Sammanfattning konferens för Batterifondsprogrammet

skrivet av Magnus Karlström
Energimyndigheten höll en batterikonferensen i början av april. Alla presentationer  från konferensen finns att ladda hem här.
Konferensens syfte var att beskriva läget för Batterifondsprogrammets två forskningsområden, som är
– återvinning och återanvändning av alla typer av batterier
– samt batterier och andra energilager för fordon.
Batterifondprogrammet är ett forsknings- och utvecklingsprogram, som löper från 2013-2020. Budgetramen är 205 miljoner kronor och finansieras helt av Energimyndigheten via medel från Naturvårdsverket [1].
Större delen av de 205 miljonerna är redan fördelade. Ni kan se vilka projekt som fått medel från batterifondsprogrammet här.
Några typiska forskningsområden som fått medel är:

• Förbättra li-jon batterier
• Nya batterikemier som kan användas till fordonsbatterier
• Återvinning av andra batterier än Li
• Återvinning av Li-jonbatterier
• Bättre diagnostik, mätning samt batterimanagement systems
• Superkondensatorer
• Batterisäkerhet

Alla projekt som fått medel hade en poster på konferensen.
Det var två tema under dagen. På förmiddagen fick vi en utblick och utmaningar inom forskning om fordonsbatterier samt återvinning. På eftermiddagen fick svenska forskargrupper presentera vilken batteriforskning de gör.
Utmaningar och utblick inom batteriforskning  
Göran Lindbergh (KTH) började med presentera fem utmaningar för batterianvändning ur ett fordonsperspektiv, här finns länk till hans presentation.
Den första utmaningen var att batteriforskningen måste förhålla sig till den ryckiga utvecklingen av marknad och omvärld. Göran började analysen av den utmaning med en hänvisning till en vetenskaplig artikel som UC Davis gjort. Artikeln analyserar hur olika teknikalternativ hypas ett tag efter varandra och hur det skadar transitionen till ett hållbart transportsystem. Artikelförfattarna vill att policymakers ska ställa över sig hype-vågor och våga vara långsiktiga [2].
Den andra utmaningen är bedöma och välja rätt batterier ur ett miljöperspektiv. Det finns frågor som tillgång till resurser, möjlighet till återvinning samt att hänsyn till livscykelperspektivet som behöver ställas.
Den tredje utmaningen är att utveckla batterier som har bättre kapacitet, effekt samt lägre kostnader.
Den fjärde utmaningen är att batteriutvecklingen går så snabbt. Många gör mödosamma tester och karakterisering för att bygga bra modeller, men frågan är om kunskapen är generell eller om kunskapen t ex enbart gäller för den generationens celler av en leverantör.
Den femte utmaningen är att bli bättre på att göra förutsägelser om ”State-of-Charge” och hälsotillstånd ”State-of-Health”. Ett viktig fråga är att göra förutsägelser om hur batteriets egenskaper ändras med stigande ålder.
Under hela presentation hade också Göran med att bränsleceller är ett alternativ till batterier. De kan användas till olika delar av fordonsparken.
Slutligen gjorde Göran en summering av vad som bör göras:

• Rättvisande analyser av totalkostnader och miljöeffekter – för kloka vägval och identifiering av begränsningar
• Återvinning – cirkulär ekonomi
• Utveckla kemi och koncept för kommande batterigenerationer – bättre, billigare, …
• Bränsleceller – komplement till batterier
• Åldring – från kvalitativ till kvantitativ förståelse
• Matematiska modeller med prediktiv förmåga – för analys och styrning
• Testa mindre och förstå mer – även dra nytta av data som genereras ombord på fordon
• Kompetens och utbildning – strukturomvandling av transportsektorn

Efter Göran fick Alexandre Chagnes, Chimie ParisTech ge sin utblick om återvinning av li-jon batterier. Alexandres presentation går att ladda hem här.
Chagnes ansåg det viktigt att utveckla återvinningen till en automatisk, storskalig och lönsam verksamhet från den småskalig industri som den är idag.
Det finns ett antal skäl att återvinna li-jon batterier enligt Chagnes. De är:

• Ekonomiska skäl. Mängden material kommer bli stora när elfordon blir många.
• Geopolitiska skäl. Europa har inte många av grundämnen som behövs. Om vi återvinner kommer vi ha egen tillgång.
• Det finns lagkrav att fordonsbatteri måste återvinnas till en viss del.
• Hållbarhet

Chagnes ansåg att vi bör tänka på några faktorer när vi bygger upp ett återvinningssystem.
Processerna bör vara uppbyggda så att vi tänker på hela produktkedjan. Det är också centralt att processerna är uppbyggda så de klarar av utvecklingen av batterier samt den stora variation av cellkemier som finns. Han förespråkade också mer automatisering av återvinningen. Han tyckte att den bästa kompromissen är att kombinera pyro- och hydrometallurgiska processer.
Sedan presenterade Annika Ahlberg-Tidblad från Scania om standardisering och batterisäkerhet. Hon gav en uppdatering om hur diskussioner pågår inom “UN ECE working structure for Global Technical Regulations”.  Hennes presentation finns här. En viktig slutsats från hennes presentation att en del förslag som diskuteras just nu kan bli ett hinder för elfordon. Inom OMEV kommer vi skriva mer om säkerhetskrav, globala krav och elfordon längre fram.
Förmiddagen avslutades med två presentationer om återanvändning av fordonsbatterier som energilager. Den första presentation handlade Second-life för fordonsbatterier som energilager i fastigheter. Ulf Östermark presenterade ett projekt som pågår på Chalmers Campus. Han hade samlat ett antal forskningsfrågor som ni kan läsa om här.
Det andra projektet var ett brittiskt företag som presenterade sin affärsmodell att utnyttja använda fordonsbatterier tillsammans med solceller och vindkraft för att minska behovet att bygga ut kraftnätet när laddinfrastruktur byggs ut. Ni kan läsa om deras kommersiella produkt i deras presentation här. Matthew Lumsden slutade sin presentation med att berätta om ett antal utmaningar och forskningsbehov för att kunna utnyttja använda fordonsbatterier till en nya användningsområden. En viktig slutsats är att energilagring är en nytt affärsområde och ganska mycket är omoget gällande t ex affärssegment samt lagstiftning.
Dagen slutade med att svenska universitet berättade om sin forskningsinriktning inom batterier. De som berättade om sin forskning var KTH , Uppsala,Chalmers (batteriutvecklingen), Stockholms Universitet, Luleå (batteriåtervinning),Chalmers (batteriåtervinningen) samt företaget LiFeSiZE.
Egna kommentarer
Batterifondsprogrammet är ett rejält forskningsprogram. Jag hittade 35 forskningsprojekt i Energimyndighetens projektdatabas inom programmet.
Alla presentationerna från universiteten gav en bra bild av forskningsfrågorna som är aktuella.
Det var ca 140 personer som var på dagen. Det är ganska lyckat för en forskningsdag.
Batterifondsprogrammet kommer ha en ny utlysningen någon gång under våren.
Referenser
[1] Batterifondsprogrammet 2013-2020 länk
[2]  Study suggests policymakers need to move beyond alt fuels hype to decarbonize transport successfully. Green Car Congress. 2 mars 2016. länk