Metaverso auxilia na produção de baterias para elétricos

Hannover, Alemanha – Ao seguirem os planos anunciados pelas empresas fabricantes de veículos no sentido da eletrificação de sua produção no mundo a demanda por baterias crescerá de forma exponencial nos próximos anos. Segundo Ton Einar Jensen, CEO da Freyr, uma startup norueguesa que investe na produção dos componentes de armazenamento de energia para veículos, para atender a esses planos será necessário inaugurar cem gigafábricas em sete a dez anos, uma média de quinze novas unidades produtivas por ano no planeta.

Gigafábrica foi o nome dado por Elon Musk, fundador e CEO da Tesla, para o seu centro de produção de baterias para veículos elétricos e acabou sendo adotado pela indústria. A capacidade de produção de uma gigafábrica é medida por GWh, gigawatt hora, que é a quantidade de potência utilizada para alimentar uma carga em um determinado intervalo. As gigafábricas recém-anunciadas por montadoras têm capacidade que variam de 30 GWh a 50 GWh. Nelas se produz os módulos que são embrulhados nos packs, que equipam os carros elétricos.

Com a LG e a Samsung, por meio de parcerias, a Stellantis investe mais de US$ 6 bilhões em suas gigafábricas na América do Norte. A GM tem parceria com a Samsung para construir sua fábrica nos Estados Unidos e a Volkswagen criou a PowerCo, divisão destinada à produção de unidades de armazenamento de energia sob a direção de Thomas Schmall, que já presidiu a divisão brasileira, na qual pretende investir mais de 20 bilhões de euro até 2030 em gigafábricas.

A expectativa das fabricantes de veículos é que, com a expansão das gigafábricas ao redor do mundo o custo do componente caia – e este ainda é o maior vilão da eletrificação, pois a bateria compõe o maior custo de um carro elétrico. E essa queda no custo pode vir não apenas pelo aumento da escala mas pelo próprio amadurecimento da produção das baterias, cujo processo tem enorme potencial de ser otimizado.

“A produção de bateria para veículos é uma coisa nova comparada com uma indústria de alimentos ou a automotiva”, disse Arndt Zipfel, head of Vertical Batteries na Siemens: “O primeiro grande desafio é fazer o ramp up dessa produção em massa em alta escala”.

Ele contou isso à reportagem da Agência AutoData em frente à réplica de uma linha de produção de baterias que misturava componentes reais com virtuais. Este foi um dos destaques do estande da Siemens na Hannover Messe, a principal feira global de tecnologia industrial do mundo, em Hannover, Alemanha, em abril. Exatamente pelo fato de ainda não ser muito explorada e difundida a produção de baterias é um dos focos da Siemens. Primeiro pelo fato de haver muita demanda, como demonstrado pelo CEO da Freyr. Segundo por haver muito espaço para melhorias, como demonstrou Zipfel.

“Há espaço para aprimorar desde o processo químico, do início da produção da bateria, até o design do produto e da fábrica. Hoje o processo de produção total, desde o começo da mistura química até a célula ficar pronta, leva pelo menos duas semanas. Temos como reduzir e melhorar.”

O processo de produção das baterias é complexo. Começa com a mistura dos componentes químicos, e este é o processo mais crítico, que pode incluir níquel, lítio, cobalto, grafite e outros ainda menos cotados, mas que estão em desenvolvimento. Dele são criadas as células de baterias, que se unem para a produção dos módulos. Estes módulos são agrupados nos chamados packs, instalados, na maior parte das vezes, no assoalho dos veículos elétricos.

A Siemens fechou na feira de Hannover um acordo com a Freyr para desenvolver, em conjunto, as fábricas de baterias que a startup planeja construir em Mo i Rana, Noruega, e na Geórgia, Estados Unidos. A Freyr tem planos de produzir 50 GWh de baterias até 2025 e de quadruplicar o volume até 2030. Aposta em desenvolvimento de baterias menores, com um novo design, e maior capacidade de geração e de velocidade de recarregamento. Firmou parcerias com diversas empresas da cadeia, de matérias-primas e de tecnologia industrial, mas ainda não tem nenhuma montadora como cliente, embora seu alvo principal sejam os assoalhos dos carros elétricos.

Participar sem produzir

Os planos da Siemens com baterias automotivas não incluem a produção do componente. O que a companhia alemã fornece são os meios para a atividade industrial. Tecnologias importantes e inovadoras no conceito de Indústria 4.0, como o gêmeo digital, compõem o leque de ofertas: trata-se de uma réplica virtual de determinado equipamento. Por ser digital permite que testes sejam feitos no ambiente virtual, reduzindo custos de produção e acelerando o desenvolvimento, eliminando os processos de tentativa e erro do mundo real.

Pois imagine você, caro leitor, vários destes gêmeos digitais interligados em uma fábrica virtual, com a aplicação de inteligência artificial. É o metaverso industrial, uma réplica fiel do chão de fábrica, seja ele existente ou ainda projeto, que colaborará ainda mais para acelerar o desenvolvimento e reduzir os custos.

E não se limita à produção das baterias: pode ser aplicado em qualquer indústria, ou até mesmo no projeto de edifícios ou cidades. No metaverso é possível criar, inclusive, a réplica do operador das máquinas para fazer a fábrica rodar neste mundo virtual.

Uma destas réplicas, unindo o real com o virtual, foi demonstrada no estande em Hannover. Os gráficos são desenvolvidos pela NVIDIA, parceira da Siemens neste processo de digitalização. Segundo Zipfel, da Siemens, o demonstrado na feira em Hannover foi um protótipo da fábrica que a Freyr erguerá – e ele é usado pela startup em suas apresentações para investidores, como se fosse algo já em operação.

“Ao permitir que as empresas modelem, façam protótipos e testem dezenas, centenas ou milhões de interações de projeto em tempo real e em um ambiente imersivo baseado em física antes de comprometer recursos físicos e humanos em um projeto as ferramentas de metaverso industrial darão início a uma nova era para resolver problemas do mundo real digitalmente”, diz um relatório da MIT Technology Review Insights feito em parceria com a Siemens. “O mundo virtual é muito mais fácil e mais barato de se trabalhar.”

Uma pesquisa da ABI Research estima que o potencial de mercado do metaverso industrial atinja US$ 100 bilhões em 2030, dez vezes acima do registrado em 2021.

É oferecendo soluções deste tipo que a Siemens pretende colaborar com a produção de veículos elétricos no mundo, seja nas fábricas de bateria seja nas de veículos eletrificados. Qualquer centavo economizado é válido em uma indústria que está cada vez mais competitiva ao mesmo tempo em que demanda cada vez mais investimentos.