Így gyárt akkut a CATL Debrecenben

Nem könnyű a mai kor embereinek megfelelni. Érthető módon szeretnénk jól, jó és nem utolsó sorban tiszta környezetben élni, de ahogy arra a Greenpeace legutóbbi felmérése is rámutatott, az ehhez vezető, itt-ott rögös úton már jóval kevesebben akarnak végigmenni. Az ezer fős, reprezentatív kutatás némileg irányított kérdéseiből a megújuló energiatermelés támogatását a magyarok 57%-a tartotta a területen elérhető lehetőségek közül a legfontosabbnak, de a szélenergia illetve az otthoni napelemes termelés 77-77%-os támogatottsága is látványos. Az új akkugyárak építését viszont már jóval kevesebben, a megkérdezettek 32%-a támogatja, miközben az ilyen létesítmények építését elutasítók aránya 62%.

Greenpeace: a magyarok akkugyárat nem, de zöld energiát akarnak

Pedig ahogy az a villamosenergia rendszer termelési és fogyasztási adatait bemutató grafikonokon egyre gyakrabban kibukik, az időjárásfüggő megújuló energia akkumulátorok nélkül nem integrálható be az energiarendszerünkbe. Nappal időnként már akár most is jelentős a túltermelés, miközben éjszaka ezekből egyelőre nem lehet még fedezni az igényeket. A termelési és fogyasztási értékek közötti különbség eltüntetésére jelenleg nincs jobb megoldás a kémiai úton működő akkumulátoroknál.

Le kellett kapcsolni a lengyel naperőműveket, akkora volt a túltermelés

Ezért rossz ötlet alaperőművet építeni

Ráadásul a hidrogén üzemanyagcellás ökoszisztéma közúti közlekedésben való bevezetése is megrekedt az örökös korai fázisban, így nagyon úgy tűnik, hogy az elektromos hajtású személy- és teherautók többségében is akkumulátorban eltárolt energia fogja működésre bírni a villanymotorokat a következő évtizedekben. 10-12 év múlva évente 80-100 millió személyautóhoz kell majd elegendő akkumulátort gyártani, és akkor még nem is beszéltünk a többi közlekedési és szállítóeszközről, fix energiatárolóról és az egyéb mobil berendezésekről.

Ennyi akkumulátor legyártása nem csak nagy feladat, de óriási üzlet is, nem véletlen, hogy kicsit későn ébredve ugyan, de az USA és Európa is elkezdte magához vonzani a gyártási kapacitásokat. Ha ugyanis minden gyártás Kínában, Koreában és Japánban épül ki, akkor a közlekedés és energiatermelés átállításával a régió illetve Magyarország nem szabadul meg a gazdasági kitettségétől, csak egy másikra váltja azt.

Továbbra is özönlenek Európába az akkumulátorgyárak, Magyarország a fő célpont

Magyarország ugyan sem nyersanyaggal, sem különösebb tudással nem rendelkezik, ami előnyt jelenthetne egy új akkugyár felépítéséhez, néhány nagy autógyártó jelenléte, a támogató politikai környezet és néhány szerencsés véletlen folytán viszonylag hamar komoly akkugyártási kapacitás jelent meg Göd határában a Samsung sokáig üresen álló képcsőgyárában. A beruházást bővítés majd egy másik dél-koreai gyártó az SK Innovation (ma SK On) megjelenése követte, és közös volt mindkettőnél az a kiemelt politikai figyelem, ami a cégek gyárépítéseit segítette. A relatíve gyors és gördülékeny terjeszkedés nem volt hibátlan, így egymást érték a gyárak körül a botrányok. A problémák megoldásában sajnos sem a hatóságok, sem pedig a gyártók nem voltak partnerek, így társadalmi szinten óriási bizalmatlanság alakult ki az akkugyártással szemben.

Elszabadultak az indulatok a debreceni CATL akkugyárról tartott közmeghallgatáson

Ebbe a környezetbe érkezett harmadik nagy akkumulátorgyártóként a kínai CATL, amely váratlanul olyan ellenállással találta szemben magát, amire nem csak nem számítottak, de amihez hasonlót sehol a világon nem tapasztaltak. A 2011-ben alapított világszinten 13 gyárban 120 ezer embert foglalkoztató vállalat már hatodik éve a világ legnagyobb akkugyártója, 2022-ben a teljes autóakku-piac több mint harmadát, 37%-ot birtokolva. A fixen telepített energiatárolók terén még látványosabb, 43,4%-os a részesedésük.

