Oportunidades en equipos de fabricación de baterías

Avances recientes en movilidad eléctrica dará como resultado una demanda sin precedentes de vehículos eléctricos (EV), a pesar de las interrupciones económicas y de suministro que resultaron de la crisis de COVID-19. Con esta creciente demanda vendrá un gran salto en la demanda de baterías. La fabricación de baterías está aumentando en todo el mundo para satisfacer la demanda local. Para dar servicio a la fabricación europea de vehículos eléctricos, las empresas de celdas de batería establecidas y las nuevas empresas emergentes han anunciado planes para construir una capacidad de producción combinada de hasta 965 gigavatios-hora (GWh) por año en Europa para 2030, lo que representa el 28 por ciento de la capacidad global anunciada para 2030 de alrededor de 3500 GWh y aumentando 20 veces desde 2020.1 Rastreador de suministro de batería McKinsey, diciembre de 2021.

Este artículo es un esfuerzo de colaboración de Jakob Fleischmann, Dorothee Herring, Ruth Heuss, Friederike Liebach y Martin Linder, que representa puntos de vista de la práctica de electrónica avanzada de McKinsey.

Para satisfacer la creciente demanda, aproximadamente 30 nuevas instalaciones de fabricación de baterías deberán conectarse en toda Europa, lo que requerirá hasta 100 000 millones de euros en gastos de capital (Gráfico 1). Aproximadamente el 60 por ciento de la inversión total se destinará a equipos de fabricación de celdas de batería. Esto se traduce en una oportunidad comercial anual de entre 5.000 y 7.000 millones de euros para la industria de equipos de fabricación en Europa para 2025 y entre 7.000 y 9.000 millones de euros en la segunda mitad de la década.

En el proceso de fabricación de celdas de batería, tres pasos requieren proporciones aproximadamente iguales de gastos de capital: 35 a 45 por ciento para equipos de fabricación de electrodos, 25 a 35 por ciento para equipos de ensamblaje y manejo de celdas, y 30 a 35 por ciento para equipos de acabado de celdas. (Anexo 2). Algunos procesos, como el recubrimiento y el llenado de electrolitos, son exclusivos o muy específicos de la fabricación de celdas de batería. Estos procesos requieren condiciones de sala limpia y seca y experiencia en, por ejemplo, deposición de capa delgada de alta precisión. Otros procesos, como el corte longitudinal, la formación de células y el envejecimiento, son similares a los procesos que se usan ampliamente en otras industrias o requieren equipos de logística de fabricación interna.

En la actualidad, solo un puñado de empresas que se especializan en equipos de fabricación de celdas de batería, que se utilizan para mezclar lodos, fabricar electrodos, ensamblar celdas y terminar celdas, operan en Europa; la mayoría están en China, Japón y Corea del Sur (Anexo 3). Sin embargo, la mayoría de estos proveedores de fabricación de celdas de batería están operando a más del 95 por ciento de su capacidad, lo que deja poco espacio para aumentar la producción. Además, pueden dar prioridad a los pedidos de clientes establecidos (en su mayoría, los principales fabricantes de células titulares) sobre los de los nuevos participantes en el mercado de Europa y los Estados Unidos. Como resultado, es probable que las empresas europeas de fabricación de celdas de batería y los fabricantes de equipos originales de vehículos eléctricos que ingresan al campo se enfrenten a un cuello de botella en el suministro de equipos que pondrá en riesgo el inicio planificado de la producción. Asegurar el suministro de equipos es un factor clave de éxito.

Los fabricantes de equipos europeos tienen la oportunidad de capturar una parte justa de los ingresos al convertirse en proveedores clave de los fabricantes de células establecidos que se están expandiendo a Europa y los Estados Unidos, así como a los fabricantes de baterías recién fundados, dada su proximidad geográfica, lo que facilita la instalación, puesta en marcha y soporte para equipos. Los fabricantes de equipos que ya venden los equipos necesarios podrían expandir su capacidad para satisfacer la creciente demanda y acercarse a clientes nuevos y existentes. Mientras tanto, los fabricantes que actualmente no venden el equipo necesario para producir celdas de batería podrían aprovechar su experiencia en maquinaria y equipos existentes de procesos similares para entrar en este mercado. Este artículo analiza la escasez anticipada de equipos y presenta opciones para que los proveedores de equipos llenen este vacío.

Los OEM de vehículos eléctricos y las empresas de fabricación de celdas de batería necesitarán equipos de fabricación para acelerar la producción rápidamente y garantizar un alto rendimiento de producción en fábrica. Dado que la mayoría de las nuevas gigafábricas anunciadas han planeado comenzar la producción antes de 2025, las empresas están tomando decisiones de compra sobre el suministro de equipos de fabricación ahora. Además, el surgimiento de nuevas empresas de fabricación de celdas de batería que planean construir gigafábricas abre oportunidades para que los fabricantes de equipos aseguren nuevos contratos de suministro, en lugar de competir únicamente en función de las relaciones existentes con los fabricantes de celdas de batería establecidos.

