- Inteligentne fabryki akumulatorów integrują automatyzację, sztuczną inteligencję i technologię 5G, aby produkować ogniwa i systemy o wysokiej wydajności, jakości i możliwości śledzenia.
- Projekty takie jak fabryka katod w Meridzie i gigafabryka CATL-Stellantis w Figueruelas umacniają pozycję Hiszpanii w europejskim łańcuchu dostaw baterii.
- CATL jest liderem na rynku światowym i zwiększa swoją obecność dzięki dużym umowom w Europie, podczas gdy Siemens Mobility i inni gracze wprowadzają baterie do sektora kolejowego.
Inteligentna fabryka baterii stała się kluczowym elementem transformacji energetycznej oraz nowego przemysłu motoryzacyjnego i transportowego. Nie chodzi już tylko o seryjny montaż ogniw, ale o budowę hiperzautomatyzowanych kompleksów przemysłowych, które integrują sztuczną inteligencję, dane w czasie rzeczywistym, sieci 5G i wysokowydajne procesy, aby produkować baterie do samochodów elektrycznych, pociągów i systemów magazynowania energii na dużą skalę, co stanowi przełomową technologię w sektorze elektroenergetycznym.
W Hiszpanii i Europie pojawiają się ogromne projekty, których inicjatorami są firmy takie jak CATL, Stellantis, Siemens Mobility oraz dostawcy automatyki, tacy jak Lenze , które na nowo definiują pojęcie zaawansowanego zakładu produkcyjnego. Od gigafabryk w Aragonii i Estremadurze po centra technologiczne w Niemczech i na Węgrzech, wyścig o kontrolę nad łańcuchem wartości akumulatorów trwa w najlepsze, obejmując mobilność elektryczną i jej wymagania logistyczne.
Czym właściwie jest inteligentna fabryka baterii?
Mówiąc o inteligentnej fabryce baterii, nie mamy na myśli konwencjonalnego budynku z liniami montażowymi, lecz ekosystem przemysłowy, w którym automatyzacja, digitalizacja i analiza danych łączą się, aby maksymalizować wydajność, jakość i identyfikowalność. Jest to w istocie zastosowanie Przemysłu 4.0 do jednego z najbardziej strategicznych produktów XXI wieku: baterii.
Doskonałym przykładem jest model opracowany przez CATL, światowego lidera w dziedzinie akumulatorów . Firma zbudowała najnowocześniejszy, inteligentny system produkcji, wspierany przez silny wewnętrzny zespół badawczo-rozwojowy, złożony z najwyższej klasy specjalistów. Pozwala to firmie na ciągłe wprowadzanie innowacji zarówno w zakresie sprzętu, jak i procesów, utrzymując tempo technologiczne, które jest bardzo trudne do osiągnięcia przez konkurencję.
W tych zakładach produkcja jest zorganizowana w oparciu o wysoki poziom automatyzacji, inteligencji i wydajności . Roboty i systemy robotyki przemysłowej , pojazdy autonomiczne, algorytmy planowania produkcji, systemy wizyjne i czujniki IoT współpracują ze sobą, aby skrócić przestoje, zminimalizować błędy ludzkie i zapewnić, że każda komórka i każdy moduł spełniają bardzo rygorystyczne specyfikacje.
Osiąga się to dzięki wykorzystaniu nowych technologii, takich jak sztuczna inteligencja, rozpoznawanie obrazu, uczenie maszynowe, algorytmy predykcyjne i łączność 5G . Sztuczna inteligencja analizuje dane procesowe, aby przewidywać awarie, dostosowywać parametry w czasie rzeczywistym i wykrywać odchylenia od jakości; systemy wizyjne sprawdzają spoiny, wyrównanie i wykończenie; uczenie maszynowe uczy się na podstawie milionów cykli produkcyjnych, aby optymalizować zakład; a sieć 5G łączy wszystkie urządzenia z niskim opóźnieniem, umożliwiając niemal natychmiastowe sterowanie.
