛機,單次充電可能要2.5至13萬度電,即100-500個Tesla SuperCharger,才可於2小時內為一台飛機充電,為下一個旅程起飛,香港機場每小時有60班機起飛,算起來,甚至需要多一個南丫島發電站,才可提供充夠的電力為飛機充電。

我們創業的,要做 minimum viable product (MVP), 並盡量減少變數,比如我要做的產品,要三個變數V1,V2,V3都達成才可成功,而每個變數都只有百份之十可行性的話,你的產品成功率只有0.1%。以上的幾個變數,成功機率甚是連百份一都沒有。

P =  V1  X  V2  X  V3 = 0.1 x 0.1 X 0.1 = 0.001

Elon Musk在創立Tesla和SpaceX時,是承擔了極多的技術風險。但回想過來,電動車和可回收火箭,大多數都是硬件設計和軟件上的改量,在新材料上的突破,是少之又少,因為新材料的研發,極不可控。相信亦是這個原因,當年他沒有去做電動飛機,而是做電動車; 沒有建太空電梯,而去做火箭。

做載人電動客機,是國家級的投資。作為創業者,還是去做無人機,說不定香港會做出第二個DJI。無人機市場空間還很大,就算做不了DJI,也要做個億航,這家廣州公司2014才成立,去年B 輪融資4200萬,估值也可能超過10億美元了。

airbus

 

圖:Airbus官網

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