El Acuerdo Verde Europeo, los esquemas nacionales de apoyo, la presión de los inversionistas activistas y el amplio apoyo de las partes interesadas para la energía sostenible se unen para brindar a los proveedores de equipos de fabricación de baterías un acceso atractivo a la financiación pública y privada. Los fabricantes de equipos pueden aprovechar este entorno favorable para respaldar sus planes de crecimiento en la industria de celdas de batería. Sin embargo, la competencia entre los proveedores de equipos se intensificará, lo que requerirá que todas las partes interesadas evalúen cuidadosamente sus operaciones y capacidades existentes y elaboren estrategias para aprovechar al máximo esta oportunidad sin precedentes.

Si bien los fabricantes de equipos que ya cuentan con la experiencia y la capacidad para fabricar equipos de baterías pueden aprovechar el entorno de financiamiento beneficioso para hacer crecer sus negocios, otros pueden aprovechar la oportunidad modificando sus competencias.

Los proveedores de equipos para industrias cuyos pasos del proceso de fabricación son comparables a los de la producción de celdas de batería tienen una posición de partida particularmente ventajosa para aprovechar la oportunidad de la batería. El proceso de recubrimiento y secado, que requiere un alto gasto de capital, por ejemplo, requiere una deposición de capa delgada de alta precisión, con algunas similitudes con lo que se necesita en las industrias de equipos de fabricación de papel, cinta, vidrio y textiles técnicos.

El ensamblaje de celdas, que implica perforar, apilar, enrollar, soldar y sellar, es relativamente menos específico de la fabricación de baterías y más similar a los procesos generales de fabricación y automatización. La oportunidad de crecimiento en equipos de fabricación de celdas de batería puede convertirse en una oportunidad atractiva para las empresas de maquinaria que buscan nuevos mercados de crecimiento a los que puedan transferir sus habilidades y experiencia existentes.

Los fabricantes de equipos europeos que buscan cambiar o expandirse en el mercado de equipos de celdas de batería pueden considerar cuatro vías para desarrollar las competencias que necesitarán para competir de manera efectiva:

Los jugadores de equipos determinados, como Manz, pueden combinar estratégicamente múltiples vías para la construcción acelerada y efectiva de conocimientos sobre baterías, incluidas adquisiciones y cooperación estratégica con socios europeos y asiáticos. Del mismo modo, Dürr dio el primer paso en equipos de baterías alrededor de 2018, respaldado por la adquisición de las empresas estadounidenses MEGTEC y Universal. A través de la adquisición, Dürr ganó competencias en sistemas de recubrimiento para electrodos de baterías de iones de litio, que amplió aún más a través de su asociación estratégica con Techno Smart.

Las principales empresas de equipos prestan mucha atención a los desarrollos de la industria y los movimientos de los fabricantes de baterías, buscan asociaciones y se unen a iniciativas de investigación y alianzas enfocadas.

Las empresas de equipos que lideran el desarrollo de competencias en baterías exhiben varias características comunes:

Los fabricantes europeos que están considerando ingresar al mercado de equipos de fabricación de celdas de batería tienen numerosos caminos a considerar, pero cada uno requiere moverse rápidamente para evitar quedarse fuera de lo que promete ser un mercado importante y lucrativo. Ahora es el momento de actuar a medida que se solidifica el financiamiento y avanzan los planes de construcción de la gigafábrica. Después de analizar cuidadosamente las competencias necesarias en cada etapa y subetapa del proceso de fabricación de celdas de batería, las empresas pueden evaluar si tienen la experiencia necesaria para abordar esta nueva demanda del mercado, o si pueden transferir o pivotar la experiencia adyacente. Aquellos que no lo hagan aún pueden aprovechar sus posiciones privilegiadas para participar a través de una asociación estratégica, una empresa conjunta o una combinación de las dos. La mejor manera de pulir su reputación, aprender haciendo y establecer un punto de apoyo desde el cual expandirse es iniciar un proyecto con un cliente o socio existente y cumplir con las expectativas en cuanto a tiempo, calidad y costo. Las empresas que abordan el trabajo cuidadosamente y con un sentido de urgencia adecuado obtendrán los beneficios de expandirse a un mercado nuevo y emocionante.

jacob fleischmannes socio asociado de la oficina de McKinsey en Múnich, dondeMartín Linderes un socio mayoritario;Arenque Dorothee es socio de la oficina de Düsseldorf; yruth heusses socio mayoritario de la oficina de Berlín;Friederike Liebaches consultor en la oficina de Frankfurt.