To kompleksowe podejście skutkuje powstaniem wydajnej, inteligentnej fabryki , która jest w stanie produkować ogromne ilości ogniw i systemów akumulatorowych o bardzo spójnej jakości, co jest niezwykle istotne, gdy akumulatory te mają zasilać samochody elektryczne, pociągi regionalne lub duże, podłączone do sieci systemy magazynowania energii.
Mérida: materiały katodowe jako kluczowe ogniwo w łańcuchu
Podczas gdy większość uwagi skupia się na gigafabrykach ogniw, w Meridzie zaczyna kształtować się coś mniej widocznego, ale fundamentalnego : duża fabryka materiałów katodowych promowana przez Yuneng International (Hiszpania) New Energy Battery Material, powiązana z ekosystemem akumulatorów w Estremadurze.
Projekt przeszedł już pełną procedurę oceny oddziaływania na środowisko, a Zintegrowane Pozwolenie na Oddziaływanie na Środowisko (AAI) zostało opublikowane w Dzienniku Urzędowym Estremadury. Oznacza to, że inicjatywa może rozpocząć realizację, pod warunkiem spełnienia ustalonych warunków i rozpoczęcia prac w terminie wyznaczonym przez Rząd Regionalny.
Fabryka będzie zlokalizowana w parku biznesowym Expacio Mérida, na działce o powierzchni około 467 000 metrów kwadratowych – rozległy teren, który wyraźnie pokazuje, że nie jest to zwykły magazyn, ale obiekt zaprojektowany od początku z myślą o przyszłej rozbudowie, gdyby rynek tego wymagał. Będzie produkować fosforan litowo-żelazowy (LFP lub LiFePO₄), aktywny materiał katodowy w akumulatorach litowo-jonowych, które są szeroko stosowane w pojazdach elektrycznych i stacjonarnych systemach magazynowania energii.
Projekt zakłada początkową wydajność 50 000 ton materiału katodowego rocznie . Sercem kompleksu będzie budynek produkcyjny o wymiarach 270 × 150 metrów (około 37 500 m²), uzupełniony o biura, oczyszczalnie ścieków, zbiornik burzowy, składowiska odpadów oraz, co najważniejsze, rezerwy gruntowe specjalnie zaprojektowane pod przyszłą rozbudowę, jeśli zapotrzebowanie będzie na to uzasadnione.
Dane dotyczące zużycia odzwierciedlają rzeczywistą skalę zakładu: szacuje się, że zużywa on do 200 000 MWh energii elektrycznej rocznie , oprócz gazu ziemnego, wody przemysłowej i dużych ilości azotu, a także surowców takich jak węglan litu i fosforan żelaza, a także procesów obejmujących recykling baterii . Zakład jest zaprojektowany do pracy na dużą skalę i w sposób ciągły, z wykorzystaniem wysoce energochłonnych procesów, które są ściśle kontrolowane pod kątem ochrony środowiska.
Pod względem ekonomicznym, wpływ jest również rozłożony w czasie. Oficjalne dokumenty szacują początkową inwestycję na 116–125 milionów euro , a w pierwszej fazie powstanie około 160 bezpośrednich miejsc pracy. Jeśli projekt zostanie w pełni zrealizowany, kwoty te mogą wzrosnąć do około 800 milionów euro inwestycji i prawie 500 miejsc pracy, co w przypadku miasta takiego jak Mérida stanowiłoby prawdziwy ośrodek przemysłu ciężkiego, wywierając znaczący wpływ na dostawców, logistykę i wykwalifikowanych specjalistów technicznych.
W hiszpańskim krajobrazie baterii zakład ten działa w zupełnie innej lidze niż fabryki produkujące wyłącznie ogniwa. Podczas gdy projekty takie jak gigafabryka PowerCo w Sagunto czy joint venture Stellantis i CATL w Figueruelas koncentrują się na produkcji ogniw, kompleks w Meridzie obejmuje mniej widoczne ogniwo w łańcuchu: produkcję materiału katodowego. Nie jest to najbardziej znane ogniwo dla ogółu społeczeństwa, ale jest jednym z najbardziej strategicznych, jeśli Europa chce zmniejszyć swoją zależność od Azji w zakresie kluczowych komponentów.
