Dit is een uitgebreide versie van het artikel dat oorspronkelijk is gepubliceerd op EIT’s Mobility Innovation Marketplace.
De elektrische mobiliteitsrevolutie heeft zijn eigen ‘brandstof’ nodig – miljoenen batterijen die bestaan uit tonnen schaarse grondstoffen. Gelukkig kan deze brandstof, in tegenstelling tot olie, in de kringloop worden gehouden. In dit artikel onderzoekt Bax Battery Circularity Specialist Piotr Grudzień verschillende voorbeelden van hoe innovatieve batterijbedrijven waarde creëren uit circulaire praktijken, op basis van inzichten uit de eerste hand van de partners van het BatteReverse project.
Alle gepresenteerde bedrijfsmodellen hebben één ding gemeen: ze maken gebruik van de kracht van samenwerking om het gebruik van EV-batterijen te optimaliseren.
– Piotr Grudzień, Batterij Circulariteit Specialist
Alleen al in 2030 staat Europa voor de taak om meer dan negen miljoen elektrische voertuigen te produceren, waarvoor batterijen nodig zijn met ongeveer een miljoen ton aan kritieke grondstoffen zoals kobalt, nikkel, mangaan en lithium. Deze zeldzame metalen, die voornamelijk buiten Europa worden gewonnen en verwerkt, vormen een grote uitdaging voor de toeleveringsketen van de auto-industrie, net als de efficiënte en veilige verwerking van gegenereerd batterijafval. Naar schatting moet er in 2030 meer dan 300.000 ton batterijen worden ingezameld en gerecycled, maar hoe kan dit efficiënt en veilig worden gedaan? Het BatteReverse-project, een door de EU gefinancierd initiatief dat in 2023 van start is gegaan, is gericht op het verbeteren van de omgekeerde logistiek van EV-batterijen door nieuwe technologieën te ontwikkelen, bestaande processen te optimaliseren en innovatieve samenwerkingen op te zetten.
Als onderdeel van het project heeft Bax meer dan 150 belangrijke bedrijven in Europa in kaart gebracht en meer dan 20 soorten belanghebbenden geanalyseerd, zoals weergegeven in de afbeelding links.
Aangezien omgekeerde logistiek nog niet gestandaardiseerd is, blijven de processen en rollen binnen bedrijven evolueren. Dit creëert een dynamische ruimte vol kansen voor zowel gevestigde industriële spelers, zoals OEM’s (original equipment manufacturers) en recyclers, als nieuwkomers op de markt, zoals start-ups die zich richten op datamanagementoplossingen of second-life batterijproducten. De volgende vier business cases geven voorbeelden van hoe deze belangrijke belanghebbenden samenwerken met andere bedrijven om de circulariteit van batterijen te verbeteren en tegelijkertijd kosten te besparen en winst te genereren.
Geen enkele batterij mag worden verspild – batterijen vinden voor een tweede leven bij Škoda Auto
De inleidende afbeelding laat zien dat batterijafval niet alleen ontstaat na gebruik. Momenteel zijn de meeste batterijen die moeten worden behandeld de batterijen die tijdens de productiefase worden weggegooid. Dit komt voornamelijk omdat de meeste EV-batterijen nog steeds op de weg zijn en het meestal 10 tot 15 jaar duurt voor ze het einde van hun levensduur bereiken. Dit is ook het geval voor Škoda Auto, een autofabrikant die relatief nieuw is in de massaproductie van elektrische voertuigen. Net als andere OEM’s van EV’s vindt Škoda dat een bepaald percentage van hun accu’s ongeschikt wordt bevonden tijdens de kwaliteitsborging en R&D-processen. Hoewel deze accu’s misschien niet voldoen aan de normen voor nieuwe voertuigen, hebben ze vaak nog een aanzienlijke levensduur (meer dan 70%), waardoor ze geschikt zijn voor alternatieve toepassingen, zoals stationaire opslagsystemen.
Daarom sluit de OEM overeenkomsten met verschillende integratiepartners om de mogelijkheden voor een tweede leven voor accu’s te onderzoeken. Proefprojecten hebben aangetoond dat de capaciteit van de batterijcellen in stationaire systemen met slechts ongeveer 2% per jaar afneemt, waardoor de levensduur van de batterij mogelijk tot 15 jaar kan worden verlengd. Deze aanpak vermindert de koolstofvoetafdruk van de hele levenscyclus van batterijen aanzienlijk.
Vanuit het perspectief van Škoda Auto betekent elke batterij die een tweede leven krijgt niet alleen een vermindering of uitstel van recyclingkosten, maar ook een potentiële inkomstenstroom. Dit gebeurt via overeenkomsten met bedrijven die batterijen hergebruiken of klanten die oplossingen zoeken voor energieopslag, zoals aanbieders van laadstations en energiebedrijven. Voor deze klanten is het cruciaal dat deze batterijen rechtstreeks van de OEM komen.
