Ministerka gospodarki Hoffmeister-Kraut w Centrum Produkcji Zdigitalizowanych Komórek Baterii

Ministerin Hoffmeister-Kraut przy zintegrowanej maszynie do powlekania wałek-wałek. (Źródło: Fraunhofer IPA, Zdjęcie: Rainer Bez)

Ekspert IPA Dirk Schlenker wyjaśnia automatyzację i cyfryzację montażu ogniw baterii. (Źródło: Fraunhofer IPA, zdjęcie: Rainer Bez)

Przemysł motoryzacyjny stoi przed wyzwaniem: silnik elektryczny zastępuje silnik spalinowy, komputer przejmuje coraz więcej kontroli, a car-sharing staje się modne. Do tego w fabrykach wkracza zupełnie nowa strategia – Industrie 4.0. Potrzebne są ogromne wysiłki, aby poradzić sobie z tą zmianą. Minister gospodarki Badenii-Wirtembergii, Nicole Hoffmeister-Kraut, postanowiła zatem sprawdzić stan techniki w kraju. Z przedstawicielami prasy odwiedziła różne ośrodki badawcze i przedsiębiorstwa. Podróż najpierw zaprowadziła ją do Instytutu Fraunhofera ds. Technologii Produkcji i Automatyzacji IPA, gdzie chodzi o zdigitalizowaną produkcję ogniw baterii.

„Dla przyszłości elektromobilności technologia baterii będzie odgrywać kluczową rolę”, powiedziała minister gospodarki, dr Nicole Hoffmeister-Kraut, o głównym elemencie elektromobilności – baterii. Jej znaczenie jest porównywalne z silnikiem w tradycyjnym samochodzie. „Około 38 procent kosztów elektrycznego samochodu przypada na baterię”, powiedział kierownik IPA, prof. Thomas Bauernhansl. Jednak rynek tego komponentu jest obecnie w dużej mierze zdominowany przez producentów azjatyckich. Bauernhansl ostrzegł więc przed uzależnieniem. Europejczycy zamierzają do 2030 roku sami wyprodukować około jedną trzecią potrzebnych baterii, ale aby konkurować z azjatycką konkurencją, muszą obniżyć koszty produkcji.

„W digitalizacji widzimy ogromny potencjał, aby zwiększyć konkurencyjność”, powiedziała Reiko Stutz, dyrektor ds. Strategicznych Projektów w VARTA. Firma od lat współpracuje z IPA, które posiada szerokie doświadczenie w tej dziedzinie. Jeszcze bardziej optymistycznie ocenia sytuację Joachim Montnacher, dyrektor działu energii w IPA: „Dzięki konsekwentnej digitalizacji procesów produkcyjnych i efektywnej pod względem zasobów produkcji, Badenia-Wirtembergia ma potencjał, aby na całym świecie odgrywać wiodącą rolę pod względem ekologicznym i ekonomicznym w produkcji ogniw baterii.” Według opinii kierownika instytutu Bauernhansla, konkretne korzyści wynikające z digitalizacji to oszczędność od 10 do 15 procent kosztów produkcji. W szczególności obecnie występują braki w jakości. Ponieważ ogniwa baterii są testowane dopiero na końcu produkcji, cała partia jest tracona, jeśli w którymś miejscu procesu pojawi się błąd. Straty te sięgają od 5 do 10 procent. IPA pracuje nad tym, aby monitorować poszczególne etapy pracy za pomocą sensorów i zarządzać zebranymi danymi centralnie. Ma to na celu poprawę jakości i jednoczesne zmniejszenie odpadów.

Jak dokładnie to wygląda, minister mogła zobaczyć na własne oczy w Centrum Produkcji Zdigitalizowanych Ogniw Baterii. Na przykład w maszynie do nanoszenia powłok na elektrody, która ciągle zbiera dane i sama monitoruje jakość swojej pracy. Inny system stosuje nowatorskie metody nanoszenia powłok. Zamiast nakładać pastę na podłoże, na przykład folię aluminiową, używa proszku. Zalety innowacyjnego suszenia na sucho za pomocą elektrostatyki: nie potrzeba rozpuszczalników, które są szkodliwe dla zdrowia i wymagają czasochłonnego suszenia. To sprawia, że cała linia jest znacznie bardziej kompaktowa. I „oszczędza się około 50 procent energii”, mówi odpowiednia ekspertka IPA, Inga Landwehr.

Na koniec minister musiała założyć ochraniacze na buty, aby nie wprowadzić zanieczyszczeń do czystego pomieszczenia. Tam zobaczyła między innymi inteligentny przenośnik warsztatowy, który przenosi półfabrykaty ogniw baterii z jednej maszyny do drugiej. Ciekawostka: przenośnik nie tylko monitoruje jakość poszczególnych ogniw za pomocą sensorów, ale także zbiera dane o warunkach otoczenia i wysyła je do chmury. Dzięki temu można dokładnie śledzić, gdzie znajduje się które ogniwo w jakim stanie i przy jakich warunkach środowiskowych. Już sam ten przenośnik może znacznie pomóc w obniżeniu wskaźnika odpadów. „Oprócz badań i rozwoju, kluczowe dla lokalizacji Badenia-Wirtembergia jest, aby transfer wyników badań do przemysłu się powiódł”, podkreśliła Hoffmeister-Kraut.