Digitalisierung macht die Herstellung von Batterien unter anderem für E-Fahrzeuge günstiger und sauberer. Zu dem Ergebnis kommt eine Untersuchung, die die Fraunhofer FFB und Accenture anlässlich der Hannover Messe 2024 vorgestellt haben. Mit digitalen Lösungen kann eine Zellfabrik für Lithium-Ionen-Batterien mit einer Kapazität von 40 Gigawattstunden jährlich bis zu 27 Millionen Euro und fast 10 Prozent ihrer Emissionen einsparen.
Ein Beispiel ist die so genannte Ausschussrate – der Anteil an Materialien und Batterien, die wegen qualitativer Mängel nicht verwertet bzw. in Umlauf gebracht werden können. Hohe Ausschussraten sind ein bekanntes Problem in der Massenproduktion von Batteriezellen. Sie lassen sich zum Beispiel mit digitalen Qualitäts- und Rückverfolgbarkeitslösungen um bis zu 10,3 Prozent im Vergleich zur herkömmlichen Fertigung reduzieren. Materialkosten machen mit rund 70 Prozent den größten Anteil an den gesamten Herstellungskosten einer Batteriezelle aus. Digitale Lösungen können hier besonders dazu beitragen, Kosten zu senken und Abfälle zu vermeiden.
Effizienzsteigerung durch digitale Technologien
Beim Energieverbrauch, der etwa 5 Prozent der Produktionskosten ausmacht, bietet digitale Verfolgungs- und Optimierungstechnik ein Einsparpotenzial von bis zu 9,5 Prozent. Der geringere Energieverbrauch ist auch Haupttreiber der möglichen Emissionseinsparungen von bis zu 9,7 Prozent. Ausfallzeiten von Produktionsmaschinen, ein weiterer Kostenfaktor, lassen sich zum Beispiel mit digitalen Anwendungen für vorausschauende Wartung um bis zu 7,1 Prozent senken. Insbesondere die Elektrodenfertigung, der erste Schritt in der Batteriezellproduktion, profitiert von der Digitalisierung, da hier das Gros des Materialverbrauchs anfällt.
Umfrage unter Branchenexperten: Schlüsselerkenntnisse zur Digitalisierung
Für die Untersuchung haben die Fraunhofer FBB und Accenture 143 Batterie- und Digitalisierungsexperten hauptsächlich europäischer und nordamerikanischer Unternehmen in zwei Stufen befragt. Zunächst identifizierten die Experten besonders wirksame Anwendungsfälle für digitale Lösungen in der Batterieproduktion. Diese Fälle wurden in ein Modell einer Batteriefabrik mit einer Kapazität von 40 Gigawattstunden integriert, anhand dessen die Experten Einsparmöglichkeiten je Anwendungsfall und Produktionsschritt berechneten und beurteilten.
