Auta elektryczne a przyszłość produkcji motoryzacyjnej

Choć szacunki na temat wartości rynku samochodów elektrycznych i tego, jak szybko będzie on rósł, są różne, od elektrycznej rewolucji w przemyśle motoryzacyjnym na pewno nie będzie już odwrotu. Główną jej siłą napędową są oczywiście zmiany klimatyczne, których skutki ostatnio odczuwamy na całym świecie coraz silniej. Zmuszają one do upowszechniania technologii o ograniczonym negatywnym wpływie na środowisko naturalne, do których zaliczane są auta elektryczne. Trend ten szybko dostrzegli producenci samochodów.

Strategie dla elektromobilności

Swoje zaangażowanie na rynku pojazdów elektrycznych, równocześnie z odchodzeniem od produkcji samochodów spalinowych, sukcesywnie zwiększają najwięksi producenci aut. Przykładem jest Volkswagen Group – firma, przedstawiając najnowszą długoterminową strategię rozwoju, zapowiedziała, że pojazdy elektryczne mają stanowić 50% całkowitej sprzedaży grupy do 2030, a w ciągu następnej dekady ten udział ma wzrosnąć do 100%.

W tym celu rozszerzane musi być portfolio samochodów elektrycznych – przykładowo Hyundai Motor Group zapowiedziało zwiększenie liczby aut elektrycznych w ofercie z kilku do ponad dwudziestu różnych modeli do 2025 roku. W tyle w tym zakresie nie zamierzają pozostać też inni liczący się producenci, jak Mercedes- Benz, BMW, Volvo. Przykładowo ten ostatni planuje najpóźniej w 2030 sprzedawać wyłącznie samochody elektryczne, całkowicie wycofując ze swojego globalnego portfolio pojazdy z napędem spalinowym, w tym auta hybrydowe. W przypadku BMW z kolei do tego czasu pojazdy elektryczne będą stanowiły około połowy całkowitej sprzedaży, natomiast od 2025 roku wszystkie nowe modele samochodów firmy Mercedes- Benz będą wyłącznie elektryczne.

Rynek e-aut zamknięty dla nowych graczy?

Biorąc pod uwagę te plany można się zastanawiać, czy na tym rozwijającym się rynku w ogóle mają szansę zaistnieć nowi producenci. Niestety dla nich dotychczas powszechnie za pewnik przyjmowano bowiem, że koncerny motoryzacyjne o ugruntowanej pozycji w naturalny sposób płynnie adaptują się do wszystkich nowinek technologicznych. Wynika to przede wszystkim stąd, że branżę motoryzacyjną charakteryzuje bardzo wysoka bariera wejścia. Na tę ma wpływ głównie efekt skali, czyli zmniejszania się jednostkowego kosztu produkcji w miarę zwiększania jej wolumenu – właśnie to, że koszt produkcji kilku aut jest liczony w milionach dolarów za sztukę, ale już w przypadku setek tysięcy pojazdów maleje do tysięcy dolarów za sztukę, decyduje o monopolu koncernów motoryzacyjnych mających możliwości produkcji na masową skalę.

A może szanse są wyrównane?

Jeżeli jednak chodzi o samochody elektryczne, nie jest to takie oczywista. Wynika to z różnic między konstrukcją aut tego typu a ich spalinowymi odpowiednikami. W tym przypadku nie wystarczy bowiem, jak w produkcji samochodów hybrydowych, jedynie zmodyfikować już istniejący projekt, a następnie wprowadzić zmiany w procesie montażu. W celu zbudowania pojazdu elektrycznego w praktyce trzeba zacząć od zera, w projekcie rozwiązać zupełnie inne problemy, a potem zorganizować nową linię montażową. Przewaga koncernów motoryzacyjnych nie wydaje się zatem już taka oczywista.

Zresztą przykład Tesli najlepiej pokazuje, że firmy o ugruntowanej pozycji na rynku samochodowym mogą się czuć zagrożone w obliczu rosnącej popularności aut elektrycznych – sukces tej firmy dowiódł, że nawet startup bez żadnego doświadczenia w produkcji pojazdów może stać się w tej dziedzinie światowym liderem.

Z drugiej jednak strony koncerny motoryzacyjne nie są bez szans. Co więcej, mają w ręku bardzo ważny atut, którym jest rozpoznawalność ich marek oraz zaufanie, jakim darzą ich klienci, którzy przez lata wyrobili sobie opinie na ich temat. To z pewnością zachęca do zaangażowania się w ten wyścig, by tego wypracowanego przez lata kapitału o niewymiernej wartości nie zmarnować. Aby odnieść sukces, giganci motoryzacyjni muszą jednak zrozumieć, jakie wyzwania stawia przed nimi przestawienie się na produkcję samochodów elektrycznych, zarówno pod względem technicznym, jak i organizacyjnym, głównie w zakresie zarządzania siłą roboczą.

Auta spalinowe vs elektryczne

Modyfikacje w procesie produkcyjnym i montażowym wynikają z różnic w budowie samochodów spalinowych i elektrycznych. Te drugie nie są wyposażone w silniki spalinowe, chłodnice, skrzynie biegów, zbiorniki paliwa, układy wydechowe, natomiast potrzebują szeregu nowych komponentów, głównie: akumulatorów, układów trakcyjnych, systemów ładowania oraz silników elektrycznych i falowników.

