dc.contributor.advisor | Bøe, Jan Kåre | |
dc.contributor.advisor | Hanssen, Ole Jørgen | |
dc.contributor.author | Sandvik, Håkon | |
dc.coverage.spatial | Malawi, Nkhotakota | nb_NO |
dc.date.accessioned | 2016-08-29T08:26:50Z | |
dc.date.available | 2016-08-29T08:26:50Z | |
dc.date.issued | 2016-08-29 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11250/2402333 | |
dc.description.abstract | Befolkningen i Nkhotakota i Malawi er avskåret fra strømnettet og benytter i utgangspunktet
primærbatterier koblet til LED-lamper for belysning. Solcelledrevne batteriladestasjoner er
bygget for å tilby elektrisitet på en måte som er bærekraftig med tanke på miljø og økonomi.
Hovedmålsettingen med denne oppgaven er å undersøke om batteriladestasjoner er en
miljøvennlig løsning for produksjon og distribusjon av elektrisitet på landsbygda i Malawi.
Oppgaven ble innledet med feltarbeid, der målet var å få innsikt i den lokale settingen,
definere systemgrenser og samle inn data til livsløpsvurderingen.
Et litteraturstudie ble gjennomført. Det ble ikke funnet noen tidligere livsløpsvurderinger av
batteriladestasjoner. Likevel finnes relevante studier. Blant livsløpsvurderinger av frittstående
solcellesystemer, er det konsensus om at energitilbakebetalingstid er lavere enn levetiden.
Livsløpsvurderinger av batterier for bruk i el-bil konkluderer med at litiumbatterier har lavere
karbonavtrykk enn blybatterier. ”Cradle-to-gate”-studier konkluderer med at blybatterier har
lavest karbonavtrykk per kg batterimasse.
En representativ batteriladestasjon ble definert og livsløpvurdering ”fra vugge til og med
bruk” ble foretatt. Modelleringen ble gjort med analyseverktøyet SimaPro, med data fra
feltopphold, Ecoinvent-database og litteratur. Sluttlivsfasen ble diskutert kvalitativt.
Bygningsmasse, småkomponenter som strømledning, skruer og panelstativ ble utelatt fra
livsløpsvurderingen. Det samme ble ikke-fysiske aktiviteter.
For sammenlikningsøyemed ble også livsløp ”fra vugge til og med bruk” for primærbatterier
modellert og vurdert.
Totalt utslipp ”fra vugge til og med bruk” for en representativ batteriladestasjon er 1786,2
kg CO2 − ekvivalenter og 2296,4 kg 1,4-DB-ekvivalenter.
Størst karbonavtrykk er knyttet til produksjon av blybatterier og multikrystallinske
solcellepaneler. Produksjon av multikrystallinske solcellepaneler og inverter medfører størst
utslipp av kg 1,4-DB-ekvivalenter. Transportfasen står for 16,9% CO2-utslippet.
Litiumbatterier har et mindre karbonavtrykk enn blybatterier, forskjellene øker dersom
antakelser om brukstid, temperatur eller dybde på ladesykler øker.
En representativ batteriladestasjon med 10 års brukstid, har netto energi-ratio på 27,2% og
greier derfor ikke betale tilbake akkumulert energimengde gjennom sin levetid.
Sluttlivsfasen for en batteriladestasjons komponenter er usikker. Systematisk
avfallshåndtering finnes ikke på landsbygda i Malawi. Blybatterier kan resirkuleres hos
produsent i Sør Afrika. Elektronisk avfall kan resirkuleres i Nairobi.
Relativt til bruk av primærbatterier er batteriladestasjoner en miljøvennlig løsning for å
produsere og distribuere elektrisitet på landsbygda i Malawi. | nb_NO |
dc.description.abstract | The population of Nkhotakota in Malawi is cut off from electrical grid and uses basically
primary batteries connected to LEDs for lighting. Solar-powered battery charging stations are
built to provide electricity in a way that is sustainable in terms of environment and economy.
The main objective of this thesis is to investigate whether battery charging stations are an
environmentally friendly solution for the production and distribution of electricity in rural
Malawi.
The mission began with fieldwork, whose aim was to gain insight into the local setting, define
system boundaries and collect data for the life-cycle assessment.
A literature review was conducted. No previous life cycle assessments of battery charging
stations were found. Yet relevant studies on photovoltics and batteries were found. Among
life cycle assessments of standalone photovoltaics, there is consensus that the energy payback
time is less than the systems expected lifespan. Life cycle assessments of batteries for use in
electric vehicles concludes that lithium batteries have a lower carbon footprint than lead acid
batteries. "Cradle-to-gate" studies conclude that lead-acid batteries have the lowest carbon
footprint per kg battery mass.
A representative battery charging station was defined and its life cycle "from cradle to use"
were assessed. The modeling was done with analysis tool SimaPro, with data collected from
fieldwork, Ecoinvent database and literature. End of Life phase was discussed qualitatively.
Building Mass, minor components such as power cord, screws and panel stand was omitted
from the life cycle assessment. The same was non-physical activities.
The life cycle of primary batteries from ”cradle to use” were modeled and assessed for
comparison purposes.
During it’s life cycle ”from cradle to use”, a representative battery charging station emits
1786.2 kgCO2-equivalents and 2296.4 kg 1,4-DB-equivalents.
The biggest carbon emissions is related to the production of lead-acid batteries and
multicrystalline photovoltaic modules. Production of multicrystalline photovoltaic modules
and the inverter causes the greatest emissions of kg 1,4-DB-equivalents. The transportation
phase accounts for 16.9% of the CO2-emissions.
Lithium batteries contributes less to global warming than lead-acid batteries, the differences
increase if assumptions about usage time, temperature or depth of discharge increases.
For a representative battery charging station with 10 years of life, the net energy ratio is
27.2% and is therefore unable to pay back its accumulated energy demand.
The components end of life phase is uncertain. Systematic waste management does not exist
in rural Malawi. Lead-acid batteries can be recycled at the manufacturer in South Africa.
Electronic waste can be recycled in Kenya.
The battery charging stations is a environmental friendly way of producing and distributing
electricity in rural Malawi, relative to the use of primary batteries. | nb_NO |
dc.language.iso | nob | nb_NO |
dc.publisher | Norwegian University of Life Sciences, Ås | |
dc.subject | LCA | nb_NO |
dc.subject | Livsløpsvurdering | nb_NO |
dc.subject | Batteriladestasjon | nb_NO |
dc.subject | Malawi | nb_NO |
dc.title | Livsløpsvurdering av en representativ batteriladestasjon utenfor strømnettet i Malawi | nb_NO |
dc.title.alternative | Life Cycle Assessment of a representative Battery Charging Station outside mains in Malawi. | nb_NO |
dc.type | Master thesis | nb_NO |
dc.subject.nsi | VDP::Technology: 500 | nb_NO |
dc.subject.nsi | VDP::Mathematics and natural science: 400 | nb_NO |
dc.source.pagenumber | 88 | nb_NO |
dc.description.localcode | M-MPP | nb_NO |