Is het een duurzaam plan om EV-batterijen te hergebruiken voor energieopslag in het net?

2021 kende een indrukwekkende stijging van het aantal elektrische auto's dat wereldwijd in bezit is. Het bezit van EV's steeg met 64% ten opzichte van 2018. Eind 2021 waren er wereldwijd ongeveer 5,6 miljoen EV's in gebruik. Deze groei kan onder andere worden toegeschreven aan de massale adoptie van een duurzame planeet doelstelling. In tegenstelling tot voertuigen met een benzine- of dieselmotor, gebruiken EV's lithium-ionbatterijen om energie op te slaan voor beweging. Deze batterijen hadden een marktwaarde van 27,30 miljard dollar in 2021 volgens een rapport van Global newswire. Hun capaciteit varieert van 17,6 kWh in de SmartEQ tot 107,8 kWh in de Mercedes EQS.

Lithium-ionbatterijen kunnen tot 12 jaar meegaan, maar kunnen nog een tweede leven krijgen, met minder goede prestaties, maar wel als back-up voor commerciële en industriële stroomvoorziening voor consumenten en het elektriciteitsnet. Deze batterijen voldoen in hun tweede leven niet meer aan de EV-prestatienormen en mogen niet worden hergebruikt voor elektrische auto's. Er blijven dus een paar opties over om EV-batterijen die een tweede leven hebben, verder te gebruiken.

Wat zijn de opties voor gebruikte EV batterijen?

Het beleid verbiedt de massale verwijdering van EV-batterijen omdat deze trend tot aanzienlijke milieurampen leidt. De belangrijkste alternatieven die overblijven zijn het hergebruik en de recycling van batterijen voor elektrische voertuigen.

Hergebruik van accu's voor elektrische voertuigen

Een analyse uit 2017 door Melin vermeldde dat 75% van de gebruikte EV-batterijen in 2025 in het tweede leven zal worden hergebruikt, wat de mogelijkheid geeft dat EV-batterijen tegen 2030 meer dan 100 gigawattuur per jaar leveren.EV-batterijen kunnen in hun tweede leven tot tweederde van hun oorspronkelijke energieopslagcapaciteiten behouden. Het proces van hergebruik is echter complexer dan gewoon een batterijpakket uit een EV halen en het in je garage plaatsen voor stroom. De batterijen zouden tests moeten ondergaan om hun resterende capaciteit vast te stellen, en de cellen zouden ook kunnen worden gesorteerd op basis van hun restcapaciteit en nog veel meer. Dit proces is arbeidsintensief maar kan tal van voordelen opleveren.

Het hergebruik van EV-batterijen in woningen en bedrijven heeft een indirect effect op het niveau van CO2-uitstoot Met deze feiten is het geen verrassing waarom autofabrikanten een revolutie willen ontketenen in het hergebruik van EV-batterijen. Bedrijven zoals General Motors (GM) en Nissan maakten in 2015 de weg vrij om tweedehandse EV-batterijen om te zetten in netopslagbedrijven. Deze fabrikanten zijn niet de enige bedrijven die zich bezighouden met het hergebruik van EV-batterijen. BMW heeft ook een aantal projecten in de mouwen.

Recycling van batterijen voor elektrische voertuigen

Volgensde inzichten van Glgs zou in 2020 460.000 ton lithium-ionbatterijen worden gerecycleerd. Om dat in perspectief te plaatsen: we hebben batterijen teruggewonnen uit minder dan 5,6 miljoen EV's en dat gewicht behaald. Toch maakten EV's slechts ongeveer 6% uit van de wereldwijde autoverkoop in 2021. De recyclage-eenheid voor 2020 is duidelijk klein in vergelijking met de hoeveelheid die mogelijk zou worden verkregen uit 20% van de EV's die tegen 2025 wereldwijd zullen worden verkocht. Dit resulteert dus in een enorme toename van EV batterijen op hun tweede leven in de komende twee decennia of minder.De aantallen blijven stijgen, en een geschatte waarde van 1,2 miljoen ton EV batterijen zou beschikbaar kunnen zijn voor recycling in 2030. Deze cijfers tonen aan waarom massale verwijdering schadelijk is en tonen verder aan dat het mogelijk is om lithium-ion batterijen te recycleren. Bedrijven zoals Redwood materials zijn op weg om meer dan 1GWh aan batterijafval te recycleren. En Li- cycle beweert dat in 2020 een totaal van 1,7 miljoen ton lithium-ion batterijen hun levensduur zullen bereiken. Daarom moeten verdere acties worden ondernomen om deze batterijen te recycleren.In het volgende hoofdstuk wordt uitgelegd hoe hergebruik en recycling van deze EV-batterijen gunstig kunnen zijn voor onze netten.