Több, mint 500 GWh akkumulátort ettek meg a villanyautók

Bár úgy érzik, hogy az ellenállás nem kimondottan a CATL-nek szól, mivel Debrecennel és a debreceniekkel jó kapcsolatra törekszenek, és Magyarországon hosszú jelenlétet terveznek, fontosnak tartják, hogy nyíltan beszéljenek a felmerült problémákról. Ennek köszönhetően elsőként a magyarországi akkugyárak közül háttérbeszélgetéseket szerveztek a sajtó képviselői számára, ahol viszonylag kötetlen keretek közt lehetett beszélni Szilágyi Balázzsal, a Contemporary Amperex Technology Limited Hungary Kft. közkapcsolatokért felelős európai vezetőjével a mindenkit foglalkoztató kérdésekről.

Elindult az akkucellagyártás a CATL német gyárában

Mi épül pontosan Debrecenben?

A németországi Erfurt közelében 2022 végén első európai akkumulátorgyárát megnyitó CATL a Debreceni Ipari Centrum (Déli Ipari Park) területén vásárolt 105 hektárnyi – közel két évtizede ipari hasznosításra kijelölt – területet, és elővásárlási joga van további 119 hektárra. A már megvásárolt 105 hektáron indultak meg az első fázis földmunkái és alapozási lépései. A helyzet átláthatóságát nehezíti, hogy a már megvett területre két egyforma fázist, egy későbbi bővítéssel valamikor a jövőben pedig még egy harmadik fázist is terveznek.

A debreceni CATL gyár látványterve, sötétszürke tetővel az első, világosszürkével a második fázis épületei (forrás: CATL)

Amikor mind a három fázis megvalósul, akkor a létesítmény a jelen technológia mellett 100 GWh/év gyártási kapacitással fog bírni, 7,34 milliárd euróba fog kerülni (a hazai valutánkban kommunikált összeg 3000 milliárd forint) és akár 9000 embernek is munkát biztosíthat. Ebből az első ütemben egy 40 GWh/év kapacitású üzemre kért és kapott engedélyt a cég.

A CATL akkumulátorgyár építési területe a Déli Ipari Parkban Debrecen közelében 2023. február 23-án (fotó: Czeglédi Zsolt / MTI)

A gyár területének előkészítő és alapozási munkái már idén megkezdődtek, és folyamatban van a magasépítési engedély beszerzése. A környezetvédelmi engedélyhez a környezeti hatástanulmány a Déli Ipari Park vonatkozásában már rendelkezésre állt, az iparbiztonsági és környezetvédelmi engedélyt idén februárban megkapták. Az épületek kivitelezése a magasépítési engedélyek megszerzésének függvényében az idei év második felében indulhat el. A feszített munkatempót jól mutatja, hogy a gyárak berendezésének beszerelését 2024 végéig be is szeretnék fejezni, hogy 2025-ben a próbagyártás után a sorozatgyártás is elindulhasson.

(forrás: CATL)

A gyártástechnológiában 2022-ben bevezetett nyolcadik generációs Prismatic Super Line (PSL) sor 30%-kal alacsonyabb munkaerőigény mellett 300%-kal növeli a gyártási sebességet, miközben a hibaarány milliárd cellánként egy körüli értékre csökkent. Debrecenbe a legmodernebb gyártási technológia kerül.

Magyarországot a potenciális vásárló autógyártók közelsége, a szállítás terén kiépített infrastruktúra és a képzett munkaerő elérhetősége miatt választották. Erről a helyszínről könnyű kiszolgálni a magyarországi és az európai autógyártókat akkumulátorral.

Mit fognak gyártani Debrecenben?

