Środowiskowe zbrodnie i odpowiedzialny design

© Manufacturing Partners

Środowiskowe zbrodnie i odpowiedzialny design

Najpierw długie lata we Flex, potem kilka lat w obszarze energetyki oraz transformacja w Grupie Vector z OEM do EMS, czyli ścieżka zawodowa Włodzimierza Babś. Czas jednak porzucić etat i wykorzystując bogate doświadczenia zrobić coś własnego: - Pracując w korporacji nie mamy swobody realizowania własnych wizji albo przynajmniej nie są one na pierwszym miejscu. Od lat jestem związany z branżą EMS i być może jest we mnie jakiś element niespełnionej ambicji, aby zrobić coś na własny rachunek - mówi otwarcie mój dzisiejszy rozmówca, obecnie właściciel Manufacturing Partners. - Nadarzyła się super okazja, aby przejąć działający organizm, z gotową, profesjonalną organizacją, obejmującą zespół kilkunastu osób, który potrafi ze sobą pracować, tworząc skomplikowane, elektromechaniczne produkty. Jednym słowem, wystartowaliśmy w styczniu 2023 i zaczęliśmy od poszukiwań nowych klientów.

Nowi klienci są niezbędni, bo tylko przejąć to mało i aby przejęcie miało ekonomiczny sens, trzeba dodać coś od siebie. Dalszemu rozwojowi firmy przewodzić będzie więc idea ponownego wykorzystania baterii, co wynika też osobistego podejścia do życia założyciela: - Wspólnym mianownikiem wszystkich projektów, niezależnie od branży, jest i będzie idea sustainability, którą można by ująć po polsku jako ‘zrównoważony rozwój’. A właściwie nie musi to koniecznie być ‘rozwój’, określiłbym to raczej jako odpowiedzialne wykorzystanie zasobów planety, tak aby rzeczy służyły nam tak długo, jak tylko to możliwe, były naprawiane, zamiast bezmyślnie wyrzucane do śmieci zanim dojdą do nieodwoływalnego końca swojego życia'.

Jakkolwiek wzniosłe nie są to idee, muszą one mieć ekonomiczny sens. A ta idea niewątpliwie ma taki sens: ilość baterii, osiągających koniec cyklu życia, rośnie i będzie rosła wykładniczo. Najczęściej po prostu trafią do recyklingu (czyli według dostępnych nam dzisiaj technologii: na przemiał i spalenie lub ługowanie kwasami, które to z ekologią nie mają wiele wspólnego), a jak dowiaduję się z rozmowy, często kończą też swój żywot przedwcześnie, nie ze względu na nieodwracalną degradację fizyko - chemiczną wszystkich ogniw, ale ze względu na defekty lub niedoskonałości BMS, albo (najczęściej) ze względu na uszkodzenie dosłownie pojedynczego ogniwa. Jeśli uszkodzone ogniwo pracuje nieprawidłowo, wówczas oprogramowanie BMS zwykle każe temu ogniwu ‘pracować ciężej’, tak aby dorównał reszcie ogniw, co … tylko przyśpiesza jego degradację. Pojawia się tutaj kwestia odpowiedzialnego projektowania.

- Pakiety bateryjne dopuszczone do transportu - czyli wszystkie stosowane w elektromobilności - muszą spełniać wymogi normy EN UN 38/3, w której jednym z najtrudniejszych etapów jest test wibracyjny. Obecnie obserwujemy dwa, całkowicie przeciwstawne kierunki w projektowaniu baterii opartych o ogniwa cylindryczne. Pierwszy trend, to pakiet ‘jednorazowy’, nierozbieralny, nieserwisowalny, zalany szczelnie zalewą zapewniającą stabilność ogniw w pakiecie. Uważany za środowiskową zbrodnię i projektową łatwiznę, której firmy dopuszczają się, chcąc łatwo przejść certyfikację, lub celowo projektując ograniczony cykl życia swoich produktów.

