Ombruk av elbilbatterier som stasjonære lagringsenheter : en forenklet livsløpsanalyse av et avgrenset livsløp

Abstract

Lagring av energi er nødvendig for å bedre utnytte variable fornybare energikilder som sol og vind. Flere batterikjemier baserer seg på materialer med begrenset ressursgrunnlag, med usikkerhet rundt tilgjengeligheten av disse fremover. Elbilbatterier innehar mye av originalkapasiteten etter endt bruk i kjøretøy og kan brukes videre til andre formål før materialene gjenvinnes. Batteriretur AS forvalter produsentansvaret for batterier i Norge og datterselskapet deres tar imot høyenergibatterier fra kjøretøy hos sin operative avdeling i Sandefjord. Her behandles batteriene før de enten blir bygget om til batteriskap eller sendt til material- og energigjenvinning i Europa. Denne oppgaven har, gjennom bruk av livsløpsmetoden, avdekket og analysert miljøbelastninger tilknyttet Batterireturs virksomhet rundt ombruk av elbilbatterier. Dette innebærer transport, energi- og materialbruk ved ombygging, og sluttbehandling av relevante materialer. I tillegg ble scenarier for ulike ladekilder og erstattede energimikser vurdert for å bedømme viktigheten av bruksfasen og bruksområde. Det ble funnet at materialene som blir introdusert til systemet via ombygging står for storparten av belastningen til batteribanken. Spesielt kretskort og de elektroniske komponentene skilte seg ut som særlig belastende. Transporten sto for mindre av totalbelastningen enn antatt. Belastningen og nytteverdien i bruksfasen varierer veldig, avhengig av hvilke strømkilder som er valgt. Det er store forskjeller i karbonintensiteten mellom den norske og den europeiske energimiksen, og belastningen her varierer fra å være relativt uviktig til å stå for hovedandelen av systemets belastning. Samtidig vil bruksfasen kunne stå for en nytteverdi som overskygger alle belastninger, dersom batteriet lades opp med fornybar energi og erstatter fossil energi.

Energy storage is necessary to better utilize variable renewable energy resources like solar and wind. Several battery chemistries are based on materials with a limited resource basis, with uncertainties surrounding future availability. An electric vehicle battery keeps most of its original capacity after in-vehicle use and can be used towards other ends before recycling. Batteriretur AS manages the producer responsibility for batteries in Norway and its daughter company handles high energy batteries from vehicles at their operating facility in Sandefjord. Here the batteries are treated before they are either rebuilt into storage cabinets or sent for material and energy recovery in Europe. This thesis has, through use of the life cycle method, revealed and analyzed environmental burdens associated with Batteriretur’s activities regarding reuse of electric vehicle batteries. This entails transport, material and energy demand of rebuilding and end-of-life treatment of relevant materials. In addition, scenarios for various energy sources for charging and replaced energy were assessed to measure the importance of the use phase and area of operation. It was found that a majority of the environmental burdens can be contributed to the materials introduced to the system when rebuilding. The circuit boards and electronic components stand out as particularly burdensome. The transportation contributed less to the total burden than anticipated. The environmental burdens and benefits during the use phase varies immensely, depending on which energy sources are chosen. There are big differences in the carbon intensity between the Norwegian and the European energy mix, and the impacts of this varies between being relatively benign and being responsible for most of the system’s total impacts. Simultaneously, the benefits from the use phase might overshadow all burdens if the battery is charged using renewable energy and is used to replace fossil energy.