Strutture tecnologiche avanzate
Riduzione del consumo energetico delle gigafabbriche di celle per batterie
Strutture tecnologiche avanzate
Riduzione del consumo energetico delle gigafabbriche di celle per batterie
Con l'accelerazione dell'adozione dei veicoli elettrici (EV) e della domanda di stoccaggio stazionario e di altre applicazioni energetiche, il fabbisogno di celle per batterie è in forte aumento. La produzione di queste celle comporta processi complessi e ad alta intensità energetica che contribuiscono in modo significativo all'impronta di carbonio degli impianti di produzione. È qui che entra in gioco Exyte.
Exyte ha un curriculum di successo nella realizzazione di gigafabbriche di celle per batterie di livello mondiale. Grazie alla profonda conoscenza del processo di produzione, Exyte è in una posizione unica per offrire soluzioni innovative di sostenibilità nella progettazione che mitigano efficacemente l'impatto ambientale.
Dr. Klaus Eberhardt
Eberhardt, Senior Director Global Technology Management for Battery di Exyte, illustra la strada da seguire per decarbonizzare la catena del valore delle batterie: "La profonda comprensione delle specifiche della tecnologia delle batterie e dell'infrastruttura tecnica necessaria per soddisfarle, la corretta pianificazione anticipata, il sequestro delle emissioni di carbonio, gli acquisti verdi e la produzione fuori sede (OSM) sono alcuni dei mezzi per contribuire a ridurre le emissioni di carbonio durante la costruzione, ma c'è di più", afferma Eberhardt.
La chiave per una produzione sostenibile di celle per batterie
Le maggiori emissioni di carbonio derivano dal funzionamento dell'impianto e la chiave per ridurle risiede nella pianificazione e nella progettazione della struttura, molto prima dell'inizio della costruzione. Eberhardt incoraggia i produttori di batterie a considerare l'accessibilità alle energie rinnovabili e a una rete elettrica stabile quando scelgono il sito per la loro nuova gigafactory. "I grandi produttori di celle per batterie hanno scelto, ad esempio, località con grandi capacità di energia solare, idroelettrica o eolica nella regione, consentendo ai loro impianti di operare in larga misura con energia rinnovabile", afferma Eberhardt.
Ottimizzare la progettazione per ridurre il consumo energetico
Inoltre, una progettazione metodica e accurata dell'impianto può ridurre ulteriormente il consumo energetico, ad esempio ottimizzando il design della camera di essiccazione. La dry room è il fulcro dell'impianto, dove il contenuto di umidità nell'aria è attentamente regolato per garantire una produzione sicura e di alta qualità delle batterie agli ioni di litio (Li-ion). Il mantenimento di questo ambiente controllato è essenziale nella produzione di celle per batterie per evitare problemi legati all'umidità che potrebbero compromettere la sicurezza, la qualità e la resa produttiva complessiva.
La camera di essiccazione ha un costo di investimento elevato e utilizza circa il 25% dell'energia necessaria per il funzionamento di una gigafabbrica di celle a batteria. Dopo i processi di rivestimento e di essiccazione, la camera di essiccazione è il secondo maggior consumatore di energia dell'impianto. Utilizzando sistemi energetici intelligenti, questo consumo può essere ridotto fino al 50%. "Exyte ha sviluppato concetti di efficienza energetica per consentire questo", spiega Eberhardt.
L'impronta energetica delle unità di trattamento dell'aria secca (DHU) può essere ridotta. Queste apparecchiature assicurano che l'aria sia mantenuta a un livello di umidità estremamente basso, che venga fatta circolare e condizionata e che la temperatura e la pulizia siano strettamente controllate. La riduzione del consumo energetico e l'aumento della sicurezza dell'operatore possono essere ottenuti ricircolando l'aria di scarico dagli strumenti di processo nell'area di taglio o assemblaggio, attraverso sistemi di controllo delle particelle ottimizzati e progetti ad alta efficienza energetica.
Pianificare la sostenibilità fin dalla progettazione
Eberhardt sottolinea l'importanza delle società EPC (Engineering, Procurement, and Construction), come Exyte, nel determinare la sostenibilità di una gigafactory: "Quando le misure di sostenibilità vengono prese in considerazione nella progettazione dell'impianto prima della sua costruzione, è possibile ottenere una maggiore riduzione dell'impronta di carbonio e a costi significativamente inferiori rispetto all'implementazione di tali misure in un impianto pienamente operativo. Un approccio integrato di progettazione e costruzione è fondamentale per raggiungere questo obiettivo".
Contattate i nostri esperti per saperne di più sulle soluzioni di produzione di celle per batterie sostenibili di Exyte e su quali altri sviluppi, come i microambienti, avranno un ruolo nel prossimo futuro.