Der Transformations-Hub Wertschöpfungskette Batterie (TraWeBa) ist ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördertes Forschungsprojekt, das von einem Konsortium aus regionalen Clustern und Forschungseinrichtungen getragen wird. Das Projekt will Zulieferer in der automobilen Wertschöpfungskette Batterie mit anderen Innovationsträgern vernetzen und ein Innovationscluster aufbauen. »Um die Nachhaltigkeit in den verschiedenen Phasen des Lebenszyklus von Batterien zu fördern, ist es von entscheidender Bedeutung, dass das Engagement verschiedener Interessengruppen aus Wissenschaft, Zivilgesellschaft, Politik und Industrie gefördert wird«, sagt TraWeBa-Technologiescout Dr. José Diez-Rodríguez von der Initiative Circular Valley, einem der Partner im Projekt. »Dabei sollten nicht nur große Unternehmen betrachtet werden, sondern auch die Hidden Champions, deren Beiträge ebenfalls wertvoll sind.«
Darüber befindet sich der Transformationsexperte auch mit Max Plotnikov vom Fraunhofer IML, wissenschaftlicher Mitarbeiter im InnoLogBat, im Gespräch: »Der Austausch über die aktuellen Herausforderungen entlang der Batteriewertschöpfungskette und die Aufgaben, die sich daraus gerade auch für die Batterielogistik ergeben, sind für unsere Arbeit enorm wichtig.«
Konzept für Wissenstransfer
TraWeBa entwickelt ein systematisches und nachhaltiges Konzept für den Wissens- und Technologietransfer in den Bereichen Batteriechemie, Batterieproduktion, Batterierecycling, Second-Use und Digitalisierung. Zu den Projektpartnern gehören unter anderem das Automotive Cluster Ostdeutschland und die Niedersachsen.next Automotive Agentur, saaris – saarland innovation und standort GmbH, verschiedene Fraunhofer-Institute sowie Circular Valley mit Sitz in Wuppertal, eine Initiative zum Aufbau der Metropolregion Rhein-Ruhr als globales Zentrum für die Kreislaufwirtschaft. Circular Valley zeichnet im Konsortium unter anderem für die Entwicklung von R-Strategien im Rahmen für die Kreislaufwirtschaft verantwortlich. Das betrifft Schwerpunktbereiche wie Second-Use, Wiederaufbereitung und Batterierecycling.
»Batteriepass ist ein wertvolles Instrument für mehr Transparenz«
Dr. José Diez-Rodríguez, Technologiescout im Transformations-Hub Wertschöpfungskette Batterie (TraWeBa), über Maßnahmen für mehr Nachhaltigkeit in der Wertschöpfungskette Batterie.
(Foto: Circular Valley)
Zu den wichtigsten Maßnahmen gehören für mich die nachhaltige Gewinnung und Beschaffung von Rohstoffen, Materialinnovationen wie Solid-State-Batterien sowie Batterien mit weniger schädlichen Materialien, der Einsatz erneuerbarer Energien in den Herstellungsprozessen und die Durchführung von Lebenszyklusanalysen zur Ermittlung und Verringerung des CO2-Fußabdrucks. Hinzu kommen die Umsetzung von Framworks und Strategien der Kreislaufwirtschaft und Blockchain-Technologien mit Blick auf die Rückverfolgbarkeit von Batterien und auf Zertifizierungsstandards. Eine branchenübergreifende Zusammenarbeit und Bildungsprogramme sowie staatliche Förderungen und rechtliche Rahmenbedingungen wie die europäische Batterieverordnung sind hier unerlässlich.
Dabei ist der digitale Batteriepass ein Konzept, das mir persönlich sehr am Herzen liegt: Er ist ein wertvolles Instrument zur Verbesserung der Transparenz und Rückverfolgbarkeit in der gesamten Batterielieferkette und wird sich zu einem grundlegenden Werkzeug für den weltweiten Übergang zu einer nachhaltigen Energieerzeugung und -speicherung entwickeln.
Die Logistik spielt im Projekt eine Schlüsselrolle, so Technologie-Scout Dr. José Diez-Rodríguez: »Um die Effizienz und Innovation in der Branche zu steigern, ist es unerlässlich, in jeder Phase Strategien für die Kreislaufwirtschaft zu entwickeln und umzusetzen. Diese Strategien sollen eine nachhaltige, flexible und kosteneffiziente Versorgung, Nutzung und Entsorgung von Batterien gewährleisten. In diesem Zusammenhang sind für uns Themen wie Rohstoffbeschaffung, Materialverarbeitung und -herstellung, Batterieproduktion, Vertrieb an Endverbraucher, Recycling und End-of-Life-Management, die Einhaltung von Vorschriften und Sicherheitsstandards sowie Innovation und digitale Transformation von besonderem Interesse.«
Passgenaue Weiterbildung
Auf Weiterbildungsmaßnahmen für Unternehmen aus der Automobilbranche setzt das Projekt ABAKOS, kurz für Aufbau Batteriekompetenz Saarland. Das ebenfalls vom BMWK geförderte Projekt will den Transformationsprozess der Industrie hin zur Elektromobilität anstoßen und begleiten. Die Automobilindustrie ist ein zentraler Wirtschaftsfaktor des Saarlandes. Der Wandel zur elektrifizierten Individualmobilität wird sich daher besonders stark auf die Situation von Beschäftigten und Unternehmen in der Region auswirken. Verschiedene Faktoren werden diesen Wandel fördern, sagt Prof. Dr. Thomas Korne, Professor für internationales Logistikmanagement an der htw saar, einem der Partner des Projekts: »Die Effizienzsteigerung in den Stufen der Lieferketten – beispielsweise durch Standardisierung im multimodalen Transport – sowie ein wirtschaftliches Design der globalen Wertströme führen zu günstigeren Batteriepacks, die in der Folge den Fahrzeugpreis verringern.« Eine Incentivierung von Fahrzeugen mit elektrischem Antriebsstrang würde die Gesellschaft zudem motivieren, »sich auf die neue Technologie einzulassen, die auch schon zum heutigen Zeitpunkt mit Leistung und Komfort überzeugen kann«, so Prof. Dr. Korne, für den die Batterielogistik »eine Schlüsselrolle im Hinblick auf die Wettbewerbsfähigkeit Europas im internationalen Vergleich« spielt.