Estremadura zaznaczyła już swoją obecność w innych projektach, takich jak gigafabryka AESC w Navalmoral de la Mata , której kamień węgielny położono w 2024 roku. W tym kontekście zakład w Meridzie wpisuje się jako kolejny element regionalnej strategii, której celem jest konsolidacja kompletnego łańcucha wartości powiązanego z elektryfikacją i transformacją energetyczną.
Władze regionalne Estremadury określiły również jasne ramy czasowe: jeśli budowa nie rozpocznie się w ciągu pięciu lat , pozwolenie może wygasnąć. Zanim elektrownia będzie mogła ruszyć, deweloperzy muszą wykazać, że wszystko zostało zbudowane dokładnie zgodnie z zatwierdzonymi warunkami. Jeśli harmonogram zostanie dotrzymany, Estremadura ma zamiar odegrać znaczącą rolę w hiszpańskim przemyśle akumulatorów i powiązać go z innymi sektorami, takimi jak pojazdy elektryczne.
Figueruelas (Saragossa): duża gigafabryka CATL i Stellantis
W Aragonii realizowany jest jeden z najbardziej ambitnych projektów w Europie: gigafabryka akumulatorów w Figueruelas, której projekt realizują Stellantis i CATL w ramach wspólnego przedsięwzięcia Contemporary Star Energy. Podczas uroczystości wmurowania kamienia węgielnego, na terenie historycznej fabryki samochodów w regionie, powiewała nawet chińska flaga, symbolizująca skalę inwestycji.
Fabryka, która będzie zlokalizowana praktycznie tuż obok fabryki samochodów Stellantis, osiągnie zdolność produkcyjną 50 GWh rocznie przy pełnej wydajności, z możliwością rozbudowy do 60 GWh, jeśli zapotrzebowanie będzie uzasadnione. Dla porównania, wartość ta początkowo przewyższyłaby fabrykę baterii Volkswagena w Sagunto, której produkcja pierwotnie planowana była na około 40 GWh.
Całkowita planowana inwestycja wynosi około 4.100 mld euro , z czego 94% pochodzi od Contemporary Star Energy, spółki joint venture Stellantis i CATL. Elektrownia zajmie powierzchnię około 89 hektarów i, według prognoz, do 2027 roku będzie generować ponad 5% PKB Aragonii, jeszcze przed osiągnięciem pełnej wydajności – wartość ta odzwierciedla wpływ ekonomiczny tego typu projektu.
Prezydent Aragonii, Jorge Azcón, posunął się nawet do nazwania rozpoczęcia budowy najważniejszym dniem swojej kadencji , podkreślając, że podczas gdy inne regiony Europy ogłaszają zamknięcie fabryk samochodowych, Aragonia pozyskuje miliardy euro inwestycji zarówno w branży pojazdów elektrycznych, jak i w sektorach takich jak centra danych Amazon. Tę narrację polityczną dodatkowo wzmacnia 300 milionów euro wsparcia z programu PERTE dla pojazdów elektrycznych i połączonych, które wesprą budowę gigafabryki.
Minister przemysłu, Jordi Hereu, również podkreślił historyczne znaczenie projektu, uznając go za strategiczny filar europejskiej autonomii przemysłowej , ale z wizją otwartej współpracy z Chinami. Jego zdaniem, siła Europy tkwi w umiejętności współpracy z głównymi globalnymi partnerami technologicznymi przy jednoczesnym wzmacnianiu własnych zdolności produkcyjnych.
Jeśli chodzi o zatrudnienie, gigafabryka stworzy około 4.000 bezpośrednich miejsc pracy po osiągnięciu pełnej sprawności operacyjnej. Jednak faza budowy i uruchomienia ma pewien szczególny aspekt, który wywołał debatę publiczną: przybycie bardzo znaczącej grupy chińskich pracowników do budowy zakładu i doprowadzenia go do stanu używalności technicznej.