Potentiële toepassingen van hergebruikte en gerecycleerde EV-batterijen.

Het gebruik van gerecycleerde EV batterijen om energie op te slaan wint aan belang als een groen alternatief voor traditionele batterijtechnologieën. Een rapport van de EPA ontdekte dat lithium-ion batterijen de bron waren van minstens 65 branden op gemeentelijke stortplaatsen. Bijgevolg wordt de noodzaak om deze batterijen te recycleren duidelijk en kan dit een brede waaier aan opties en voordelen bieden voor de elektriciteitsnetten en de consumenten in het proces. Afgezien daarvan creëren gebruikte EV-batterijen kansen voor meer energiespelers. B2U is een typisch voorbeeld van een bedrijf dat zonne-energie opslaat in gebruikte EV-batterijen en er geld aan verdient.

1. Voor energieleveranciers en -netbeheerders

Batterij-energieopslag is een geweldige manier om de netstabiliteitsproblemen met hernieuwbare energie aan te pakken. DNB's en energieleveranciers kunnen de batterij gebruiken als reserve-energiebron voor het net. Bij overaanbod wordt de energie opgeslagen in de batterij en later geleverd aan de consument wanneer er veel vraag is. De invoering van de noodstroomvoorziening op het net kan de stroomonderbreking voor de consument beperken wanneer het net een kritieke onderbreking vertoont, tot de stabiliteit is hersteld. Met de verwachte capaciteit van gebruikte EV-batterijen die beschikbaar zal zijn, zou het volume van de reserveopslag eindeloos kunnen zijn.

2. Voor huizen en particulieren met gedistribueerde energiebronnen

Energieconsumenten en prosumenten kunnen maximaal gebruik maken van gebruikte en gerecycleerde EV-batterijen om energie op te slaan van het elektriciteitsnet en van hun zonnecollectoren op het dak. Economisch gezien is het een haalbare optie voor diegenen die zich geen nieuwe energieopslagsystemen voor hun huis kunnen veroorloven om gebruikte/gerecycleerde EV batterijen te gebruiken aangezien we hebben vastgesteld dat sommige van deze batterijen tot 60% van hun capaciteit kunnen behouden na hun eerste cyclus.  

3. Voor energiegemeenschappen

Een andere optie is de batterij te gebruiken als een opslagsysteem voor energiegemeenschappen. Deze gemeenschappen groeien exponentieel in Europa en kunnen maximaal gebruik maken van EV-batterijen om de opgewekte energie van hun lokale bron op te slaan.

Er bestaan recyclagemogelijkheden voor verschillende batterijtypes, van loodzuur tot lithium-ion. Hoewel lood-zuur-batterijen voor 99% recycleerbaar zijn, worden lithium-ion-batterijen veruit het meest gebruikt in accu-energie-opslagprojecten.Lithium-ion-batterijen kunnen echter niet al te lang meegaan, wat een probleem vormt voor hun functionele mogelijkheden.

Conclusie: Is het recycleren van EV-batterijen voor netopslag duurzaam?

Het recycleren van EV-batterijen voor energieopslag in het net is een duurzaam plan, maar het heeft zijn eigen bezwaren. Het demonteren en extraheren van de waardevolle bestanddelen van een lithium-ion batterij is moeilijk. En er is nog veel meer nodig om deze dode batterijen naar recyclageplaatsen te vervoeren, wat ongeveer 40% van de recyclingkosten uitmaakt. Dit is toe te schrijven aan de omvang van een EV-batterijpakket. Deze pakken variëren van 100 kg tot 544 kg voor EV's voor personenvervoer en 1300 kg tot 18000 kg voor EV's voor commercieel gebruik. En het is niet gemakkelijk om een markt te vinden voor gerecycleerde EV-batterijen die een economische stimulans kan vormen voor batterijrecycleerders aangezien kobalt het enige winstgevende bestanddeel is.Bijgevolg worden de reis en de arbeid voor het recycleren van Lithium-ion batterijen zo duur dat ze de kosten voor het bouwen van nieuwe overtreffen.Hoewel recycling duurzaam is voor energieopslag in het net, worden we dus geconfronteerd met regelgevende, economische, technische en logistieke beperkingen. Niettemin blijft de verkoop van EV's stijgen, en bijgevolg ook de hoeveelheid lithium-ionbatterijen. Als gevolg daarvan zullen meer EV-batterijen leiden tot een daling van hun prijzen.