Škoda Auto heeft uitgebreide kennis over de gezondheidstoestand (SoH) en geschiedenis van elke batterij, waardoor betrouwbaarheid en traceerbaarheid van de herkomst van de batterij gegarandeerd zijn. Zodra deze batterijen hun tweede leven hebben voltooid, kunnen ze worden gerecycled volgens de principes van de circulaire economie, waardoor de grondstoffen kunnen worden teruggewonnen voor de productie van nieuwe cellen.
Maximaliseer de levensduur van batterijen: fleet monitoring door Bib Batteries
Het kiezen van de meest effectieve strategie voor gepensioneerde e-mobiliteitsbatterijen is niet altijd eenvoudig. Bib Batteries, een Frans bedrijf, heeft een datagestuurde oplossing voor dit probleem ontwikkeld. Hun algoritme beoordeelt de restmarktwaarde van batterijen, waardoor ze beheerders van batterijparken de beste oplossing kunnen bieden: reparatie, tweede leven of recycling. Dit systeem omvat een digitaal register voor technici om batterijen van het wagenpark te scannen en te beheren via QR-codes, zodat incidenten gemakkelijker kunnen worden gemeld en specifieke instructies worden gegeven voor reparatie, second-life toepassingen of recycling. Managers krijgen inzichten uit dashboards die accugegevens, operationele behoeften en financiële indicatoren weergeven, evenals tools voor het organiseren van accutransport en het bijhouden van de economische afschrijving van accu’s.
De waardepropositie van Bib Batteries is gericht op het minimaliseren van de kosten van voertuigbeheerders door hen te helpen bij het monitoren en optimaliseren van hun batterijpark en bij het handhaven van efficiënte onderhouds- en circulaire beheerpraktijken. Het bedrijf biedt meestal een kosteneffectiever alternatief voor pure recycling, waardoor exploitanten en fabrikanten hun cashflow kunnen behouden terwijl ze op verantwoorde wijze batterijen verwijderen. Op dit moment zijn de meeste klanten van Bib Batteries exploitanten van micromobiliteit, maar de Franse start-up breidt haar diensten ook uit naar OEM’s van EV.
De kracht van het bedrijfsmodel van Bib Batteries ligt in het netwerk van partners die batterijen kunnen transporteren, repareren en hergebruiken. Dit wordt aangevuld door hun eigen algoritmen, die bedreven zijn in het analyseren van batterijgegevens. Bib Batteries implementeert een maandelijks abonnementsmodel, waarbij klanten betalen op basis van het aantal batterijen in hun wagenpark. Dit zorgt voor een consistente inkomstenstroom. Daarnaast genereert het bedrijf inkomsten uit commissies die worden verdiend door het faciliteren van transacties tussen verschillende entiteiten, zoals de verkoop van tweedehandsbatterijen aan herverwerkers.
Een tweede leven geven aan gebruikte EV-batterijmodules: hergebruik bij betteries AMPS
Het hergebruiken van gebruikte EV-batterijen heeft zich ontwikkeld tot een apart bedrijfsmodel, met veel innovatieve start-ups in heel Europa. Terwijl de meeste zich richten op post-productie batterijen, zoals die van Škoda Auto, zijn er maar een paar die de complexere uitdaging van post-consumer EV-batterijen aangaan.
Een voorbeeld hiervan is de Berlijnse start-up betteries AMPS. Dit bedrijf is gespecialiseerd in het maken van gecertificeerde, circulaire, mobiele, modulaire en multifunctionele energieopslagsystemen die dienen als milieuvriendelijk alternatief voor traditionele, vervuilende, door brandstof aangedreven generatoren.
betteries AMPS betrekt voornamelijk gebruikte EV-batterijpakken van de Renault Groep. Deze pakketten worden ontmanteld tot batterijmodules in het hergebruikcentrum van Renault, de Refactory, in de buurt van Parijs. Op basis van hun resterende capaciteit worden modules gesorteerd en geüpcycled tot modulaire bouwstenen, betterPacks genaamd. Zodra de modules zijn geassembleerd en uitgerust met een Battery Management System (BMS), zijn deze energiesystemen verbonden met een digitaal bedrijfsplatform, waardoor het traceren van activa en energiebeheer wordt vergemakkelijkt.
De belangrijkste toepassing voor de second-life producten van betteries AMPS is in afgelegen gebieden die schone en betrouwbare off-grid stroom nodig hebben, zoals ontwikkelingslanden, de film- en verlichtingsindustrie, festivals en bouwplaatsen. Klanten waarderen de milieuvoordelen van deze second-life oplossingen, het gebruiksgemak en de mogelijkheid om de modules te monitoren en te beheren. Bedrijven die EV-batterijen hergebruiken, zoals Betteries AMPS, ondervinden echter vaak problemen bij het verkrijgen van een consistente aanvoer van gebruikte EV-batterijen. Het vormen van partnerschappen met grote OEM’s, wagenparkbeheerders, reparatiewerkplaatsen en demontagebedrijven is daarom cruciaal voor het succes van elk bedrijf dat actief is op het gebied van afgedankte batterijen.
