Fraunhofer-Forschungsfertigung Batteriezelle FFB Musterlinie für die komplette Batteriezellproduktion

Quelle: Pressemitteilung von Fraunhofer-Einrichtung FFB und Siemens AG 4 min Lesedauer

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Stromspeicher haben eine überragende Bedeutung für alle Wirtschaftszweige, die an der Energie- und Mobilitätswende beteiligt sind. In Münster wurde nun mit der Eröffnung des FFB PreFab Ende April ein Meilenstein für die Erforschung und Produktion nachhaltiger und ressourcenschonender Batteriezellen erreicht.

Die Inbetriebnahme der Forschungsfertigung „FFB PreFab“ der Fraunhofer-Gesellschaft in Münster setzt einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg, die industrielle Fertigung von Batteriezellen für die Elektromobilität auch am Standort Deutschland wettbewerbsfähig zu machen. (Bild:  Siemens AG)
Die Inbetriebnahme der Forschungsfertigung „FFB PreFab“ der Fraunhofer-Gesellschaft in Münster setzt einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg, die industrielle Fertigung von Batteriezellen für die Elektromobilität auch am Standort Deutschland wettbewerbsfähig zu machen.
(Bild: Siemens AG)

Bis zum Jahr 2025 werden sich die Batterieproduktionskapazitäten laut einer Studie des Fraun­hofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI von für Ende 2022 erwarten 124 Gigawattstunden pro Jahr auf über 500 Gigawattstunden allein in Europa vervierfachen, bis 2030 sogar auf bis zu 1,5 Terawattstunden verzehnfachen. Die Bedarfe liegen nicht nur in der Automobilindustrie und weiteren Anwendungen der E-Mobilität, sondern finden sich ebenso in Form stationärer Speicher für die Gebäudetechnik oder in Akkus für Power Tools oder Smart Devices.

Batterieproduktion auf das nächste Level heben

Die Fraunhofer-Gesellschaft setzt das Zukunftsprojekt FFB mit mehreren Partnerfirmen um. Einer dieser Partner ist die Siemens AG, die die Fraunhofer FFB, basierend auf der offenen Siemens Xcelerator Plattform, mit Software- und Hardware-Lösungen unterstützt. Die realen Produktions- und Umgebungsbedingungen werden durch die Anbindung der OT (Operational Technology) an die IT (Information Technology) entlang der gesamten Wertschöpfungskette digital abgebildet. Sensoren im Gebäude und in der gesamten Produktionsumgebung liefern dazu alle relevanten Infrastrukturdaten in Echtzeit. Ergänzt wird dies durch ein Manufacturing Execution Systems (MES) und der IIoT-(Industrial Internet of Things)-Plattform, um Produktionsprozesse zu planen, zu steuern, zu optimieren und flexibel zu skalieren. Die Gebäudemanagement-Plattform Desigo CC regelt datenbasiert und bedarfsorientiert die optimale Produktionsumgebung, auch im Reinraum und Trocknungsbetrieb. Der digitale Zwilling spiegelt die gesamte Fabrik – von der technischen Gebäudeausrüstung, bis zur Produktion mit allen Abläufen – wider. So wird für Industriepartner eine Produktion unter seriennahen und sensiblen Bedingungen gewährleistet. „Gemeinsam mit der Fraunhofer-Gesellschaft wollen wir die Batterieindustrie in Deutschland auf das nächste Level heben. Bei der Gebäudeautomation und der Ausrüstung der Produktion liefern wir innovative und nachhaltige Lösungen. Mit unserem Know-how und jahrzehntelanger Erfahrung sehen wir uns als integralen Teil des Ökosystems lokaler Wertschöpfung in der Elektromobilität“, so Markus Birkhan, Head of Vertical Battery bei der Siemens AG.

Ausbau zum europäischen Entwicklungszentrum

Die Herausforderung ist es nun, dieses Wachstum erfolgreich zu gestalten und am Standort Deutschland eine leistungsfähige Fertigung einschließlich der erforderlichen Infrastrukturen auf- und auszubauen. Die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB am Standort Münster soll deshalb zum Zen­trum der Entwicklung einer modernen und skalierbaren Batteriezellproduktion für Deutschland und Europa werden.