Kluczową różnicą między pojazdami obu rodzajów z punktu widzenia produkcji jest zastąpienie silnika spalinowego silnikiem elektrycznym. Dzięki temu montaż jest prostszy i mniej pracochłonny, a ponieważ w silnikach elektrycznych mniej jest takich części, jak węże i uszczelki, jest łatwiejszy do zautomatyzowania. Z drugiej strony więcej elektroniki w układach napędowych oznacza, że trzeba wdrożyć nowe procesy produkcyjne w zakresie zabezpieczenia okablowania i kontroli jakości

Inną ważną różnicą w budowie układu napędowego jest konieczność integracji zestawów akumulatorów, które składają się z modułów ogniw i elektronicznego układu kontroli, który monitoruje ich wydajność, temperaturę, stan połączeń i obudowy. W tym przypadku, poza montażem, zmiana wpływa także na organizację łańcucha dostaw. Wynika to stąd, że ogniw nie można przechowywać w dużej liczbie ze względu na zagrożenie pożarowe oraz degradację ich właściwości magazynowania energii w miarę upływu czasu. Dlatego trzeba zapewnić ciągłość dostaw tych sztandarowych komponentów aut elektrycznych.

Akumulatory wpływają także na jeszcze jeden aspekt produkcji pojazdów tego typu – ich wagę. W samochodach spalinowych również jest to ważna kwestia z powodu dążenia do ograniczenia zużycia paliwa, natomiast projektanci e-aut skupiają się na tym, ponieważ wpływa to na zasięg między ładowaniami. Tymczasem akumulatory w jednym aucie mogą ważyć nawet ponad pół tony. Dlatego szuka się sposobów na zmniejszenie wagi samochodu. Takim jest zastępowanie stali aluminium. Materiał ten jest jednak trudniejszy w obróbce i łączeniu. To wymusza wdrażanie odpowiednich do jego właściwości technik.

Poza tym na liniach produkcyjnych samochodów elektrycznych potrzebny jest dodatkowy sprzęt do podnoszenia i przenoszenia ciężkich akumulatorów, jak również, na końcowym etapie montażu, zmontowanych aut. Z drugiej strony nie są w tym przypadku konieczne systemy odsysania spalin na etapie końcowej kontroli jakości.

Jak się przestawić na produkcję e-aut?

Jak zatem na opisane wyzwania w procesie produkcji oraz montażu aut elektrycznych mogą odpowiedzieć koncerny motoryzacyjne? Opcji jest kilka, a zasadnicza decyzja dotyczy tego, czy przyjęte zostanie podejście brownfield, czy greenfield, czyli czy – w drugim przypadku – produkcję lepiej prowadzić w zakładzie zbudowanym (zorganizowanym) od podstaw wyłącznie pod kątem wymogów produkcji pojazdów elektrycznych, czy – w strategii brownfield – lepiej wydzielić i zmodernizować linię montażową e-aut w ramach istniejącej linii technologicznej dla pojazdów spalinowych. W drugim przypadku prowadzi się produkcję mieszaną, zarówno aut elektrycznych, jak i spalinowych w obrębie jednego zakładu. Obie strategie są przez koncerny motoryzacyjne praktykowane.

Decydując się na tę drugą, trzeba zwykle dokonać znaczącej modyfikacji w działającej linii. Strategia ta jest popularna wśród producentów, którzy dopiero próbują się rozeznać na rynku pojazdów elektrycznych i nie spodziewają się jeszcze wysokich wyników sprzedaży e-aut w krótkim czasie. Wadą tego podejścia jest to, że zwykle łączy się z koniecznością zmniejszenia wolumenu produkcji aut w technologii tradycyjnej, by w ograniczonej przestrzeni wygospodarować ją w ilości potrzebnej do rozpoczęcia produkcji aut nowego typu. Im większy popyt na samochody elektryczne, tym zatem bardziej trzeba będzie ograniczać produkcję aut spalinowych. To nie musi jednak być problemem, jeżeli producent i tak ma w planach stopniowe wycofywanie się z rynku samochodów z napędem spalinowym. Z drugiej jednak strony mieszane linie montażowe mogą okazać się nieefektywne – ze względu na różne tempo operacji prowadzonych we wspólnych obszarach produkcyjnych i montażowych może to prowadzić do wąskich gardeł i problemów logistycznych.

W podejściu greenfield zbudowanie nowego zakładu produkcyjnego zaprojektowanego od podstaw pod kątem potrzeb produkcji pojazdów elektrycznych wiąże się z kolei z ogromnymi nakładami inwestycyjnymi. Dlatego przedsiębiorca, który się na to decyduje, aby uzyskać zakładany zwrot z inwestycji, musi produkować pojazdy elektryczne od razu na masową skalę. Tego trudno być jednak stuprocentowo pewnym w czasie, kiedy rynek się dopiero rozwija, w związku z czym popyt może się wahać, nie wspominając już o trudnej sytuacji gospodarczo-politycznej. Z drugiej jednak strony, licząc się z takim ryzykiem, nowy zakład można zaprojektować w sposób nakierowany na zwiększenie wydajności i kosztów produkcji, wprowadzając specjalne pod tymi kątami zoptymalizowane rozwiązania technologiczne. To zaprocentuje w przyszłości, jeśli rynek elektromobilności będzie się rozwijał w prognozowanym tempie. Taka perspektywa może zachęcić koncerny motoryzacyjne, które dzięki temu będą mogły konkurować ze startupami czy firmami technologicznymi z innych branż, które zdecydują się wejść na rynek e-aut, rozpoczynając od zera.

Monika Jaworowska