A debreceni CATL gyár NMC (lítium-nikkel-mangán-kobalt) kémiájú akkumulátor cellák gyártására kapott engedélyt, így 2025-ben várhatóan ezek gyártása fog megindulni. Míg Kínában általában a teljes akkupakkot a cellagyártó beszállító állítja össze, addig Európában az autógyártók vagy csak cellát, vagy modulba összeépített cellákat vesznek, és az akkupakk összeszerelését házon belül végzik. Ennek megfelelően Debrecenből is csak cellákat és modulokat fognak szállítani. Bár a CATL bármilyen formátumú cella legyártására fel van készülve, Magyarországon hengeres és prizmatikus cellákat fognak készíteni, de a gyártósor nagyon gyorsan átállítható más típus gyártásra is. Erre azonban valószínűleg nem lesz szükség, hiszen a frissen épülő akkugyárak termelési kapacitását a megrendelők általában évekre előre lekötik – tesszük mi hozzá.

(forrás: CATL)

A kutatás és fejlesztés a CATL-en belül főleg Kínában történik, így Debrecenben egyelőre ilyen tevékenységet nem terveznek. Természetesen ha az itt összeálló csapat hozzá tud járulni a fejlesztésekhez, akkor nem kizárt, hogy később ez a tevékenység is megjelenjen Magyarországon. A modern akkugyárakban nincs klasszikus szerelőszalag, ami mellett emberi munkaerő végez feladatokat, hiszen a gyártás teljesen automatizált. Az egy km hosszú gyártósoron még a munkafázisok között is önállóan közlekedő robotok mozgatják az anyagokat. A személyzet munkája elsősorban a felügyeletre, üzemeltetésre, javításra, karbantartásra és logisztikára korlátozódik. Nem cél, hogy a gyárat külföldi munkavállalókkal töltsék fel, ezért építik a kapcsolatot a város, a megye és a régió oktatási intézményeivel és munkaügyi hivatalaival. Szerencsére a magyar munkavállalók is egyre mobilabbak, így már most is látható, hogy egy jó munkahelyért akár Budapestről is hajlandóak a cívis városba költözni.

A hazai beszállítók aránya mind a felszerelés, mind pedig a gyártáshoz szükséges alapanyag terén alacsony, de a CATL nyitott arra, hogy a Magyarországon is legyártható alkatrészeket vagy gépeket helyi beszállítótól vegye. Nincs akadálya, hogy az akkumodulok háza vagy más hasonló alkatrész idehaza készüljön, emelte ki példaként Szilágyi Balázs.

Milyen energia- és vízigénye lesz a CATL akkugyárának?

Az akkugyártással, sőt az elektromobilitással szemben is az egyik legnagyobb ellenérv, hogy rendkívül energia és vízigényes, és ennek megfelelően környezetszennyező is. Kétségtelen tény, hogy a nedvesen felvitt anód és katód bevonatok kiszárítása, illetve a gyártást lezáró formázás és öregítés (töltés-merítés ciklusok) rengeteg energiát igényelnek, de a CATL törekszik arra, hogy ennek minél nagyobb részét megújuló forrásból szerezzék be.

Ennek egyik legfontosabb alappillére, hogy a gyár tetejére 18 MW kapacitású naperőmű kerül (első ütem), amivel számításaink szerint az éves áramigényük 3%-át fogják tudni megtermelni. Az első ütem 80 MW-os energiaigénye ugyan nem kevés, de nem felfoghatatlanul sok. Több olyan gázerőmű is létezik Magyarországon, ami önmagában is ki tudná szolgálni az akkugyárat, de a CATL inkább a megújuló energiára szavaz. A gyár tetejére telepített erőművet ugyanis további termelési egységekkel szeretnék kiegészíteni, amit vagy saját fejlesztésben, vagy más projektekbe beszállva, vagy PPA (power purchase aggreement) formájában fogják megtermelni vagy beszerezni. De amint lehetőség nyílik Magyarországon szélerőművek telepítésére, meg fogják vizsgálni annak a lehetőségét is, hogy részben ilyen forrásból származó energiával fedjék le a gyár áramigényét.

A fenti számokból egyébkén kiszámolható, hogy ha a gyár az év 365 napján teljes kapacitással üzemelve 40 GWh akkut állít elő, és végig 80 MW az áramigénye, akkor 1 GWh akkumulátor előállításához 17,5 GWh áramot fognak felhasználni. Szilágyi Balázs ezt a számot 16 GWh-ban adta meg, ami arra enged következtetni, hogy a gyár nem fog az év 365 napján termelni (karbantartás, ünnepek, stb.).

