Batterietransport und Verpackung in der Wertschöpfungskette

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Batterietransport & Verpackung in der Wertschöpfungskette

Unser Vortrag auf dem Future Battery Forum 2020

23. Dezember 2020

Batterietransport und Verpackung in der Wertschöpfungskette

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Das Jahr 2020 war in vielerlei Hinsicht ungewöhnlich – besonders wenn es um das Thema Veranstaltungen geht. Viele Events und Messen wurden zunächst mehrmals verschoben, dann abgesagt oder auf das Jahr 2021 verlegt. Umso mehr haben wir uns auf unsere erste virtuelle Veranstaltung gefreut: Das Future Battery Forum am 10. und 11. Dezember. Die ursprünglich als kleines Forum in Berlin geplante Veranstaltung wurde schließlich mit etwa 2000 Teilnehmern virtuell durchgeführt. Im Vordergrund stand der Austausch. Zwei Tage lang haben Experten, Batteriehersteller, Zulieferer und Dienstleister über die Zukunft von Batterietechnologien diskutiert.

Unser Highlight war der Vortrag von Jürgen Krahé, Senior Commercial Director bei ORBIS Europe: Batterietransport und Verpackung in der Wertschöpfungskette – Anforderungen für Li-Ion und Zukunftstechnologien. Wir haben die wichtigsten Inhalte und Erkenntnisse einmal zusammengefasst.

Grundlagen zum Transport von Lithium-Ionen-Batterien

Lithiumhaltige Batterien werden nach dem internationalen Transportrecht als Gefahrgut eingestuft und fallen unter die Gefahrgutklasse 9. Der Transport dieser Güter unterliegt strengen Vorschriften, die im Orange Book der vereinten Nationen festgesetzt sind. Daraus ergeben sich unter anderem für Europa und die Anrainerstaaten das RID für die Schiene und ADR für die Straße. Vom Rohstoff bis zum Recycling durchlaufen Batterien mehrere Metamorphosen: Aus Batteriezellen werden Module, aus Modulen werden Packs. Wenn die Batterien eine bestimmte Kapazitätsgrenze unterschreiten, werden sie wieder zurückgeführt, z.B. für das Recycling oder die Nutzung in Energiespeichern. Für all diese Transporte sind unterschiedliche Verpackungen notwendig mit unterschiedlichen Anforderungen. Wir unterscheiden 5 Varianten, für die zum Teil auch unser Gefahrgutbehälter IonPak® eingesetzt werden kann:

    1. Ungeprüfte Zellen und Prototypen
    2. Geprüfte Batterien oder Zellen
    3. Benutzte Batterien (nicht beschädigt)
    4. Beschädigte, nicht-gefährliche Batterien
    5. Beschädigte, gefährliche Batterien
Verpackungslösungen für den Batterie-Lebenszyklus

Die Verpackungslösungen über den Lebenszyklus hinwegORBIS IonPak, Gefahrgutbehälter aus Kunststoff für den Transport von Lithium-Ionen-Batterien und festes Gefahrgut

Für Zellen in Kleinserien oder Prototypen, die zu Zertifizierungszwecken transportiert werden, können kleine Boxen mit Standardmaßen von 600 x 400 mm genutzt werden. Bei serienreifen Batteriezellen oder -modulen und zum Teil auch Batterie-Packs kommt meist unser Gefahrgutbehälter IonPak® zum Einsatz. Die kundenspezifische Verpackungslösung besteht aus einem robusten Großladungsträger mit Standardmaßen (1200 x 800 // 1200 x 1000 mm) und einer Gefahrgut-optimierten Innenverpackungslösung. Diese ist gemäß Gefahrgutrichtlinien an den Transport Ihres Gefahrguts angepasst. Größere Batterie-Packs werden mit Metallgestellen bis unmittelbar an die Montagelinie transportiert. Auch für beschädigte, gefährliche Batterien müssen Metall-Container mit besonderen Sicherheits-Features genutzt werden. Mit Kunststoffbehältern ist dies nach aktuellem Stand nicht möglich.