Po drugiej stronie skali znajduje się odpowiedzialny design, umożliwiający wymianę ogniw i naprawę całych modułów. Niektóre europejskie firmy idą nawet dalej - oferują swoje rozwiązania pakietów bateryjnych w modelu ‘battery-as-a-service’, dając 10-letnią gwarancję pracy. Baterie te mają możliwość łatwego serwisowania, a ich projekt przewiduje szybki i łatwy montaż samych ogniw, bez konieczności spawania. Taka konstrukcja też przechodzi test wibracyjny! I to jest właśnie odpowiedzialny design.

Jeśli bateria zaprojektowana jest tak, że podlega w miarę łatwej rozbiórce do poziomu pojedynczych ogniw, to każde z nich można przetestować i sprawdzić ich stan zdrowia. Przyjmuje się, że pojedyncze ogniwo powinno pracować bez utraty parametrów 1.000 cykli, ale liczba ta jest prawdziwa tylko w przypadku cyklu całkowitego naładowania i rozładowania. Jeśli bateria nie przechodzi pełnego cyklu, ilość cykli wzrasta nawet kilkukrotnie. Najczęściej z wycofanej już z eksploatacji baterii można odzyskać około 90% całkowicie sprawnych ogniw, które mają przed sobą kilka lat życia, obejmujących co najmniej kilkaset kolejnych cykli.

I to wszystko wciąż ma konkretny, ekonomiczny sens: ogniwo z recyklingu jest obecnie tańsze nawet trzy razy od nowego, które kosztuje około 3 EUR. Jednak trzeba podkreślić, iż cena ogniwa z upcycylingu będzie zależała od procesochłonności i energochłonności rozbiórki pierwotnej konstrukcji: - Obecnie zużyta bateria ma ujemną wartość ekonomiczną, trzeba zapłacić za jej utylizację. Procedura upcyclingu pozwala na przejście z wartości negatywnej do pozytywnej, zamienia śmieci w źródło środków, podobnie jak to się dzieje w przypadku komponentów elektronicznych odzyskiwanych ze zmontowanej płytki.

© Manufacturing Partners

Szwedzki początek

Interesująca jest również historia miejsca, w którym rozmawiamy: to były zakład produkcyjny szwedzkiej firmy Radinn, wytwórcy innowacyjnych desek surfingowych z własnym, elektrycznym napędem. Firma powstała 10 lat temu w Malmoe, od razu planując produkcję w Polsce, pozostawiając takie funkcje jak R&D, sprzedaż czy marketing w Szwecji. Zakład produkcyjny pod Gdańskiem funkcjonuje od 2018 roku, powstawały w nim zarówno prototypy, jak i seryjna produkcja już trzech generacji desek i ich baterii. Jednak produkcja dla Radinn nigdy nie wyczerpywała maksimum zdolności produkcyjnej polskiej jednostki, deski to produkt niszowy, kosztowny, a dodatkowo sezonowy, sprzedawany od kwietnia do sierpnia.

- Zaproponowałem firmie Radinn transformację z produkcji tylko na własne potrzeby na produkcję kontraktową - mówi Włodzimierz Babś. - Priorytetem było zachowanie kompetencji i umiejętności załogi, bo to wartość jaką buduje się latami. Propozycja okazała się korzystna dla obu stron  i przejąłem zakład wraz z kontraktem produkcyjnym od byłego właściciela. Chciałem stworzyć firmę EMS inną niż te które znałem dotychczas.

Manufacturing Partners chce oprzeć swój rozwój na wykorzystaniu 5-letniego doświadczenia w produkcji wymagających pakietów bateryjnych dla desek Radinn. Produkowane baterie pracują w dosyć ekstremalnych warunkach – prąd do 300 Amperów, szybkie ładowanie z narażeniem na kontakt ze słoną wodą w wymiennej baterii to wymagająca kombinacja wymagań projektowych.

