Batterijproducenten moeten opschalen, terwijl nieuwe technologie zich aandient

Batterijen kunnen bestaande industrieën transformeren en de opkomst van nieuwe bedrijfsmodellen mogelijk maken. Maar ondanks de stijgende vraag naar elektrische voertuigen en oplossingen voor energieopslag, hangt de toekomst van batterijen af van het overwinnen van een reeks complexe uitdagingen: van het veiligstellen van duurzame grondstoffen en het optimaliseren van productieprocessen tot het verbeteren van recyclingmogelijkheden. Dat blijkt uit nieuw onderzoek van het Capgemini Research Institute.

Volgens het rapport ‘The battery revolution: Shaping tomorrow’s mobility and energy’ bereikt de batterij-industrie inmiddels een kantelpunt. Een punt dat enerzijds wordt gedreven door de behoefte aan hogere energiedichtheid, snellere oplaadtijden, verbeterde veiligheid en grotere duurzaamheid, en anderzijds door de noodzaak voor fabrikanten om kosten te verlagen.

Hoewel batterijen een cruciale rol spelen bij het verminderen van CO₂-uitstoot van mobiliteit en het stimuleren van de overgang naar hernieuwbare energie, wordt de industrie geconfronteerd met een reeks uitdagingen die verstrekkende gevolgen hebben voor de opschaling van zowel de productie, de industrialisatie en de gigafabrieken, als de economische levensvatbaarheid en de beperkingen van de supply chain.

Batterijtechnologie evolueert

Bijna alle onderzochte accufabrikanten (98%) produceren lithium-ion-accu’s, maar de industrie is actief op zoek naar alternatieve mogelijkheden. Solid state-batterijen betekenen een grote verschuiving in de batterijtechnologie, voornamelijk voor volledig elektrische voertuigen (EV’s). Ze beantwoorden aan de behoefte aan betere prestaties door hun hogere energiedichtheid, snellere oplaadtijden en verbeterde veiligheid in vergelijking met traditionele lithium-ion-batterijen.

‘Innovatie is de drijvende kracht achter een duurzame en concurrerende accu-industrie, met vooruitgang in technologieën en alternatieve chemische stoffen die de prestaties en levensduur verbeteren. Terwijl Europese en Noord-Amerikaanse fabrikanten de productie opvoeren en de volgende generatie batterijen onderzoeken, is een solide en schaalbare digitale basis cruciaal voor de toekomst van de industrie’, zegt Pierre Bagnon, Global Head of Intelligent Industry Accelerator bij Capgemini.

‘Data en digitale technologieën kunnen de hele waardeketen van batterijen verbeteren en het beheer van de levenscyclus optimaliseren, van kwaliteitscontrole tot afvalbeheer en recycling. Ook is samenwerking binnen een innovatie-ecosysteem van vitaal belang om de reis van de industrie naar een batterij-gedreven duurzame toekomst voort te zetten’, aldus Bagnon.

Nieuwe businessmodellen

Volgens het onderzoek maken batterijen nieuwe businessmodellen mogelijk in de mobiliteitsindustrie om EV’s toegankelijk te maken voor een breder scala aan consumenten. Een meerderheid (ongeveer 64%) van de mobiliteitsspelers onderzoekt het omwisselen van batterijen; bijna twee derde denkt erover over te stappen op lease. Meer dan de helft overweegt daarnaast ook een Battery-as-a-Service (BaaS)-model, waarbij EV-eigenaren hun batterijen kunnen leasen of huren in plaats van ze te kopen.

Bij organisaties in de energie-, water- en gasvoorziening zeggen twee op de vijf dat ze batterijen integreren met hernieuwbare energiesystemen, om zo de opslag en het gebruik van energie te optimaliseren. De meeste van hen (69%) bieden daarbij momenteel BaaS-oplossingen aan, of zijn van plan dit te doen.

Lastig is dat een accu als een duur bedrijfsmiddel wordt beschouwd, terwijl de elektriciteit die erin wordt opgeslagen relatief goedkoop is. Bovendien benadrukken de meeste organisaties het gebrek aan een robuuste netwerkinfrastructuur en geavanceerde regelsystemen (65%), de vraag naar meerdere soorten batterijen om opslagoplossingen op zowel korte als lange termijn mogelijk te maken (61%), en de behoefte aan open prestatienormen om betrouwbaarheid en transparantie te garanderen (59%).

Problemen bij opschalen productie

De batterij-industrie staat al met al voor een aantal complexe en urgente uitdagingen. Meer dan de helft van de accufabrikanten noemt de tijd die nodig is om gigafabrieken te bouwen en op te starten en problemen met het veiligstellen van een stabiele supply chain voor accucomponenten en -materialen (respectievelijk 59% en 53%). Onzekerheid over de economische levensvatbaarheid en winstgevendheid blijkt ook een belangrijk probleem te zijn bij het opschalen van de productie.

Daarnaast is de schaarste aan ervaren talent een belangrijke uitdaging voor de batterij-industrie: 60 procent van de organisaties heeft te maken met een tekort aan vaardigheden in zowel batterijtechnologie als fabricage. Het gebrek aan expertise omvat ook datawetenschappers en productie-ingenieurs die data kunnen analyseren en correleren met de prestaties van batterijen, waardoor procesoptimalisatie en defectreductie mogelijk worden.

67 procent van de respondenten erkent dat data en digitale technologieën cruciaal zijn voor de toekomst van de sector. De digitalisering onder batterijfabrikanten is momenteel echter laag, slechts 17 procent, en het gebruik van data op het vlak van duurzaamheid blijft minimaal. Wel zal in Europa een digitaal ‘batterijpaspoort’ leveranciers en OEM’s in staat stellen geïnformeerde beslissingen te nemen door rekening te houden met de volledige levenscyclus van de batterijproductie.