So ist die aktuelle Situation am Markt

Die Klimaziele der EU-Kommission lagen ursprünglich bei einer 40%igen Reduktion des CO2-Ausstoßes bis 2030 (im Vergleich zu 1990).¹ Nun wurden die Ziele auf eine Reduktion um 55% angepasst. Dazu sagt Jürgen Krahé ein seinem Vortrag: „Wir alle sind gefordert, unsere Umwelt in Zukunft weniger zu belasten.“ Als Beispiel nennt er die Automobilindustrie. Das Ziel der Elektrifizierung ist es, CO2-Emissionen einzusparen. Doch die Herstellung eines Elektrofahrzeuges kann bis zu 150% mehr CO2 ausstoßen als die Herstellung eines Verbrennungsfahrzeuges.² Gerade deshalb müssen Unternehmen an anderen Stellen CO2 einsparen – auch in den Lieferketten, auch in der Verpackung. „Noch immer sind hauptsächlich Einweg-Verpackungen im Umlauf“, so Krahé. Mit deren Abfällen ließe sich laut einer internen Kalkulation zwei Mal im Jahr das Kölner Rheinenergie-Stadion füllen. Aber nicht nur der Umweltschutz allein sei Grund genug für einen Umstieg auf Kunststoffverpackungen, erläutert Krahé: „Er ist auch aus Kostengründen sinnvoll.“

Umfassende Beratung ist ein Muss

Immer mehr Unternehmen ersetzen ihre Einwegverpackungen durch nachhaltigere Alternativen. Die Implementierung von Mehrweg-Großladungsträgern ist komplex und der Beratungsprozess im Voraus sehr wichtig. Anhand verschiedener Faktoren, wie Batterietyp, Batteriegröße und Transportmittel, wird der optimale Container ausgewählt oder entwickelt. Die Ziele müssen genau definiert, alle Stakeholder mit einbezogen und alle Anforderungen genauestens untersucht werden. Die Entwicklung der kundenspezifischen Innenverpackung ist der wohl wichtigste Aspekt bei der Implementierung. Diese muss den sicherheitsrelevanten Anforderungen, auch beim Be- und Entladeprozess, entsprechen. Je nach Außengehäuse der Batterie und Batteriegröße muss die Gesamt-Lösung von einem akkreditierten Prüfinstitut abgenommen werden, bevor die Serienproduktion startet. Dazu sagt Jürgen Krahé: „Das ist ein komplexer Prozess. Ich erlebe das regelmäßig, wenn unsere Ingenieure mit den Projektteams auf Kundenseite in vielen Dialogen sind.“

Implementierung von Gefahrgutbehältern aus Kunststoff

Ein Blick in die Zukunft

Was ändert sich in den nächsten Jahren? Darüber haben Jürgen Krahé und sein Team nachgedacht. Alleine in Europa plant die Automobilindustrie mindestens 150 neue Modelle in den nächsten Jahren. Und auch in anderen Industriebereichen geht die Elektrifizierung voran. Dadurch ergibt sich nicht nur eine steigende Nachfrage nach Batterien, auch die Rücklaufquoten von ausgedienten Batterien werden exponentiell ansteigen. Laut Krahé könnten neben Lithium auch andere Stoffe ein Thema werden: Fluorid, Phosphor oder aber höhere Energiedichten. ORBIS Europe arbeitet bereits an neuen Ladungsträgern, optimierten Innenverpackungen, optimierten Ablaufprozessen, Automatisierung und Ladungsträgern für den Rücktransport beschädigter Batterien, um auf die neuen Entwicklungen zu reagieren. „Wir stellen uns mit ORBIS Europe diesen Herausforderungen und haben schon heute eine prall gefüllte Innovations-Pipeline“, so Krahé.

Wie sehen Sie die Zukunft der Batterietechnologien? Tauschen Sie sich gerne mit einem unserer Verpackungsexperten aus.
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Lithium-Ionen-Batterien werden in einer Vielzahl von Produkten verwendet, darunter Mobiltelefone, Elektrofahrzeuge. Aufgrund der gefährlichen Eigenschaften wird der Transport durch regionale und globale Behörden geregelt.

Wie ORBIS nach Europa kam

ORBIS ist Teil der Menasha Corporation und kann daher auf über 170 Jahre Erfahrung im Bereich von Mehrwegverpackungen zurückblicken. Seit 2002 bedient ORBIS auch Kunden in Europa. Seit 2016 hat ORBIS hier einen eigenen Sitz.