Futech is één van een 15-tal Europese partners die deel uit maken van het Circusol Consortium. Dit innovatieve project, behorend tot het Horizon 2020 programma van de Europese Commissie, gaat dieper in op het ontwikkelen van bedrijfsmodellen voor een circulaire zonnepanelensector in Europa.
De exponentiële groei van zonnepaneleninstallaties zal op termijn leiden tot grote afvalstromen, die ons voor aanzienlijke technische en ecologische uitdagingen stellen. Tegelijkertijd ontstaan er voor grote spelers in de PV-sector nieuwe kansen om waarde toe te creëren.
Het wetenschappelijk consortium Circusol onderzoekt één van deze mogelijkheden, namelijk het herstellen van defecte of versleten zonnepanelen met het oog op hergebruik. Naar schatting kan ongeveer 80% van de defecten aan zonnepanelen toegeschreven worden aan schade die wordt opgelopen tijdens de productie of het transport of tijdens de eerste 4 jaren na ingebruikname in plaats van aan het einde van de technische levensduur. Van deze 80% zou volgens Circusol 45% à 65% hersteld moeten kunnen worden om vervolgens opnieuw op de markt gebracht te worden worden voor secundair gebruik (tweede leven).
Tweede leven voor zonnepanelen en batterijopslagsystemen
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 70% van hun oorspronkelijke capaciteit bereiken, zodat ze opnieuw kunnen gebruikt worden bij minder veeleisende toepassingen zoals bijvoorbeeld voor de stationaire opslag van energie uit hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-energie.
Circusol ontwikkelde verschillende proefprojecten om de haalbaarheid van innovatieve bedrijfsmodellen te beoordelen. Bij één van deze projecten worden batterijsystemen opgenomen in een bestaande overeenkomst met betrekking tot het aanleveren van elektriciteit als een dienst. De voorwaarde voor deze toevoeging is dat de elektriciteitskost voor de eindgebruiker niet verhoogt.
Ook de batterij zou in principe als een dienst aan de eindklant kunnen aangeboden worden. Bij dit systeem is de eindgebruiker niet de eigenaar van het batterijsysteem, maar wordt deze als een dienst aangeboden voor een vooraf bepaalde periode. Het grote voordeel voor de eindgebruiker is dat deze dankzij de integratie van een ‘second-life’ batterijsysteem zijn direct verbruik kan verhogen en hierdoor meer goedkope stroom kan afnemen van de zonnepaneleninstallatie in plaats van deze van het net te moeten kopen tegen hogere tarieven. Voor de aanbiedende partij zit het voordeel dan weer in het feit dat deze meer van de geproduceerde energie kan verkopen aan de eindgebruiker, in plaats van deze als overschot op het net te zetten tegen lagere prijzen.
Binnen Circusol worden er tests uitgevoerd om de technische en financiële haalbaarheid te bepalen van het integreren van tweedehands batterijsystemen in bestaande serviceovereenkomsten voor energie.
Uitdagingen
Eén van de grootste uitdagingen bij de integratie van gebruikte batterijopslagsystemen ligt bij het gebrek aan normen voor batterijpakketten. Traditioneel ontwikkelen fabrikanten hun eigen batterijmodellen, die zich van elkaar onderscheiden door hun grootte, chemische samenstelling en fysieke vorm. Deze situatie maakt het herstel complexer, omdat het hierdoor vaak onduidelijk is welke types batterijen nu juist de verwerkingsbedrijven bereiken.
De lagere kosten van nieuwe batterijen vormen een tweede obstakel, aangezien ze het gebruik van ‘second-life’ batterijen voor een tweede levenscyclus bedreigen. Om deze types batterijen aantrekkelijk te maken, moet het prijsverschil tussen deze batterijen en de nieuwe systemen voldoende groot zijn om de operationele beperkingen van de gebruikte batterijen te rechtvaardigen.
Net zoals bij zonnepanelen bestaan er momenteel geen garanties met betrekking tot prestaties, kwaliteit en veiligheid. Nochtans zijn deze factoren cruciaal bij de marktbenadering, omdat technische garanties en gerenommeerde leveranciers essentieel zijn om het vertrouwen van klanten te winnen.
Gezien deze moeilijke situatie zou alleen een grootschalige samenwerking binnen de sector kunnen resulteren in een concept dat een tweede levensduur voor batterijopslagsystemen mogelijk maakt en tegelijkertijd het potentieel voor herstel vergroot op voorwaarde dat dit gebeurt volgens de industriële veiligheidsnormen voor gebruikte batterijen.
Simulatiemodel
De industrie en het ecosysteem waarin het hergebruik van zonnepanelen en batterijen plaats vindt is complex. Daarom is er behoefte aan een instrument dat besluitvormers kan helpen om de gevolgen van hun beslissingen op korte en lange termijn te beoordelen. Consortium partner BFH (Berner Fachhochschule) ontwikkelt een wiskundig model om de dynamiek te identificeren die het gevolg is van de stroom van materialen en informatie tijdens de verspreiding van zonnepanelen en batterijen in hun eerste en tweede levenscyclus.
Het simulatiemodel, gebaseerd op de methodologie van systeemdynamiek, moet scenarioanalyes en politieke analyses mogelijk maken, rekening houdend met de juridische, sociale, technische, ecologisch en economische factoren evenals rekening houden met de belemmeringen die de modellen van circulair ondernemen beïnvloeden.
Bron: Spirit.bfh.ch
