Fortschrittliche Technologieeinrichtungen
Senkung des Energieverbrauchs von Gigafabriken für Batteriezellen
Fortschrittliche Technologieeinrichtungen
Senkung des Energieverbrauchs von Gigafabriken für Batteriezellen
Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen und der Nachfrage nach stationären Speichern und anderen Energieanwendungen steigt der Bedarf an Batteriezellen stark an. Die Herstellung dieser Zellen ist mit komplizierten, energieintensiven Prozessen verbunden, die erheblich zur CO2-Bilanz der Produktionsanlagen beitragen. An dieser Stelle kommt Exyte ins Spiel.
Exyte hat eine erfolgreiche Erfolgsbilanz bei der Lieferung von Batteriezellen-Gigafabriken von Weltklasse. Mit einem tiefgreifenden Verständnis des Herstellungsprozesses ist Exyte einzigartig positioniert, um innovative Lösungen für Nachhaltigkeit im Design anzubieten, die die Auswirkungen auf die Umwelt effektiv verringern.
Dr. Klaus Eberhardt
Eberhardt, Senior Director Global Technology Management for Battery bei Exyte, skizziert den Weg zur Dekarbonisierung der Batterie-Wertschöpfungskette: Ein tiefgreifendes Verständnis der Spezifikationen der Batterietechnologie und der technischen Infrastruktur, die erforderlich ist, um sie zu erfüllen, eine angemessene frühzeitige Planung, Kohlenstoffsequestrierung, umweltfreundliche Beschaffung und Off-Site Manufacturing (OSM) sind einige der Mittel, um die Kohlenstoffemissionen während des Baus zu reduzieren, aber es gibt noch mehr", so Eberhardt.
Der Schlüssel zu einer nachhaltigen Batteriezellenproduktion
Der größte Teil der Kohlenstoffemissionen entsteht während des Betriebs der Anlage, und der Schlüssel zu ihrer Reduzierung liegt in der Planung und dem Design der Anlage - lange vor Baubeginn. Eberhardt ermutigt die Batteriehersteller, bei der Auswahl des Standorts für ihre neue Gigafabrik die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien und ein stabiles Stromnetz zu berücksichtigen. "Große Batteriezellenhersteller haben beispielsweise Standorte mit großen Solar-, Wasser- oder Windkraftkapazitäten in der Region gewählt, so dass ihre Anlagen zu einem großen Teil mit erneuerbaren Energien betrieben werden können", sagt Eberhardt.
Optimierung des Designs zur Senkung des Energieverbrauchs
Darüber hinaus kann eine methodische und fachkundige Planung und Konstruktion der Anlage den Energieverbrauch weiter senken, zum Beispiel durch die Optimierung des Trockenraums. Der Trockenraum ist das Herzstück der Anlage, in dem der Feuchtigkeitsgehalt der Luft sorgfältig reguliert wird, um eine sichere und hochwertige Produktion von Lithium-Ionen-Batterien zu gewährleisten. Die Aufrechterhaltung dieser kontrollierten Umgebung ist bei der Herstellung von Batteriezellen unerlässlich, um feuchtigkeitsbedingte Probleme zu vermeiden, die die Sicherheit, die Qualität und den Gesamtertrag der Produktion beeinträchtigen könnten.
Der Trockenraum ist mit hohen Investitionskosten verbunden und verbraucht etwa 25 % der Energie, die für den Betrieb einer Gigafactory für Batteriezellen erforderlich ist. Nach den Beschichtungs- und Trocknungsprozessen ist der Trockenraum der zweitgrößte Energieverbraucher in der Anlage. Durch den Einsatz intelligenter Energiesysteme kann dieser um bis zu 50 Prozent gesenkt werden. "Exyte hat dafür energieeffiziente Konzepte entwickelt", erklärt Eberhardt.
Die Energiebilanz der Dry Air Handling Units (DHUs) kann gesenkt werden. Diese Geräte sorgen dafür, dass die Luft auf einem extrem niedrigen Feuchtigkeitsniveau gehalten, umgewälzt und konditioniert wird und dass Temperatur und Sauberkeit streng kontrolliert werden. Eine Senkung des Energieverbrauchs bei gleichzeitiger Erhöhung der Bedienersicherheit kann durch die Rückführung der Abluft von Prozesswerkzeugen im Schneide- oder Montagebereich, durch optimierte Partikelkontrollsysteme und energieeffiziente Konstruktionen erreicht werden.
Planung der Nachhaltigkeit vom Entwurf an
Eberhardt unterstreicht die Bedeutung von EPC-Firmen (Engineering, Procurement, Construction) wie Exyte bei der Bestimmung der Nachhaltigkeit einer Gigafabrik: "Wenn Nachhaltigkeitsmaßnahmen bereits bei der Planung der Anlage berücksichtigt werden, bevor sie gebaut wird, kann eine größere Verringerung des CO2-Fußabdrucks erreicht werden, und zwar zu wesentlich geringeren Kosten als bei einer voll funktionsfähigen Anlage. Ein integrierter Design-Build-Ansatz ist der Schlüssel zum Erreichen dieses Ziels".
Setzen Sie sich mit unseren Experten in Verbindung, um mehr über Exytes nachhaltige Lösungen für die Herstellung von Batteriezellen zu erfahren und darüber, welche weiteren Entwicklungen wie z. B. Mikroumgebungen in naher Zukunft eine Rolle spielen werden.