Według danych zebranych przez prasę regionalną, szacuje się, że 1.847 chińskich pracowników przyjedzie do Figueruelas, aby wziąć udział w budowie i uruchomieniu zakładów. Liczba ta, choć niższa niż pierwotnie podane 2.200 pracowników, jest wciąż bardzo wysoka w porównaniu z liczbą mieszkańców miasta, wynoszącą około 1.240 osób.
Burmistrz Figueruelas tłumaczy obecność tych specjalistów potrzebą posiadania od samego początku personelu, który zna dogłębnie technologię, maszyny i procesy CATL . Są to technicy, menedżerowie średniego szczebla i kadra kierownicza, którzy pracowali już w innych zakładach grupy i którzy muszą zapewnić, że fabryka zacznie działać z maksymalną wydajnością i bezpieczeństwem.
Aby ułatwić im przyjazd, wykorzystywane są ramy Ustawy 14/2013 o wsparciu dla przedsiębiorców i jej specjalnym systemie dla dużych przedsiębiorstw i projektów strategicznych, które przyspieszają proces wydawania zezwoleń na pobyt dla wysoko wykwalifikowanych pracowników. Koncepcja zakłada, że część tych pracowników, oprócz obsługi i nadzoru nad sprzętem, będzie mogła przeszkolić lokalny personel, który przejmie obowiązki w perspektywie średnioterminowej – formułę, którą CATL zastosował już w podobnych projektach w Niemczech.
W Figueruelas produkowane będą baterie w technologii LFP (litowo-żelazowo-fosforanowej) . Chociaż baterie te oferują niższą gęstość energii niż baterie NMC (niklowo-manganowo-kobaltowe), są znacznie tańsze i mają wyraźne zalety pod względem bezpieczeństwa i trwałości, co czyni je bardzo atrakcyjnymi pod kątem obniżenia ceny końcowej samochodów elektrycznych przeznaczonych do segmentów o dużej sprzedaży.
Dzięki lokalizacji gigafabryki dosłownie obok zakładu montażowego Stellantis, grupa spodziewa się znaczących synergii logistycznych i kosztowych . Mniej transportu, mniej złożoności łańcucha dostaw i znacznie krótszy czas reakcji między liniami akumulatorów i pojazdów są kluczem do dostosowania produkcji do rzeczywistego popytu rynkowego.
CATL jako globalny gigant i jego plany w Europie
Całe to wdrożenie inteligentnych fabryk nie może być zrozumiane bez uwzględnienia roli CATL jako globalnego lidera w dziedzinie akumulatorów . Od ponad dekady firma dominuje na rynku akumulatorów do pojazdów elektrycznych, z udziałem wynoszącym około 36,8-40% globalnej mocy produkcyjnej, znacznie wyprzedzając BYD, którego udział oscyluje wokół 17%. Jej pozycja jest kluczowa w ekosystemie pojazdów elektrycznych i połączonych.
Technologia CATL jest obecna w szerokiej gamie marek i modeli, wykraczającej daleko poza chińskich producentów. W ostatnich latach firma umocniła swoją pozycję lidera, wprowadzając na rynek akumulatory o ultrawysokiej gęstości energii oraz specjalistyczne rozwiązania, takie jak tzw. „akumulatory czekoladowe”, przeznaczone do systemów szybkiej wymiany akumulatorów, przeznaczone do zastosowań, w których czas ładowania ma kluczowe znaczenie.
Jednak sektor ten stoi w obliczu coraz bardziej złożonego otoczenia regulacyjnego. Polityka taryfowa USA i Europy ma na celu ograniczenie importu produktów z Chin, zwłaszcza pojazdów elektrycznych i potencjalnie kluczowych komponentów. Aby zminimalizować to ryzyko, CATL zdecydował się na współpracę z dużymi europejskimi producentami i budowę fabryk na samym kontynencie.