4 filary

- Skupiamy się na branżach elektromobilności ponieważ łączą one świat magazynowania energii oraz napędów elektrycznych -  to nisze gdzie nasza historia współpracy z Radinn bardzo nam pomaga i od razu dobrze nas pozycjonuje. Kluczowym kierunkiem rozwoju będzie więc budowa pakietów baterii litowo-jonowych. Widzimy w Polsce i w Europie szybki rozwój tej branży, a firmy dość szybko przechodzą od małych do średnich i dużych klientów. Nie rzucam jednak wyzwania wielkim firmom, wręcz upatruję swojej szansy w klientach, którzy w naturalny sposób nie są interesujący dla dużych producentów pakietów bateryjnych: partnerzy muszą mieć właściwy, pasujący do siebie rozmiar. Mali i średni klienci, często start-upy, wymagają innego podejścia – bardziej elastycznego, projektowego, niestandardowego - nie są więc właściwymi partnerami dla dużych producentów baterii.             

Nie chcemy być po prostu dostawcą - jesteśmy partnerem a to oznacza ‘zaopiekowanie klienta’ w szerszym zakresie. Dlatego stawiamy na rozwój usług komplementarnych do produkcji baterii, mogących oczywiście funkcjonować również samodzielnie, a mianowicie małoseryjną produkcję wiązek kablowych. Kiedy chodzi o produkcję 50-100 sztuk raz na kwartał grono chętnych do odpowiedzi na RFQ gwałtownie maleje. Kolejną komplementarną usługą jest montaż finalny, w przypadku którego czerpiemy z naszych bogatych doświadczeń w nieoczywistych dla typowego EMS procesach zapewniających szczelność i odporność na warunki zewnętrzne, takich jak zaawansowane klejenie, zalewanie czy testy ciśnieniowe. Montaż elektroniczny ograniczamy do lutowania ręcznego – jeżeli chodzi o montaż automatyczny to polegamy na licznej na Wybrzeżu grupie bardzo kompetentnych i zapewniających wysoką jakość usługi  firm PCBA. Pracując z klientami których produkty są najczęściej w fazie wczesnego rozwoju – oferujemy również usługi DfM, prototypowania, industrializacji i lokalizacji łańcucha dostaw.

Rozwijanym obecnie czwartym filarem firmy jest produkcja kontraktowa silników elektrycznych, dopasowanych do specyficznych wymagań klienta. - Klienci pytają o umiejętność wytworzenia silników elektrycznych, to także specjalizowana usługa kontraktowa której brakuje na rynku. Ponadto, silniki elektryczne czeka w najbliższych latach ciekawa ewolucja, czyli upowszechnianie się konstrukcji silników axial-flux czyli o osiowym strumieniu pola magnetycznego. Silniki tej konstrukcji są najbardziej wydajne, stosowane są obecnie przez Koenigsegg, AMG czy Ferrari. Niewiele jest firm na świecie, które takie silniki projektują i jeszcze mniej firm, które mogą je wyprodukować na zlecenie, nie będąc jednocześnie OEM’em.

© Manufacturing Partners

Europejska przyszłość

Branża mikromobilności oraz motoryzacja są odpowiedzialne za dużą ilość baterii wprowadzanych do obrotu. Włodzimierz Babś zwraca uwagę, że rynkowi upcyclingu bardzo pomaga nowe prawodawstwo UE, zwłaszcza dwa niedawno przyjęte akty:

- Paszport bateryjny zmusza producentów do poświęcenia szczególnej uwagi całemu cyklowi życia baterii. Poprzez indywidualny paszport baterie są monitorowane w całym cyklu życia: od odpowiedzialnych społecznie źródeł pochodzenia surowców, poprzez pochodzenie i montaż ogniw w baterię, następnie śledząc cykl życia tej baterii aż do utylizacji czy ‘drugiego życia’. Drugim ważnym aktem jest tzw. ‘prawo do naprawy’ dające obietnicę (bo wiele tam wyjątków) konstrukcji zapewniającej wymienialność baterii, obligatoryjną dostępność wymiennych baterii przez 5 lat oraz możliwość stosowania nieoryginalnych zamienników (od 2027 roku).

- Wszystko zależy od naszych obecnych i przyszłych klientów i partnerów biznesowych. Definicja strategii i specjalizacji jest ważna, ale to wciąż tylko planowanie. Realizacja zamówień - to dopiero prawdziwa podróż – kończy Włodzimierz Babś.

© Manufacturing Partners

Zapraszamy 15 września 2023 na TEK.day Gdańsk, zapisz się już dziś!