A gyár vízigénye szintén jelentős, az első ütemben 3378 m³ naponta, aminek legalább 70%-át – amit a hűtőtornyokban fognak felhasználni – a gyárhoz közeli vízművekből átvett szürkevízből (tisztított szennyvíz) tervezik fedezni. A fenti számításokat folytatva, ha a gyár kihasználja a lekötött erőforrásokat és maximumon termel, akkor egy GWh akku előállításához közel 8400 m³ tiszta és 19.600 m³ szürkevizet fognak felhasználni (összesen ~28.000 m³/GWh). Persze ez így a legtöbbünknek nem sokat mond, de ha úgy nézzük, hogy a gyárban évente elhasznált 1,1 millió köbméter kevesebb, mint 33 ezer fő átlagos vízigényével egyenlő (magyarországi átlag), akkor látható, hogy ha nem is kis mennyiség, a megtermelt akkumulátorok mennyiségét is figyelembe véve nem sok.

Egy átlagos, 65 kWh-s akkupakkra vetítve ez 1040 kWh áram és 1,8 m³ víz felhasználását jelenti, ami valószínűleg jóval kevesebb, mint amire az emberek többsége tippelne.

A gyárban számottevő mennyiségben használnak még földgázt, de ennek a mennyiségét a beszélgetés során Szilágyi Balázs csak annyira határozta meg, hogy kevesebb, mint a gyár villamos energia igénye.

A CATL akkumulátorgyára a kínai Yibinben. (forrás: CATL)

Mi a helyzet a biztonsággal?

Teljesen jogos félelem a lakosság részéről egy eddig ismeretlen tevékenységet végző gigacéggel szemben, hogy milyen káros anyagokat enged ki a természetbe, és mi történik akkor, ha valamilyen műszaki hiba vagy emberi mulasztás miatt valahol megszakad az egyébként zárt rendszer és nem tervezett módon kerülnek szennyezőanyagok a környezetbe. Ezek nem csak az élővilágot tehetik tönkre a gyár környékén, de komoly egészségügyi kockázatokat is jelentenek.

A teljesen zárt rendszerben működő akkugyártás normál károsanyag-kibocsátása a leginkább a földgázfelhasználáshoz kötődik. Normál működés során elektrolit, lítium vagy az oldószerként használt NMP nem kerülhet ki a szigorú határértéket meghaladó mennyiségben a gyárból.

Szilágyi Balázs hangsúlyozta, hogy a CATL mindenben meg fog felelni a környezetvédelmi előírásoknak és a hatályos jogszabályoknak.

Lítiumot és akkugyártáshoz használt oldószert találtak a gödi kutak vizében

Ez valószínűleg nem hatja meg azokat, akik eleve bizalmatlanok a nagyvállalatokkal és a magyarországi hivatalokkal szemben. A bizalmat ugyanis eljátszották azok az akkugyárak, amelyek ugyanezt ígérték, majd több esetben is környezetszennyezési botrányba keveredtek. Debrecen és Mikepércs önkormányzata is szorgalmazza egy monitoring rendszer felállítását, ami tervszerinti működés mellett megnyugtathatná a bizalmatlanokat, baleset vagy műszaki hiba esetén pedig segítheti a probléma mielőbbi felismerését, elhárítását és ha szükséges, akkor a lakosság értesítését. A folyamatos adatpublikálásra eddig máshol nem volt igény, de a beszélgetés alapján úgy tűnik, hogy a cég partner lesz ebben is.

Elektrolit szivárgás a gödi Samsung gyárban

A szennyezés másik lehetséges forrása a selejt, ami a gyártás különböző pontjain keletkezhet. Ezek azonban olyan értékes anyagokat tartalmaznak, amiket szinte teljes egészében ki lehet nyerni a selejtből. Nem meglepő, hogy ezek feldolgozásáért sorban állnak az ebben érdekelt hazai és külföldi cégek. A gyártás során keletkező szennyvíz ártalmatlanítását is megfelelő engedéllyel és tudással rendelkező külső partnerek végzik majd a CATL számára, így sem a környezetbe, sem a csatornahálózatba nem kerül vissza veszélyes anyag.