Umowa ze Stellantis na produkcję w Figueruelas jest dobrym przykładem tej strategii. Oprócz tego zakładu, firma posiada już znaczące zakłady w Niemczech i na Węgrzech i ogłosiła, że wkrótce ujawni lokalizację czwartej fabryki w Europie, również we współpracy z dużym lokalnym producentem. Oczekuje się, że nowe zakłady będą jeszcze większe i bardziej zaawansowane technologicznie.
Celem tej ekspansji jest dwojakie: po pierwsze, zwiększenie obecności przemysłowej CATL w Europie i zapewnienie stabilnych, długoterminowych kontraktów na dostawy; a po drugie, zmniejszenie ryzyka, że przyszłe cła lub ograniczenia dotyczące chińskiej technologii wpłyną na działalność firmy. W Stanach Zjednoczonych obowiązują już bardzo surowe kryteria pochodzenia i lokalnej zawartości, które określają, które pojazdy i podzespoły mogą korzystać z dotacji lub wejść na rynek bez kar.
Z perspektywy krajów europejskich, przyciągnięcie fabryki CATL oznacza zabezpieczenie bezpośrednich inwestycji, miejsc pracy i transferu technologii . To nie przypadek, że wiele rządów konkuruje o lokalizację tych zakładów, świadomych, że stanowią one strategiczne zasoby dla utrzymania konkurencyjności ich przemysłu motoryzacyjnego i energetycznego.
Automatyka i mechatronika: rola Lenze i innych dostawców
Oprócz głównych producentów akumulatorów i pojazdów, inteligentna fabryka akumulatorów potrzebuje ekosystemu dostawców specjalizujących się w automatyce, sterowaniu ruchem i logistyce wewnętrznej . Właśnie tutaj pojawiają się firmy takie jak Lenze, z wieloletnim doświadczeniem w tych dziedzinach.
Firma Lenze definiuje się jako światowy lider w dziedzinie automatyki i technologii napędowych , stosując holistyczne podejście do produkcji akumulatorów, od produkcji ogniw i modułów, po wewnętrzny system magazynowania i logistykę zakładu. Strategia firmy łączy dogłębną wiedzę techniczną z globalną siecią inżynieryjną i wsparcia; ewolucja oprogramowania sprzętowego i sterowników ma kluczowe znaczenie w tego typu systemach, co zostało wyjaśnione w przewodniku dotyczącym tego, czym jest oprogramowanie sprzętowe i do czego służy.
Celem tych dostawców jest projektowanie i dostarczanie spersonalizowanych rozwiązań automatyzacji i pakietów mechatronicznych, które optymalizują nie tylko linie produkcyjne, ale także przepływ materiałów, składowanie pośrednie i kompletację zamówień. W gigafabryce, gdzie obsługiwane mogą być miliony komórek i tysiące palet, efektywność intralogistyki ma ogromny wpływ na koszty.
Integrując sterowniki, napędy, silniki, oprogramowanie monitorujące i przemysłowe systemy komunikacyjne, firmy takie jak Lenze wspierają producentów akumulatorów w przejściu na coraz bardziej inteligentne i połączone zakłady. Obejmuje to wszystko, od robotów i autonomicznych systemów transportowych (AGV/AMR) po oparte na danych rozwiązania z zakresu predykcyjnej konserwacji.
Presja rynkowa na redukcję kosztów, poprawę jakości i skrócenie terminów realizacji zamówień wymusza wysoce zaawansowaną automatyzację w fabrykach akumulatorów . Wszelkie odchylenia parametrów, takich jak temperatura, wilgotność, czas utwardzania czy dozowanie materiału, mogą poważnie wpłynąć na wydajność gotowego akumulatora, zagrażając bezpieczeństwu i reputacji marki.
Siemens Mobility i baterie dla kolei
Rewolucja w dziedzinie baterii nie ogranicza się do samochodów elektrycznych. W sektorze kolejowym Siemens Mobility napędza nową generację pociągów regionalnych i lokomotyw wyposażonych w baterie, które umożliwiają pokonywanie tras bez ciągłej elektryfikacji, redukując w ten sposób emisje i umożliwiając bardziej elastyczną eksploatację.
