Een tweede leven voor automotive-batterijen

De studie is gepubliceerd in Applied Energy.

Als testcase onderzochten de onderzoekers in detail een hypothetisch zonnepark in Californië. Ze bestudeerden de kosten en baten van verschillende scenario’s: alleen het bouwen van een zonnepark van 2,5 megawatt; het bouwen van dezelfde opstelling in combinatie met een nieuw lithium-ion batterijopslagsysteem; en hetzelfde park met een batterij-opstelling gemaakt van hergebruikte EV-batterijen die waren afgenomen tot 80 procent van hun oorspronkelijke capaciteit, het punt waarop ze als te zwak zouden worden beschouwd voor gebruik in voertuigen.

Ze concludeerden dat de nieuwe installatie geen goed nettorendement op de investering zou opleveren, maar dat een goed beheerd systeem van gebruikte EV-batterijen een winstgevende investering zou kunnen zijn, mits de batterijen minder dan 60 procent van hun oorspronkelijke prijs kosten.

Niet zo makkelijk

Het proces klinkt misschien eenvoudig, en het is af en toe geïmplementeerd in kleinschalige projecten, maar het is niet eenvoudig om dat uit te breiden naar grotere schaal, legt postdoc Ian Mathews uit. "Op technisch vlak zijn er veel uitdagingen. Hoe screen je batterijen als je ze uit de auto haalt om er zeker van te zijn dat ze goed genoeg zijn om opnieuw te gebruiken? Hoe verpak je batterijen van verschillende auto’s op een manier waarvan je weet dat ze goed samen zullen werken, en je eker weet dat je niet één batterij hebt die veel slechter is dan de andere en de prestaties van het systeem naar beneden haalt?"

Aan de economische kant zijn er volgens hem ook vragen: "Weten we zeker dat er nog genoeg waarde in deze batterijen zit om de kosten te rechtvaardigen van het uit auto’s halen, ophalen, controleren en herverpakken in een nieuwe toepassing?" Voor het onderzochte geval onder de lokale omstandigheden in Californië lijkt het antwoord ‘een solide ja’ te zijn, vond het team.

De studie gebruikte een semi-empirisch model om capaciteitsverlaging in de lithium-ionbatterijen onder verschillende bedrijfsomstandigheden te voorspellen. Daaruit bleek dat de batterijen een maximale levensduur bereiken bij relatief zachte laad- en ontlaadcycli – nooit meer dan 65 procent van de volledige lading of minder dan 15 procent. Deze bevinding daagt een aantal eerdere veronderstellingen uit dat het in eerste instantie de meeste waarde zou hebben om de batterijen op maximale capaciteit te laten werken.

Hoe lang gaan ze mee?

Een onbekende factor is hoe lang de batterijen nog bruikbaar blijven in hun tweede leven. De studie ging uit van de conservatieve veronderstelling dat de batterijen worden teruggetrokken als ze nog 70 procent van hun nominale capaciteit leveren. "Maar het kan heel goed zijn, dat het veilig en de moeite waard kan zijn om door te gaan tot 60 procent van de capaciteit of zelfs nog lager. Om dat vast te stellen zijn langere-termijn pilotstudies nodig – waar veel fabrikanten van elektrische voertuigen al aan beginnen."