HE3DA: výroba na konci roku 2022
Jak to vypadá uvnitř továrny Magna Energy Storage, kde se vyrábějí baterie HE3DA? Jakým tempem probíhá výroba a co se chystá na rok 2023? Zeptali jsme se Jana Procházky, vynálezce technologie HE3DA a Radomíra Pruse, majoritního vlastníka společnosti.
V továrně stojí první průmyslová linka a vyrábí baterie. Zatím se jedná o desítky kusů denně. Rozjezd výroby vázne na financování, které zkomplikoval hlavně covid. V roce 2023 už by si ale měla výroba továrny na sebe vydělat a umožnit další rozvoj. Zajímá vás, jak Magna Energy Storage vypadá uvnitř? Podívejte se na video.
„Továrna nemá žádné dotace od státu. Řada našich investorů je z malých nebo středních podniků, jsou mezi nimi i majitelé hotelů, wellness nebo restaurací. Tyto podnikatele covidová opatření existenčně ohrozila a odsála jim rezervy. A když se z toho jakž takž oklepali, zvedly se všem ceny energií. Za těchto okolností nemají pro naši výrobu tolik volných prostředků, jako měli před covidem a energetickou krizí,“ říká Jan Procházka, vynálezce technologie HE3DA.
„Do toho nás významně poškodil soud s Číňany, kterému sekundovala média, která o nás psala jako o podvodnících. Je neuvěřitelné, že těmito články na úrovni bulváru protistrana argumentovala u soudu jako důkazy. Nevěřím, že to spolu nesouvisí,“ dodává. HE3DA měla podle rozsudku z dubna 2022 vrátit vrátit nevratný poplatek za předkupní právo 5 milionů eur Čínské investiční společnosti CDC. HE3DA se proti rozsudku odvolala a při odvolání uspěla. V tuto chvíli tak HE3DA žádné peníze vracet nemusí, investice, o které díky soudu přišla, jí to ale nepřinese.
Továrna Magna Energy Storage
Rozjezd výroby zkomplikovaly i ceny a dodávky surovin pro výrobu. „Zvedly se ceny materiálů. Elektrolyt, NMC, měď, to všechno zdražilo nebo to rovnou nešlo sehnat. Po vypuknutí války se přerušila dodávka měděných plechů od našeho dodavatele a několik měsíců trvalo, než jsme sehnali měď jinde v Evropě,“ dodává Radomír Prus, majoritní vlastník HE3DA.
Články HE3DA na volném trhu v nejbližších letech koupit nepůjdou, pouze integrované v úložištích. Dle Radomíra Pruse je roční výroba linky již zasmluvněna obchodními partnery a dosavadní produkce neumožňuje prodávat baterie nad rámec těchto dodávek.
Továrna Magna Energy Storage na konci roku 2022
Nově postavená hala je rozdělená na 3 hlavní části. V první je příprava nanomateriálu ve formě prášku pro výrobu baterie. Najdeme zde velké kalcinační pece nebo kompaktační a směšovací věže. V druhé části se nachází jedna linka na skládání baterií, ostatní prostor slouží pro drobnější práce a jako skladiště. Pro skladování komponent je momentálně vyhrazena i třetí část haly. V ostatních částech nové haly najdeme zařízení pro formátování a měření baterií, kanceláře, jídelnu nebo laboratoře.
Původní výrobní linka v továrně Magna Energy Storage (uvnitř bílých buněk) a dílna s kovovýrobou
Kromě nové haly jsou zde ještě dvě starší a menší haly. V první se nachází kovovýroba a pilotní linka, na níž začínala výroba současné baterie. V druhé hale se připravuje výroba kontejnerových baterií.
Výroba baterií HE3DA
V továrně Magna Energy Storage se v tuto chvíli vyrábí jeden typ baterie zvaný Robusta. Výroba probíhá v jednosměnném provozu na jedné lince, přičemž během tohoto roku by se měl provoz rozšířit na tři směny.