Tűz ütött ki a Samsung SDI gödi akkumulátor gyárában

Bár elég ritka az akkugyárakban a tűz, kétségtelen, hogy ha történik ilyen azt még nehezebb lehet eloltani, mint egy utcán álló autó esetén. Hogy ez ne történhessen meg, a gyártó már a gyártás korai fázisában kiszűri a potenciálisan hibás nyersanyagokat, illetve kész cellákat. Az Ipar 4.0 technológiát felhasználva a gyártás során több mint 6800 minőségellenőrzési ponton történik valósidejű mérés. Minden celláról 10 ezer tételnyi adatot mentenek el a gyártás során, és az eddig felhalmozott 1000 milliárd adat alapján nagyon korán meg lehet találni a később problémát okozó darabokat. Ezeket még időben kivéve a gyártásból, teljesen elkerülhetőek a tűzesetek. Ha valami oknál fogva mégis kigyulladna egy cella, akkor a gyártási rendszer felépítése és szakaszolása segít a tűz izolálásában, és oltásában, így a tűz néhány cellánál nem tud távolabb jutni. Szilágyi Balázs kiemelte, hogy a CATL nem fektetne ennyi pénzt egy ilyen gyár felépítésébe, ha nem lenne abszolút biztos, hogy meg tudja előzni az ilyen baleseteket. A cellákról a gyártás során elmentett adatokat 20 évig őrzik, így egy később idő előtt meghibásodó vagy netán kigyulladó celláról akár két évtized elteltével is megtudható, hogy a gyártás során milyen adatokat produkált, ami óriási segítség lehet a többi hibás cella azonosításához, és a minőség illetve a tartósság javításához.

(forrás: CATL)

Merre tart az akkumulátor-gyártás?

Az autógyártók éveken keresztül azt hangoztatták, hogy azért nem ruháznak be saját akkugyárba, mert a lítium-ion akku csak átmeneti technológia, nem éri meg rá új gyárakat felhúzni. Nagyon úgy tűnik, hogy nem lett igazuk. A CATL és a többi nagy akkumulátorgyártó – nem is beszélve az új belépőkről – lítium-ion akkugyártásba való invesztíciója is jól mutatja, hogy a közlekedésben és a fix energiatárolásban is sokáig velünk lesz még ez a technológia. A CATL is dolgozik a jövő reménységének tartott szilárdtest akkumulátoron, de Szilágyi Balázs szerint annyira nincs a közeli tervekben ez a technológia, hogy az ezzel kapcsolatos adatok nem is szerepelnek a kommunikációjukban.

CATL: odébb van még a szilárdtest akku Kánaán

Nem úgy a nátrium-ion akkumulátorokra, amelyek sorozatgyártása szinte bármikor beindulhat. A második generációs, 200 Wh/kg energiasűrűségű nátrium-ion akkuk első példányai természetesen kínai márkák autóiba kerülnek, de mivel bármelyik lítium-ionos akkugyár átállítható nátrium-ion akkuk gyártására, a világ minden táján bőségesen és olcsón elérhető alapanyagnak köszönhetően gyorsan átveheti bizonyos kategóriák esetén a főszerepet a most népszerű LFP (lítium-vasfoszfát) akkukémiától.

Sós-cseresznye: megvan ki használja majd először a CATL új nátriumos aksiját

Az akkugyártás jelenlegi csúcsát valószínűleg a CATL condensed akkusorozata jelenti, amely az 500 Wh/kg energiasűrűségnek köszönhetően olyan területek elektrifikációját is lehetővé teszi, mint például a repülés.

Az akkugyártás folyamatáról részletesen az SK On komáromi gyárában tett látogatásunk alapján írtunk:

Így készül a lítium-ion akkumulátor

Antalóczy Tibor

A Villanyautósok.hu alapítója és főszerkesztője, e-mobilitás szakértő. 2014 óta elektromos autó használó, és külső tanácsadóként számtalan hazai elektromobilitási projekt aktív segítője.