Onnistumiskriteerit Akuvalmistukselle

Fraunhofer ja RWTH Aachen ovat yhteistyössä laatineet tärkeitä onnistumiskriteerejä akkujen valmistusteollisuudelle. Erityisesti niiden toimenpiteet auttavat tarkastelemaan, miten akkujen, kuten akku-elementtien, moduulien ja pakettien, tuotantolaitosten käynnistämisvaihe vaikuttaa niiden tulevaan menestykseen.

Yhteisessä julkaistussa valkoisessa kirjassa "Mastering Ramp-up of Battery Production" (PDF-latauslinkki), Fraunhoferin valtion tutkimuslaitos FFB ja RWTH Aachenin PEM-osasto käsittelevät strategioita ja resursseja, jotka ovat välttämättömiä akkutehtaiden tehokkaalle käynnistämiselle.

Siirtyminen sähköautoihin on johtamassa suureen akkujen kysyntään. Vuodelle 2030 globaalin akkukysynnän arvioidaan olevan 2500-3500 gigawattituntia. Euroopassa tärkeimmät tuotantopaikat sijaitsevat tällä hetkellä Saksassa, Unkarissa ja Ranskassa, joissa Gigawattitunnin mittakaavassa toimivia akkujen valmistustehtaita rakennetaan kasvavan kysynnän täyttämiseksi.

Kuitenkin, huolimatta suurista investoinneista viime vuosina, akkujen tuotanto jää edelleen hyödyistäilloissaan odotuksia alhaisemmaksi. Professorin Achim Kampkerin mukaan tämän syynä ovat tuotteen ja prosessin epävarmuudet, jotka usein aiheuttavat viivästyksiä tuotannon käynnistämisessä. Erityisesti asiantuntevien työntekijöiden puute on haaste, sillä akkutuotanto on monimutkainen prosessi.

Valkoinen kirja käy läpi järjestelmällisiä ja teknisiä haasteita, joita akkujen tuotantolaitosten käynnistämiseen liittyy, ja antaa näkemyksiä siitä, miten näistä esteistä voidaan päästä yli ja miten käynnistysprosessia voidaan ohjata tehokkaasti.

Käynnistysvaiheen riskit uhkaavat koko sähköautoteollisuutta. Poistoasteet ovat tyypillisesti 15-30 prosenttia ensimmäisinä tuotanto vuosina, ja jopa viiden vuoden jälkeen poistot voivat olla noin 10 prosenttia. Jokainen prosentti maksaa noin 30 000 euroa päivässä, eli vuodessa kulu voi nousta jopa kymmeneen miljoonaan euroon.

Kampker varoittaa, että jos eurooppalaiset akkuvalmistajat eivät pysty ratkaisemaan tehtaan käynnistämisen ongelmia, heidän tuotantokapasiteettinsa ei kykene kasvamaan, mikä voi pahimmillaan aiheuttaa huomattavia taloudellisia tappioita.

Valkoinen kirja tarjoaa syvällisen analyysin syistä ja mahdollisista ratkaisuista haasteiden voittamiseksi. Menestyvä akkujen valmistuksen käynnistys perustuu useille tukipilareille; asiantuntevien tutkimusryhmien tuki ja sopivien tietopohjien hyödyntäminen ovat kriittisiä elementtejä.

Fraunhofer FFB ja PEM ovat kehittyneet kumppanuuden kautta, jonka myötä on syntynyt laaja asiantuntemus valmistusteknologioista, kustannuksista ja energiatehokkuudesta.

Lisäksi digitaaliset ratkaisut, jotka mahdollistavat nopean tehtaan luomisen ja virheiden varhaisen havaitsemisen, ovat äärimmäisen tärkeitä. Digitoinnin laatuvarmistus ja jäljitettävyys auttavat merkittävästi vähentämään hävikkiä ja siten myös kuluja.

Teollisuuden kehitykselle on myös suositeltavaa hyödyntää nykyaikaista laitteistoa ja tuotantolinjoja, kuten FFB PreFab- ja tulevaisuuden FFB Fab -hankkeissa, sillä ne tarjoavat arvokkaita havaintoja tehokkaasta käynnistysprosessista.

Tutkimuksessa on hyödynnetty todellisia tapaustutkimuksia, data-analyysiä ja vakiintuneita käytäntöjä, ja valkoinen kirja tarjoaa erinomaisen pohjan valmistajille tehdasprosessien hallinnassa.