Riutilizzare le batterie EV per l'accumulo di energia in rete è un piano sostenibile?

Il2021 ha visto un aumento impressionante delle auto elettriche possedute a livello globale. Il possesso di EV è aumentato del 64% rispetto al 2018. Circa 5,6 milioni di EV erano operativi a livello globale alla fine del 2021. Questa crescita può essere accreditata alla massiccia adozione dell'obiettivo di un pianeta sostenibile, tra molte altre cose. A differenza dei veicoli con motore a benzina/diesel, gli EV utilizzano batterie agli ioni di litio per immagazzinare energia per il movimento. Queste batterie hanno un valore di mercato di 27,30 miliardi di dollari nel 2021, secondo un rapporto di Global newswire. Le loro capacità vanno dai 17,6 kWh della SmartEQ ai 107,8 kWh della Mercedes EQS.

Le batterie agli ioni di litio possono avere fino a 12 anni di vita utile, ma conservano ancora la capacità di una seconda vita, che ha capacità di prestazioni inferiori, ma potrebbe fornire backup di potenza commerciale e industriale per i consumatori e la rete. Queste batterie non soddisfano più gli standard di prestazione EV alla loro seconda vita e non dovrebbero essere riutilizzate per le auto elettriche. Quindi ci rimangono poche opzioni su come utilizzare ulteriormente le batterie EV di seconda vita.

Quali sono le opzioni per le batterie EV usate?

Lepolitiche proibiscono lo smaltimento di massa delle batterie EV perché questa tendenza porta a notevoli disastri ambientali. Le principali alternative rimaste sono il riutilizzo e il riciclaggio delle batterie dei veicoli elettrici.

Riutilizzo delle batterie dei veicoli elettrici

Un'analisi condotta nel 2017 da Melin ha menzionato che il 75% delle batterie EV esaurite saranno riutilizzate nella seconda vita entro il 2025, dando la possibilità alle batterie EV di fornire più di 100 gigawatt-ora all'anno entro il 2030.Le batterie EV possono mantenere fino a due terzi delle loro capacità iniziali di stoccaggio dell'energia nella loro seconda vita. Tuttavia, il processo di riutilizzo è più complesso di una semplice rimozione di un pacchetto di batterie da un EV e metterlo nel vostro garage per l'energia. Le batterie dovrebbero essere sottoposte a test per accertare la loro capacità residua, e le celle potrebbero anche essere selezionate in base alla loro capacità residua e molto altro. Questo processo richiede molto lavoro, ma può dare una serie di vantaggi.

Riutilizzare le batterie EV nelle case e nelle aziende ha un impatto indiretto sul livello di emissione di CO2 Con questi fatti, non è una sorpresa che le case automobilistiche cerchino di rivoluzionare il riutilizzo delle batterie EV. Aziende come General Motors (GM) e Nissan hanno fatto in modo di trasformare le batterie EV di seconda vita in imprese di stoccaggio di rete nel 2015. Questi produttori non sono le uniche aziende che si occupano del riutilizzo delle batterie EV, con BMW che ha anche alcuni progetti nelle maniche.

Riciclaggio delle batterie dei veicoli elettrici

Glgs ha dichiarato 460.000 tonnellate metriche di batterie agli ioni di litio da riciclare nel 2020. Per metterlo in prospettiva, abbiamo recuperato le batterie da meno di 5,6 milioni di veicoli elettrici e abbiamo ottenuto quel peso. Eppure, i veicoli elettrici rappresentavano solo circa il 6% delle vendite globali di auto nel 2021. L'unità di riciclaggio del 2020 è ovviamente piccola se paragonata alla quantità che sarebbe potenzialmente ottenuta dal 20% dei veicoli elettrici che saranno venduti in tutto il mondo entro il 2025. Di conseguenza, questo produce un massiccio aumento delle batterie EV alla loro seconda vita nei prossimi due decenni o meno. I numeri continuano a crescere, e un valore stimato di 1,2 milioni di tonnellate metriche di batterie EV potrebbe essere disponibile per il riciclaggio nel 2030. Queste cifre mostrano perché lo smaltimento di massa è dannoso e dimostrano ulteriormente la possibile fattibilità di business nel riciclaggio delle batterie agli ioni di litio.Aziende come Redwood materials sono sulla buona strada per riciclare più di 1GWh-worth di materiali di scarto della batteria. E Li- cycle ha affermato che un totale di 1,7 milioni di tonnellate di batterie agli ioni di litio dovrebbero raggiungere la loro durata nel 2020. Pertanto, intraprendere ulteriori azioni nel riciclaggio di queste batterie.La prossima sezione spiega come il riutilizzo e il riciclaggio di queste batterie EV può essere vantaggioso per le nostre reti.

