Towards Circular Economy: Technoeconomic assessment of second life EV batteries for energy storage applications in public buildings
Visualitza/Obre
egi-thesis-report.pdf (47,81Mb) (Accés restringit)
Estadístiques de LA Referencia / Recolecta
Inclou dades d'ús des de 2022
Cita com:
hdl:2117/377345
Realitzat a/ambKTH School of Industrial Engineering and Management
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2022-11-11
Condicions d'accésAccés restringit per decisió de l'autor
Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i
industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva
reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització del titular dels drets
Abstract
With the accelerated tendency of renewable energy penetration in the electricity grid, energy storage becomes a crucial asset for matching generation and demand. The growth of energy storage systems requires adequate new policies and regulatory frameworks. The battery value chain also requests for new ways of end-of-life management since battery recycling is not a viable single option yet. This is where circular economy offers different solutions and alternatives for prolonging the battery life and reducing the negative impact. This study analyses the technoeconomic feasibility of giving electric vehicle (EV) batteries a second life as stationary energy storage systems in buildings with integrated on-site renewable energy production, such as for instance PV panels. Four different scenarios have been considered, including the refurbishment of the battery or its direct reuse, taking into account the degradation of capacity and thus, the amortisation price; against the possible load shifting benefit and the reduction of contracted grid power for the building. Results show that, effectively, the reuse of batteries for stationary energy storage is economically justified but may not be worth only in self-consumption applications, that is, for prosumers with some little renewable generation installed on site. The simulations reveal less than 2% relative energy cost savings on annual basis and up to 25% savings related to reduction of grid-contracted peak power, for the chosen case study of a mid-size office building. Second-life battery applications are still dependent on the development of tools for estimating and monitoring the battery’s state of health and potential performance in the new setting, for the technology to succeed. The increasing interest and necessity for circular economy together with the high volume of EV batteries expected to be released on the second-hand market, not suitable for automotive purposes anymore but reasonably applicable for stationary energy storage, will place this topic in the spotlight in the near future Med den accelererade tendensen för penetrering av förnybar energi i elnätet blir energilagring en viktig tillgång för matchande produktion och efterfrågan. Tillväxten av energilagringssystem kräver adekvata nya policyer och regelverk. Batteriets värdekedja begär också nya sätt att hantera uttömda batterier eftersom batteriåtervinning ännu inte är ett genomförbart alternativ. Det är här cirkulär ekonomi erbjuder olika lösningar och alternativ för att förlänga batteriets livslängd och minska den negativa påverkan. Denna studie analyserar den tekniska ekonomiska möjligheten att ge elektriska fordon (EV) - batterier en andra livslängd som stationära energilagringssystem i byggnader med integrerad lokal förnybar energiproduktion, till exempel PV-paneler. Fyra olika scenarier har beaktats, inklusive renovering av batteriet eller dess direkt återanvändning, med hänsyn tagen till kapacitetsnedbrytningen och därmed amorteringspriset. Mot den möjliga lastförskjutningsfördelen och minskningen av kontrakterad nätkraft för byggnaden.
Resultaten visar att återanvändning av batterier för stationär energilagring är ekonomiskt motiverad men kanske inte bara är värd i applikationer med egenförbrukning, det vill säga för kunder som har en liten förnybar generation installerad på plats. Simuleringarna avslöjar mindre än 2% relativa energikostnadsbesparingar på årsbasis och upp till 25% besparingar relaterade till minskning av nätavtagen toppeffekt för den valda fallstudien av en medelstor kontorsbyggnad. Andra batteritillämpningar är fortfarande beroende av utvecklingen av verktyg för att uppskatta och övervaka batteriets hälsotillstånd och potentiella prestanda i den nya inställningen för att tekniken ska lyckas. Det ökande intresset och nödvändigheten för cirkulär ekonomi tillsammans med den stora volymen EV-batterier som förväntas släppas på begagnad marknad, inte längre lämplig för fordonsändamål men rimligt användbar för stationär energilagring, kommer att placera detta ämne i rampljuset i nära framtid
MatèriesUniversitat Politècnica de Catalunya -- Buildings -- Energy conservation, Storage batteries -- Service life -- Testing, Electric vehicles -- Batteries -- Recycling, Universitat Politècnica de Catalunya -- Edificis -- Estalvi d'energia, Acumuladors -- Durabilitat -- Proves, Vehicles elèctrics -- Bateries -- Reciclatge, CampusLab
TitulacióMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA DE L'ENERGIA (Pla 2013)
Col·leccions
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
egi-thesis-report.pdf | 47,81Mb | Accés restringit |