Rapport om andrahandsanvändning fordonsbatterier
Magnus Karlström
2015-05-04
Idag får ni en sammanfattning av en rapport om andrahandsanvändning av fordonsbatteri.
Identifying and Overcoming Critical Barriers to Widespread Second Use of PEV Batteries
skrivet av Magnus Karlström
Andrahandsanvändning av fordonsbatterier till laddfordon skulle kunna minska kostnader för batterier för slutkund av laddfordon samt skulle kunna öka användningen av energilager.
Men det finns hinder och osäkerheter.
NREL (National Renewable Energy Laboratory) har på uppdrag av DOE utrett frågorna.
De publicerade en slutrapport i februari [1,2]. Ni kan ladda hem rapporten här (pdf). De kom fram till ett antal huvudfrågor.
När kan fordonsbatterier från laddfordon bli tillgänglig och hur bra form kommer de vara i?
En detaljerad studie blev gjord av batteriförsämring under användning i fordon, ekonomin att ersätta ett fordonsbatteri samt batteriförsämring under batteriet i dess andra liv.
Slutsatsen var att det kommer inte finnas någon ekonomisk orsak att byta ut ett fordonsbatteri innan fordons livstid tar slut (ca 15 år).
Fordonsbatteriet kommer ungefär ha en kapacitet på 70% efter 15 år.
Hur batteriet kommer försämras under sitt andra liv kommer bero på många faktorer som tex värmeförhållanden, klimat samt användningsförhållande. De bedömer dock att batteriet kan hålla ca 10 år till under bra förhållanden.
Vad krävs för åtgärder för att få använda fordonsbatterier i tillräckligt bra form för att kunna användas som energilager i elnätet? Och hur mycket kommer det att kosta?
De utvärderar vilken affärsmodell som är bäst att använda för att se till att använda fordonsbatterier kan användas för energilager.
De kommer fram till att det är bäst att bygga enskilda anläggningar för varje specifik fordonsbatteri från en fordonsmodell. Det beror på att det är komplicerat att bygga anläggningar som ska hantera många olika sorters batterier i samma anläggning.
Arbetskraft är det dyra för en uppgraderingsanläggning. Därför tror de att moduler och inte celler kommer vara det som hanteras.
Därför är det extra viktigt att minimera inköpen av moduler som innehåller felaktiga celler.
Om bra data för moduler är tillgängliga kan kostnaden för att uppgradera använda fordonsbatterier vara så låg som 20 USD/kWh.
Hur kommer andrahandsbatterier användas, hur länge kommer de hålla och vad är deras värde? De har undersökt olika potentiella marknader för andrahandsbatterier.
Slutsatsen är att antalet andrahandsbatterier kan bli mycket mer än vad många potentiella marknader kan använda.
De pekar speciellt ut ”peak shaving” som en viktig marknad.
Om andrahandsbatterier används för den applikationen kan de hålla i 10 år.
De anser att en större andrahandsanvändning kommer inte minska kostnaden vid inköp av laddfordon så mycket, men det kan minska kostnaden för återvinningen av fordonsbatterier.
NREL:s rekommendationer för roller för olika aktörer för andrahandsbatterier
– Fordonstillverkare och batteritillverkare bör inkludera diagnostikkapacitet som mäter enskild kapacitet på enskilda celler och bör kunna ge den information till industrin som uppgraderar använda fordonsbatterier.
– Systemintegrerare bör bygga storskaliga (MW-stora) system mend använda fordonsbatterier för att minimera kostnader för integration och installationskostnaden. Systemen bör också innehålla diagnossystem så att enskilda moduler som går sönder enkelt ska kunna hittas.
– Elbolag och myndigheter som reglerar elbolag bör utveckla policies som gör att mer energilager används, speciellt för peak shaving. Riktlinjer bör utvecklas för minikrav på system av det här slaget.
– Lab och universitet bör fortsätta att studera degradering. De bör också fortsätta att göra livscykelanlyser på använda fordonsbatteriersstrategier för att göra det tydligt vilka vinster samhället gör som kanske inte är ekonomiska.
Egen kommentar
Rapporten är på 72 sidor och innehåller mycket. De har bland annat gjort en litteratursammanställning om studier i det här området.
De har också gjort en excelmodell där för att räkna på olika ekonomiska utfall av olika val hur uppgradering ska gå till. Excelmodellen finns att ladda hem från [2].
NREL har använt sin BLAST-V (Battery Ownership Model and Battery Lifetime Analysis and Simulation Tool for Vehicles) modell b la för att undersöka degraderingen i fordonet. Mer information om den modellen finns här.