Aby wzmocnić to zaangażowanie, Siemens Mobility rozpoczął budowę nowej fabryki systemów akumulatorowych w Luhe-Wildenau w Niemczech, o powierzchni około 20 000 metrów kwadratowych. Ten nowoczesny zakład będzie zatrudniał do 200 osób zajmujących się produkcją systemów akumulatorowych do pociągów regionalnych, lokomotyw i innych klientów zewnętrznych.
Projekt stanowi łączną inwestycję o wartości około 35 milionów euro , z czego około 22 miliony euro zostanie wniesione bezpośrednio przez Siemens Mobility. Kraj związkowy Bawaria wniesie około 2,7 miliona euro z regionalnych programów finansowania. Zakończenie budowy planowane jest na wiosnę 2027 roku, a produkcja seryjna ma się rozpocząć w październiku tego samego roku.
Dzięki temu zakładowi Siemens Mobility potwierdza swoje zaangażowanie w Niemczech jako centrum produkcji i innowacji , a jednocześnie przyczynia się do transformacji transportu w kierunku bardziej zrównoważonych rozwiązań. Firma podkreśla, że oprócz tworzenia wysoko wykwalifikowanych miejsc pracy, projekt ten wzmacnia konkurencyjność krajowego sektora kolejowego i wpisuje się w inicjatywę „Made for Germany”.
Systemy akumulatorów kolejowych są uważane za kluczową technologię dekarbonizacji . Od 2017 roku Siemens Mobility jest liderem na rynku regionalnych pociągów elektrycznych zasilanych bateryjnie, a także planuje wprowadzenie lokomotyw elektrycznych z systemami magazynowania energii do transportu towarowego. Systemy te muszą spełniać znacznie wyższe wymagania dotyczące wytrzymałości i trwałości niż te obowiązujące w przemyśle motoryzacyjnym, z typową pojemnością około 500 kWh dla pociągów regionalnych i do 2.000 kWh dla lokomotyw.
Kompletne systemy akumulatorów będą produkowane w zakładzie Luhe-Wildenau , w tym zaawansowany system zarządzania akumulatorami (BMS) opracowany we współpracy z monachijską firmą Stercom. System BMS monitoruje i kontroluje wydajność akumulatorów, zapewnia ich bezpieczną eksploatację oraz maksymalizuje wydajność i żywotność. Ogniwa będą pochodzić od wyspecjalizowanych dostawców, takich jak Toshiba, a Siemens Mobility będzie odpowiedzialny za integrację wszystkich komponentów w solidny i certyfikowany system.
Obecnie w Luhe-Wildenau trwa już wstępny montaż niektórych systemów akumulatorowych, dzięki czemu nowy zakład wykorzysta to doświadczenie i rozszerzy je, obejmując cały łańcuch produkcyjny . Po osiągnięciu pełnej sprawności operacyjnej i pracy w systemie trzyzmianowym, fabryka będzie w stanie osiągnąć zdolność produkcyjną do 120 MWh systemów akumulatorowych rocznie, dzięki najnowocześniejszym procesom spawalniczym i zaawansowanym technologiom automatyzacji.
Władze Bawarii wierzą, że ta inwestycja wzmocni zarówno region, jak i cały kraj związkowy pod względem technologicznym i gospodarczym. Stworzenie wysokiej jakości miejsc pracy , rozwój kluczowej branży na przyszłość oraz wzmocnienie pozycji Niemiec jako ośrodka przemysłowego i innowacyjnego to tylko niektóre z argumentów przemawiających za tym projektem.
W połączeniu z projektami takimi jak Siemens Mobility, dużymi gigafabrykami CATL i Stellantis, fabryką materiałów katodowych w Meridzie oraz dostawcami automatyki, takimi jak Lenze, wyłania się obraz coraz bardziej rozległej, zróżnicowanej i zaawansowanej technologicznie sieci inteligentnych fabryk akumulatorów , która wykracza daleko poza samochody elektryczne i obejmuje cały ekosystem mobilności i magazynowania energii.