Das Projekt TraWeBa nimmt das Schlüsselthema Transformation der Wertschöpfungskette Batterie in den Fokus.
Das Projekt ABAKOS baut Qualifikations- und Weiterbildungsmaßnahmen entlang des gesamten Lebenszyklus von Antriebsbatterien auf.
Im Projekt ABAKOS werden nun kontinuierlich Kompetenzen in allen Lebensphasen der Batterie – von der Rohstoffbeschaffung über die Batteriefertigung bis hin zum Second-Life, der Instandhaltung und dem Batterierecycling – aufgebaut. Zudem werden die Bedarfe der saarländischen Industrieunternehmen abgefragt, um passgenaue Weiterbildungen zu entwerfen, durchzuführen und zu bewerten. »Insgesamt sind Kompetenzbedarfe im Bereich der Logistik entlang der gesamten Wertschöpfungskette einer Batterie notwendig, die sowohl auf akademischem Niveau wie auch auf Ausbildungsniveau Schulungsmaßnahmen erfordern«, meint Jil Groß, wissenschaftliche Mitarbeiterin der htw saar. Zum Konsortium von ABAKOS gehören die Unternehmen Festo Lernzentrum, SVOLT, Woll Maschinenbau und Ford sowie die Universität des Saarlandes (htw saar) und die autoregion e.V.
Input für IoT-Device
Im Austausch steht das InnoLogBat auch mit dem Projekt „SUVEREN2use“ der Bergischen Universität Wuppertal, des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut und der FOGTEC Brandschutz GmbH als Koordinator, wiederum gefördert vom BMWK. Das Forschungsvorhaben betrachtet Löschsysteme und Havariekonzepte für den sicheren Umgang mit Batteriebränden über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg.
Im Rahmen eines Experteninterviews konnten die Forschenden des InnoLogBat weitere Ansatzpunkte zur Entwicklung ihres IoT-Devices gewinnen, das Zustände von Batterien im Lager überwachen bzw. erkennen soll. Themen des Interviews waren unter anderem die Sicherheit bei der Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere deren Löschbarkeit, sowie aktuelle Überwachungsmethoden von Batterien und Zellen und die Parameter, die dabei erhoben werden.
»Batterielogistik ist über alle Lebenszyklen erforderlich«
Prof. Dr. Thomas Korne, Professor für internationales Logistikmanagement an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (htw saar), zur Bedeutung der Batterielogistik.
(Foto: htw saar)
Die Batterielogistik spielt eine Schlüsselrolle im Hinblick auf die Wettbewerbsfähigkeit Europas im internationalen Vergleich. Sie ist über alle Lebenszyklen der Batterie erforderlich. So sind zu Beginn des Kreislaufs Kompetenzen für die Rohstoffbeschaffung und die Versorgung der Basismaterialien nötig. Es gilt beispielsweise, die geostrategischen Abhängigkeiten insbesondere im Hinblick auf die Beschaffung kritischer Rohstoffe zu bewältigen. Im zweiten Schritt des Lebenszyklus birgt die Komponentenfertigung Probleme, z.B. die Lagerung von Gefahrstoffen sowie der Transport von Gefahrgut. Generell stellt die geplante Einführung des Batteriepasses ab 2027 eine neue Herausforderung dar, die Schulungsmaßnahmen erfordert.
Im Schritt der Zellfertigung gibt es weitere logistische Herausforderungen an Schleusenpunkten für Material, die besondere Anforderungen für das Verhalten im Reinraum/Trockenraum darstellen. Die Lebensphase der Modul- und Packmontage erfordert z.B. Kenntnisse im Bereich des Bestandsmanagements und der besonderen Brandgefahr, die es bei der Lagerung und dem Transport zu beachten gibt. Sobald die Batterien ihr »zweites Leben« antreten, führen z.B. die unterschiedlichen Batteriedesigns zu Integrationsproblemen in Anwendungen für Energiespeicher. Im Lebenszyklusschritt des Recyclings stellen die kostspieligen Sondertransporte von beschädigten Batterien ein logistisches Problem dar. In der Phase der Instandhaltung bestehen Unsicherheiten bezüglich der Ersatzteilversorgung, die durch die sich schnell ändernden Batterietechnologien entstehen.