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Ende April eröffneten Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger, der nordrhein-westfälische Ministerpräsident Hendrik Wüst sowie der Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft Prof. Holger Hanselka gemeinsam den ersten Bauabschnitt der Fraunhofer-Forschungsfertigung Batteriezelle FFB, die sogenannte FFB PreFab. Auf rund 6.800 Quadratmetern Forschungs­fläche startet die Fraunhofer FFB damit nun auch den Forschungsbetrieb am Originalstandort mit der Inbetriebnahme innovativer europäischer Maschinentechnologie.

Diese Musterlinie für die komplette Batteriezellproduktion im kleineren Maßstab ermöglicht es der Fraunhofer FFB, ihre industriellen Partner bei der Erprobung und Umsetzung neuer Batteriezellkonzepte und Fertigungsverfahren zu unterstützen. Im Mittelpunkt der Forschungsfabrik steht die Produktion von Pouchzellen und prismatischen Zellen für Forschungszwecke, die unter anderem in E-Autos, in der Medizintechnik und Smart Devices Anwendung finden.

Weltweit einmaliges Konzept

Die FFB PreFab ist ein wichtiger Schritt hin zum Aufbau der FFB Fab, mit der 20.000 Quadratmeter zusätzliche Produktions- und Forschungsflächen entstehen und eine industrienahe Produktionsforschung und Entwicklung im Gigawatt-Bereich mit Anlagentechnik im großindustriellen Maßstab in Münster ermöglicht wird. Die Fraunhofer FFB gilt mit beiden Anlagen – PreFab und FFB Fab – als eines der aktuell größten Forschungsbauvorhaben in Deutschland und ist in ihrer Konzeption und Ausrichtung weltweit einmalig.

Dazu äußerte sich Bundesministerin für Bildung und Forschung Bettina Stark-Watzinger, deren Ministerium den Aufbau mit bis zu 500 Millionen Euro fördert: „Die Batterietechnologie ist eine wichtige Schlüssel- und Zukunftstechnologie. In Münster bauen wir deshalb die Batteriezellproduktion von morgen in großem Maßstab auf. Das ist ein Meilenstein auf dem Weg zu einem technologisch souveränen, wettbewerbsfähigen und nachhaltigen Batterieökosystem. Die FFB wird ein weltweit einzigartiges Innovationsinstrument sein, mit dem Industrie und Wissenschaft gleichermaßen innovative Batterietechnologien erproben sowie neuartige Batteriezellkonzepte entwickeln und effizient zur Marktreife bringen können.“

Aus dem Labor ins Innovationsmodul bis zur Fertigungslinie

In sogenannten Innovationsmodulen in der FFB PreFab stehen Partnern aus unterschiedlichsten Branchen Erprobungsflächen zur Verfügung. Diese ermöglichen die temporäre Unterbringung von Anlagenkonzepten zur gemeinsamen Erprobung und Weiterentwicklung mit Projektpartnern. Unter einem Dach wird die Technologiereife aus dem Labor ins Innovationsmodul bis zur Fertigungslinie gehoben. Innovations- und Kommerzialisierungsprozesse werden so vorangetrieben und Risiken bei der Überführung neuartiger Zellkonzepte und Produktionstechnologien in die Großserienfertigung reduziert.

Aktuell arbeiten rund 125 Beschäftigte für die Fraunhofer FFB. Zusammen mit dem MEET (Münster Electrochemical Energy Technology) der Universität Münster sowie weiteren Forschungspartnern in Aachen, Jülich und der gesamten Republik wird die BatteryCityMünster damit zu einem zentralen Wirtschafts- und Technologiestandort in Deutschland und Europa, und erfährt eine international beachtete Weiterentwicklung.

Neben den 500 Millionen Euro für Forschungsanlagen und -projekte des Bundes, stellt das Land Nordrhein-Westfalen bis zu 320 Millionen Euro für Grundstücke und Neubauten zur Verfügung. Die Forschungsfertigung Batteriezelle FFB ist eingebettet in das Dachkonzept Batterieforschung unter dem das BMBF seine Förderung der Batterietechnologie an verschiedenen Kompetenzzentren und Clustern im Land geordnet hat.

Für den Fraunhofer-Präsidenten Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka ist die Eröffnung der PreFab ein wichtiger Meilenstein nicht nur für die Fraunhofer-Gesellschaft und die Forschungsfertigung Batteriezelle FFB, sondern vor allem für die nachhaltige und wettbewerbsfähige Batterieproduktion in Europa: „Mit innovativer Maschinentechnologie schlagen wir eine Brücke zwischen Forschung und Industrie für eine zukunftsfähige europäische Batterieproduktion.“ (müh)

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