Afgedankte batterijpakken omzetten in basismaterialen: recycling bij TES
Als alle andere circulaire opties voor EV’s zijn onderzocht, wordt recycling de laatste stap om secundaire grondstoffen terug te winnen voor de productie van nieuwe batterijen. Dit proces, dat wordt uitgevoerd door recyclers zoals BatteReverse-partner TES, bestaat uit twee stappen: voorbehandeling en hydrometallurgische recycling. In de voorbehandelingsfase van het recyclen van EV-batterijen wordt het batterijpak voor de veiligheid ontladen, handmatig geopend en worden de modules eruit gehaald. De resterende onderdelen worden gesorteerd en gerecycled, waarbij herbruikbare modules worden beoordeeld op basis van hun State-of-Health (SoH). Modules die niet herbruikbaar worden geacht, worden verder afgevoerd en gescheiden, en vervolgens verwerkt tot fijne stoffen. Deze stoffen worden vervolgens gescheiden in staal, kunststoffen en actieve materialen in de vorm van een zwarte massa. Deze zwarte massa wordt vervolgens naar een andere faciliteit vervoerd voor hydrometallurgische behandeling. Deze behandeling omvat een reeks subprocessen zoals schuimflotatie, uitlogen, extractie, precipitatie en kristallisatie om de zwarte massa te scheiden in waardevolle materialen zoals lithium, nikkel, kobalt en mangaan.
TES hanteert een servicegericht bedrijfsmodel met extra mogelijkheden voor waardeherstel. Klanten betalen voor recyclingdiensten, wat een voorspelbare inkomstenstroom oplevert. Inkomsten worden aangevuld met waardeopbrengsten uit de verkoop van teruggewonnen onderdelen en gerecyclede materialen, die worden gedeeld met grotere, strategische klanten. Sommige andere recyclingbedrijven vertrouwen voornamelijk op de verkoop van zwarte massa of secundaire grondstoffen, een model dat afhankelijk is van de wereldwijde vraag en marktprijzen van batterijmaterialen.
Om de winstgevendheid van deze bedrijfsmodellen te verhogen, moeten de recyclingprocessen verschillende knelpunten overwinnen. Het ontmantelen van het batterijpakket is zeer tijdrovend en arbeidsintensief. Daarom onderzoeken we in BatteReverse de samenwerking tussen mens en robot om het proces te automatiseren. Een ander probleem is de beperkte schaal van de activiteiten.
Het aantal recyclingfaciliteiten in Europa groeit, maar is nog steeds onvoldoende om de snel groeiende hoeveelheid batterijafval te verwerken, waardoor een aanzienlijk deel van de zwarte massa naar Azië wordt gestuurd. Er moeten meer hydrometallurgische fabrieken komen in Europa om onnodige logistiek te vermijden en de koolstofvoetafdruk van batterijbehandelingsprocessen te minimaliseren.
De waarde van samenwerking: het grootste netwerk voor batterij circulariteit experts
Alle hierboven gepresenteerde bedrijfsmodellen hebben één ding gemeen: ze maken gebruik van de kracht van samenwerking om het gebruik van EV-batterijen te optimaliseren. Omdat we het belang van deze waardevolle connecties erkenden, hebben we de BatteReverse Community opgericht – het grootste netwerk van experts op het gebied van batterijcirculariteit. Op het platform kunnen bedrijven, onderzoekers en beleidsmakers de meest dringende problemen op het gebied van omgekeerde logistiek bespreken, best practices uitwisselen en nieuwe samenwerkingsverbanden aangaan. Het BatteReverse team publiceert regelmatig het meest relevante nieuws en inzichten over gerelateerde beleids-, markt- en technologische ontwikkelingen. Leden van de community hebben de kans om met elkaar in contact te komen via speciale themaruimtes en om met elkaar in contact te komen tijdens onze webinarserie Short Circuit. Als je het einde van het artikel hebt gehaald, betekent dit dat je je bij ons moet aansluiten en moet bijdragen aan deze belangrijke gesprekken.
Meer informatie over het werk van het Batteries team
We helpen de waardeketen van batterijen en de auto-industrie met het implementeren van innovatieve oplossingen en bedrijfsmodellen om de waarde van batterijen voor elektrische mobiliteit te maximaliseren en tegelijkertijd hun ecologische voetafdruk te minimaliseren. Neem contact op voor meer informatie:
batteries@baxcompany.com