Hlavní hala továrny Magna Energy Storage
Formátování baterií v továrně Magna Energy Storage
K výrobě baterií slouží robotizovaná linka, která zatím pracuje v poloautomatickém režimu – výroba se pořád ladí a stroje tak musí doplňovat lidé. Všechny stroje pro výrobu materiálu i baterií si továrně Magna Energy Storage vyvíjejí sami.
Jedná se v pořadí již o třetí linku – první je v Pražských Letňanech ve vývojovém centru HE3DA a vyrábí prototypové baterie (černé s barevným víkem). Druhá stojí ve staré hale, začala vyrábět baterie současného typu a nyní slouží pro vývojové účely. A třetí, největší linka stojí v hlavní hale a na ní se vyrábějí baterie, které už jsou finální produkt.
Výroba momentálně probíhá v tempu 1 baterie, tedy 1,3 kilowatthodiny za 13 minut. Po odladění a ve vícesměnném provozu bude výroba zrychlovat, přičemž maximální kapacita této linky je 200 MWh baterií ročně.
Další výroba bude probíhat na jiných linkách a bude vyrábět novější typ baterie. Nové linky by tak měly být modulární, kdy budou veškerá zařízení včetně suchého vzduchu integrovaná do dvou kontejnerů, které se spojí dohromady.
Odlehčení výroby i baterie vyplývá ze zkušeností nasbíraných při dosavadním vývoji. Urychlily ho ale také rostoucí ceny surovin a součástek nebo fyzický nedostatek materiálu.
Úložiště s bateriemi HE3DA
Magna Energy Storage v současnosti připravuje tři typy úložišť.
- Powerbox pro domácí fotovoltaiku s kapacitou 15–20 kWh. Tato úložiště jsou určena hlavně pro investory továrny Magna Energy Storage a právě u nich lze najít i první reference.
- Charger pro nabíjení elektromobilů s kapacitou 250 kWh a výkonem 90 kVa. První box absolvoval několik předváděcích akci a nyní ho lze najít ve vývojovém centru HE3DA v Letňanech.
- Kontejnerové úložiště 1500 kWh včetně AC měniče o výkonu 500 kW. První úložiště tohoto typu je ve výstavbě.
Nabíjecí stanice pro elektromobily s bateriemi HE3DA.
Články HE3DA
O článku zvaném Robusta jsme na TZB-info psali již několikrát. Jedná se o nejdéle vyvíjený typ a v současnosti už má všechny potřebné certifikáty pro komerční uplatnění, pro přepravu, i pro získání dotací (tzn. lze získat dotaci na pořízení baterie HE3DA). Článek je určený pro energetiku, tedy pro stacionární ukládání energie. Jeho využití je hlavně do výše zmíněných úložišť a pak jako náhrada olověných baterií ve stávajících aplikacích.
- Baterie HE3DA – výroba, zátěž, zkrat a crash test
- HE3DA: výsledky měření z ČVUT, novinky z USA i z Horní Suché
Parametry článku Robusta:
| Nominální napětí: | 3,7 V |
| Minimální vybíjecí napětí (cut off): | 2 V |
| Maximální nabíjecí napětí (cut off): | 4,2 V |
| Doporučené napěťové rozpětí: | 2,5–4,1 V |
| Kapacita: | 350 Ah |
| Kapacita: | 1 300 Wh |
| Doporučený kontinuální nabíjecí proud: | 30 A |
| Doporučený kontinuální vybíjecí proud: | 80 A |
| Životní cyklus @ 10% DOD: | >100 000 cycles |
| Životní cyklus @ 100% DOD: | 1 000 cycles |
| Teplotní rozsah: | −10 °C až 80 °C |
| Váha s vysokonapěťovou ochranou: | 14,6 kg |
| Váha bez vysokonapěťovou ochranou: | 13,8 kg |
| Váha v suchém stavu: | 9,8 kg |
| Rychlost reakce +80 A do −80 A: | 40 ms |
Mezi jeho hlavní výhody patří:
- Vysoká bezpečnost
- Dlouhá životnost
- Jednoduchý battery management
- Snadná recyklace
- Kompletně evropský původ
Tyto parametry upřesňuje Jan Procházka, vynálezce technologie HE3DA: „Klasické baterie udělaly obrovský pokrok a dnes jsou na skvělé úrovni. Ale narážejí na limity technologie tenkých elektrod. S těmito elektrodami musíte použít tenký plastový separátor o síle 10 až 12 mikrometrů. Ten je hlavním důvodem citlivosti a zkracování životnosti článků,“ říká. „My díky konstrukci naší baterie a silným elektrodám můžeme použít keramický separátor o síle 200 mikrometrů. A z toho plyne velká část unikátních vlastností naší baterie,“ dodává.