Applicazioni potenziali delle batterie EV riutilizzate e riciclate.

L'uso di batterie EV recuperate per immagazzinare energia sta guadagnando trazione come un'alternativa verde alle tecnologie delle batterie tradizionali. Un rapporto dell'EPA ha scoperto che le batterie agli ioni di litio sono la fonte di almeno 65 incendi in siti di rifiuti comunitari. Di conseguenza, la necessità di riciclare queste batterie diventa evidente e può avere una vasta gamma di opzioni e benefici per le reti elettriche e i consumatori nel processo. A parte questo, le batterie EV usate creano opportunità per più attori energetici. B2U è un tipico esempio di un'azienda che immagazzina l'energia solare nelle batterie EV usate e ne ricava denaro.

1. Per i fornitori di energia e gli operatori di rete

L'accumulo di energia a batteria è un ottimo modo per affrontare i problemi di stabilità della rete con l'energia rinnovabile. I DSO e i fornitori di energia possono usare la batteria come fonte di energia di riserva per la rete. Quando c'è un eccesso di fornitura, l'energia viene immagazzinata nella batteria e poi fornita ai consumatori durante le richieste elevate. L'introduzione dell'alimentazione di riserva della rete può ridurre le interruzioni di corrente per i consumatori in tempi di un inconveniente critico della rete fino a quando la stabilità viene ripristinata. Con la capacità prevista delle batterie EV usate che saranno disponibili, il volume di stoccaggio di backup potrebbe essere infinito.

2. Per le case e gli individui con risorse energetiche distribuite

I consumatori di energia e i prosumer possono massimizzare le batterie EV usate e riciclate per immagazzinare energia dalla rete e dai loro tetti. Economicamente, è un'opzione valida per coloro che non sono in grado di permettersi nuovi sistemi di accumulo di energia per la loro casa di adottare batterie EV usate/riciclate poiché abbiamo stabilito che alcune di queste batterie possono mantenere fino al 60% della loro capacità dopo il loro primo ciclo.  

3. Per le comunità energetiche

Un'altra opzione è quella di utilizzare la batteria come sistema di stoccaggio per le comunità energetiche. Queste comunità stanno crescendo esponenzialmente in Europa e possono massimizzare utilizzato batterie EV per memorizzare l'energia generata dalla loro fonte locale.

Le opzioni di riciclaggio esistono intorno a vari tipi di batterie, da quelle al piombo agli ioni di litio. Anche se le batterie al piombo sono riciclabili al 99%, le batterie agli ioni di litio sono di gran lunga le più comunemente usate nei progetti di immagazzinamento di energia a batteria, ma le batterie agli ioni di litio non possono durare troppo a lungo, il che pone un problema nelle loro capacità funzionali.

Conclusione: Il riciclaggio delle batterie EV per lo stoccaggio in rete è sostenibile?

Ilriciclaggio delle batterie EV per l'immagazzinamento dell'energia di rete è un piano sostenibile, ma ha la sua serie di preoccupazioni: lo smontaggio e l'estrazione dei preziosi componenti di una batteria agli ioni di litio sono difficili. E molto di più è richiesto per trasportare queste batterie morte ai siti di riciclaggio, il che costituisce circa il 40% del costo di riciclaggio. Questo è attribuito alle dimensioni di un pacco batterie EV. Questi pacchi vanno da 100 kg a 544 kg per gli EV passeggeri e da 1300 kg a 18000 kg per gli EV commerciali.Il trasporto di queste batterie diventa ingombrante. E non è facile trovare un mercato per le batterie EV riciclate che possa fornire un incentivo economico per i riciclatori di batterie, dato che il cobalto è l'unico componente redditizio.Di conseguenza, il viaggio e il lavoro per il riciclaggio delle batterie agli ioni di litio diventano così costosi da superare il costo di costruzione di nuove batterie.Così, mentre il riciclaggio è sostenibile per l'immagazzinamento dell'energia di rete, ci troviamo di fronte a vincoli normativi, economici, tecnici e logistici.Ciononostante, le vendite di veicoli elettrici continuano a salire, e di conseguenza, la quantità di batterie agli ioni di litio. Di conseguenza, un maggior numero di batterie EV porterà a un calo dei loro prezzi.