De exponentiële groei van zonnepaneleninstallaties, hun recyclage en het afval van de restmaterialen zorgen voor aanzienlijke technische en ecologische uitdagingen. Tegelijkertijd ontstaan er voor belangrijke spelers in de fotovoltaïsche sector nieuwe kansen om waarde toe te voegen.
Het CIRCUSOL-onderzoeksconsortium voert onderzoek naar een dergelijke opportuniteit: de reparatie van defecte of versleten zonnepanelen met het oog op hergebruik (“secundair gebruik”). Naar schatting zal tot 80% van het toekomstige afval van defecte zonnepanelen het gevolg zijn van schade opgelopen tijdens productie, transport of de eerste vier jaren na ingebruikname, in plaats van producten die het einde van hun verwachte technische levensduur hebben bereikt. Van deze 80% moet volgens het CIRCUSOL-consortium tussen 45% en 65% herstelbaar of opknapbaar zijn en verhandelbaar als ‘second-life’ (tweede leven) zonnepanelen.
Een tweede leven voor batterijopslag
Afhankelijk van de intensiteit waarmee ze zijn gebruikt, worden lithium-ionbatterijen in elektrische voertuigen na acht tot tien jaar buiten dienst gesteld omdat hun capaciteit afneemt. Er wordt echter geschat dat deze gebruikte batterijen nog steeds tot 70% van hun oorspronkelijke capaciteit bereiken, zodat ze kunnen worden hergebruikt voor minder veeleisende toepassingen, bijvoorbeeld voor stationaire opslag van energie uit hernieuwbare bronnen (bijv. zonne-energie).
CIRCUSOL maakt gebruik van verschillende demonstratieprojecten om de haalbaarheid van innovatieve bedrijfsmodellen te beoordelen die lithium-ionbatterijen een tweede leven geven. Eén daarvan is de integratie van ‘second life’ batterijsystemen in bestaande stroomaankoopovereenkomsten (PPA). Een voorwaarde in dit kader is dat deze aanpassing niet leidt tot een verhoging van de elektriciteitskosten voor de eindverbruiker.
Er wordt verwacht dat de integratie van het batterijsysteem in een “Elektriciteitsopslag als een dienst” -model zal worden opgezet via een leverancier die een Product and Service System (PSS) aanbiedt. De klant is niet de eigenaar van het batterijsysteem, maar gebruikt het systeem voor een vooraf bepaalde periode. Voor de eigenaar van een PV-installatie zou de integratie van een batterijsysteem een toename van het eigen verbruik betekenen, d.w.z. hij zou meer goedkope elektriciteit van de PSS-leverancier kunnen afnemen dan dat hij dure elektriciteit van het net zou moeten aankopen.
In ruil daarvoor kan de PSS-serviceprovider meer van de zonne-energie verkopen aan de eigenaar van de PV-installatie – en dit tegen een hogere prijs dan het normale teruglevertarief van de energieleverancier. In zijn geheel belooft de opslag van elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen meer flexibiliteit. Er worden tests uitgevoerd om de technische en financiële haalbaarheid te bepalen van het integreren van ‘second life’ batterijsystemen in het bestaande PSS-aanbod.
De uitdagingen van PSS modellen voor gebruikte batterijen
Een van de grootste uitdagingen bij het aanbieden van lithium-ion-opslagoplossingen in een tweede leven is het gebrek aan normen voor batterijpakketten. Traditioneel ontwikkelen de fabrikanten hun eigen batterijmodellen, die verschillen in grootte, chemische samenstelling en fysieke vorm. Dit maakt het herstelproces complexer omdat niet bekend is welke soorten batterijen de verwerkingsbedrijven bereiken.
Een tweede obstakel zijn de dalende kosten van nieuwe batterijen, die het gebruik van ‘second life’ batterijen voor een tweede levenscyclus bedreigen. Om dergelijke batterijen aantrekkelijk te maken, moet het prijsverschil tussen deze batterijen en nieuwe lithium-ionbatterijen voldoende groot blijven om de beperktere prestaties van gebruikte systemen te rechtvaardigen.
Net als bij zonnepanelen is er momenteel geen garantie voor prestaties, kwaliteit of veiligheid voor tweedehands batterijen. Deze factoren zijn cruciaal voor de acceptatie door de markt, omdat technische garanties en gerenommeerde leveranciers essentieel zijn om het vertrouwen van klanten te winnen. Gezien deze moeilijke situatie kan alleen een grootschalige samenwerking binnen de industrie een ontwerp garanderen dat een tweede leven mogelijk maakt, het potentieel voor herstel verbetert en industriële veiligheidsnormen voor gebruikte batterijen definieert.
Computersimulatie voor marktverspreiding
De industrie en het ecosysteem waarin het hergebruik van zonnepanelen en batterijen plaatsvindt, is vrij complex. Er is daarom behoefte aan een instrument dat besluitvormers kan helpen de gevolgen van hun beslissingen op korte en lange termijn te beoordelen. BUAS ontwikkelt momenteel een wiskundig model om de dynamiek te identificeren die het gevolg is van de stroom van materialen en informatie tijdens de verdeling van zonnepanelen en batterijen in hun eerste en tweede levenscyclus. Het simulatiemodel, gebaseerd op de systeemdynamiekmethodologie, is bedoeld om scenario- en beleidsanalyses mogelijk te maken, rekening houdend met de betrokken juridische, sociale, technische, ecologische en economische factoren, evenals de belemmeringen die circulaire bedrijfsmodellen beïnvloeden.
Bron: Circusol.eu