„U konkurenčních článků vidíme při testování podobný profil degradace. Přesné hodnoty se u jednotlivých výrobců liší, ale ta křivka má podobný tvar. Po pár stech cyklech roste vnitřní odpor, baterie více hřeje a její účinnost klesá. Příčinou degradace je právě tenoučký plastový separátor. Takovou baterii nemůžete přehřát, vždy tím zkrátíte životnost. Naši baterii můžete bez problémů a dlouhodobě provozovat při osmdesáti stupních. Když jsme zkusili do své baterie dát klasický plastový separátor a nechali ji cyklovat, vyšla nám podobná křivka degradace, jako mají ostatní články na trhu,“ říká Jan Procházka.
„Robustní konstrukce našich článků znamená, že nepotřebujete složitý battery management, který permanentně balancuje tisíce článků. Stačí vám jednoduché zařízení, abyste měl kontrolu, co se v úložišti děje. Články stačí srovnat jednou za čas,“ vysvětluje Jan Procházka. „Nepotřebujete ani masivní chlazení. Díky tomu jsou naše úložiště jednodušší a účinnější než konkurence.“
Jednodušší elektronika znamená vyšší spolehlivost úložiště. „Samotné články skoro nikdy nejsou rizikový faktor. Tím jsou v první řadě špatné kontakty, v druhé řadě elektronika a ve třetí software. Zkušenosti s naším prototypovým úložištěm v Nevadě to potvrzují. Voltmetry a teploměry jsme měnili mnohokrát, kontakty jsme čistili opakovaně, monitorovací software se také předělával a teď naposledy tam odešla wifi. Naproti tomu články jsme nemuseli měnit ani jednou, spolehlivě dodávají elektřinu již pátý rok,“ dodává Jan Procházka.
Další vývoj technologie HE3DA
Vývoj článku typu Robusta je u konce. Je certifikovaný, má své místo při ukládání energie a při nahrazování olověných baterií. Další vývoj firmy se soustředí na nový typ pracovně nazývaný „Sardinka“, který bude odlehčený a bude mít vyšší výkon. Jeho výroba tak bude vyžadovat méně surovin, bude výrazně rychlejší a svými parametry bude schopen pokrýt většinu aplikací, včetně zdroje energie pro lodní nebo kamionovou dopravu. Pro kamiony přitom HE3DA vyvíjí nejen baterii, ale také design elektrického pohonu.
Krize dodavatelských řetězců, která trvá dodnes, zároveň vede k úsilí, aby baterie i úložiště byly v co největší míře českého a evropského původu. „Elektrolyt jsme doteď kupovali v Japonsku, teď se nám ale povedlo vyvinout vlastní ve spolupráci s českou firmou, takže naše baterie od roku 2023 už budou mít elektrolyt z Pardubic. BMS do velkých úložišť jsme měli ze Slovinska a dalšího dodavatele jsme našli v Polsku, odkud máme také střídače,“ vyjmenovává Radomír Prus.
Testování článku Li-S a vývoj baterií v laboratoři HE3DA
HE3DA přitom zkoumá další možné uplatnění technologie, například baterie do nízkých teplot, startovací baterie nebo jiné chemie – ať už oblíbený lithum-železofosfát, nebo méně obvyklé lithium-síra. „Tuto chemii testujeme ve spolupráci s americkou firmou NexTech. Využití síry v bateriích naráží na mnoho konstrukčních výzev a naše technologie je schopná vyřešit řadu z nich,“ říká Jan Procházka.