[1] Identifying and Overcoming Critical Barriers to Widespread Second Use of PEV Batteries. J. Neubauer, K. Smith, E. Wood. NREL. Feb 2015. länk
[2] Battery Second Use for Plug-In Electric Vehicles Analysis. NREL. länk
Andrahandsanvändning av fordonsbatterier till laddfordon skulle kunna minska kostnader för batterier för slutkund av laddfordon samt skulle kunna öka användningen av energilager.
Men det finns hinder och osäkerheter.
NREL (National Renewable Energy Laboratory) har på uppdrag av DOE utrett frågorna.
De publicerade en slutrapport i februari [1,2]. Ni kan ladda hem rapporten här (pdf). De kom fram till ett antal huvudfrågor.
När kan fordonsbatterier från laddfordon bli tillgänglig och hur bra form kommer de vara i?
En detaljerad studie blev gjord av batteriförsämring under användning i fordon, ekonomin att ersätta ett fordonsbatteri samt batteriförsämring under batteriet i dess andra liv.
Slutsatsen var att det kommer inte finnas någon ekonomisk orsak att byta ut ett fordonsbatteri innan fordons livstid tar slut (ca 15 år).
Fordonsbatteriet kommer ungefär ha en kapacitet på 70% efter 15 år.
Hur batteriet kommer försämras under sitt andra liv kommer bero på många faktorer som tex värmeförhållanden, klimat samt användningsförhållande. De bedömer dock att batteriet kan hålla ca 10 år till under bra förhållanden.
Vad krävs för åtgärder för att få använda fordonsbatterier i tillräckligt bra form för att kunna användas som energilager i elnätet? Och hur mycket kommer det att kosta?
De utvärderar vilken affärsmodell som är bäst att använda för att se till att använda fordonsbatterier kan användas för energilager.
De kommer fram till att det är bäst att bygga enskilda anläggningar för varje specifik fordonsbatteri från en fordonsmodell. Det beror på att det är komplicerat att bygga anläggningar som ska hantera många olika sorters batterier i samma anläggning.
Arbetskraft är det dyra för en uppgraderingsanläggning. Därför tror de att moduler och inte celler kommer vara det som hanteras.
Därför är det extra viktigt att minimera inköpen av moduler som innehåller felaktiga celler.
Om bra data för moduler är tillgängliga kan kostnaden för att uppgradera använda fordonsbatterier vara så låg som 20 USD/kWh.
Hur kommer andrahandsbatterier användas, hur länge kommer de hålla och vad är deras värde? De har undersökt olika potentiella marknader för andrahandsbatterier.
Slutsatsen är att antalet andrahandsbatterier kan bli mycket mer än vad många potentiella marknader kan använda.
De pekar speciellt ut ”peak shaving” som en viktig marknad.
Om andrahandsbatterier används för den applikationen kan de hålla i 10 år.
De anser att en större andrahandsanvändning kommer inte minska kostnaden vid inköp av laddfordon så mycket, men det kan minska kostnaden för återvinningen av fordonsbatterier.
NREL:s rekommendationer för roller för olika aktörer för andrahandsbatterier
– Fordonstillverkare och batteritillverkare bör inkludera diagnostikkapacitet som mäter enskild kapacitet på enskilda celler och bör kunna ge den information till industrin som uppgraderar använda fordonsbatterier.
– Systemintegrerare bör bygga storskaliga (MW-stora) system mend använda fordonsbatterier för att minimera kostnader för integration och installationskostnaden. Systemen bör också innehålla diagnossystem så att enskilda moduler som går sönder enkelt ska kunna hittas.
– Elbolag och myndigheter som reglerar elbolag bör utveckla policies som gör att mer energilager används, speciellt för peak shaving. Riktlinjer bör utvecklas för minikrav på system av det här slaget.
– Lab och universitet bör fortsätta att studera degradering. De bör också fortsätta att göra livscykelanlyser på använda fordonsbatteriersstrategier för att göra det tydligt vilka vinster samhället gör som kanske inte är ekonomiska.
Egen kommentar
Rapporten är på 72 sidor och innehåller mycket. De har bland annat gjort en litteratursammanställning om studier i det här området.
De har också gjort en excelmodell där för att räkna på olika ekonomiska utfall av olika val hur uppgradering ska gå till. Excelmodellen finns att ladda hem från [2].
NREL har använt sin BLAST-V (Battery Ownership Model and Battery Lifetime Analysis and Simulation Tool for Vehicles) modell b la för att undersöka degraderingen i fordonet. Mer information om den modellen finns här.
[1] Identifying and Overcoming Critical Barriers to Widespread Second Use of PEV Batteries. J. Neubauer, K. Smith, E. Wood. NREL. Feb 2015. länk
[2] Battery Second Use for Plug-In Electric Vehicles Analysis. NREL. länk