Environmental and economic assessments of electric vehicle battery end-of-life business models
Målet med dette arbeidet er å gi anbefalinger for global økonomisk og miljømessig bærekraft for brukte elbilbatterier ved å vurdere en sirkulær økonomi.
Benedikte Wrålsen
Ph.d.-kandidat
Benedikte Wrålsen disputerer med ph.d.-avhandlingen «Environmental and economic assessments of electric vehicle battery end-of-life business models» 3. oktober 2023.
Slik oppsummerer kandidaten avhandlingen
Antallet elektriske kjøretøy øker raskt og kontinuerlig på grunn av transportsektorens elektrifisering for å redusere utslipp, som drivhusgasser. Hvert elektriske kjøretøy drives av et batteri som kan inneholde gjenværende kapasitet etter første gangs bruk og flere potensielt verdifulle materialer. Etterspørselen etter energilagringssystemer øker behovet for disse batteriene ytterligere. Med tanke på de kommende volumene av brukte elbilbatterier, er en sirkulær økonomi for batterier avgjørende for å forbedre miljømessig og økonomisk bærekraft. Forretningsmodeller for sirkulær økonomi tar sikte på å strategisk redusere ressursbruken ved å lukke, begrense og bremse materialstrømmer, noe som muliggjør økonomisk og miljømessig bærekraftig virksomhet. De potensielle miljøgevinstene ved en slik sirkulærøkonomi-innsats er imidlertid ikke eksplisitt. Målet med dette arbeidet er å gi anbefalinger for global økonomisk og miljømessig bærekraft for brukte elbilbatterier ved å vurdere en sirkulær økonomi. Denne målsettingen krever en tverrfaglig tilnærming som bygger på eksisterende forskning og metoder innen forretnings- og ingeniørvitenskap. Den tverrfaglige tilnærmingen forhindrer problemskifting mellom miljømessig og økonomisk bærekraftytelse for de sirkulære forretningsmodellene som er identifisert og vurdert. For å imøtekomme hovedmålet med arbeidet ble det utviklet fire forskningsspørsmål, og fire tilsvarende publikasjoner ble produsert som et resultat. Paper I utforsker markedsmuligheter og begrensninger for brukte elbilbatterier i Norge, et land hvor elbiler har den høyeste markedsandelen av nybilsalget. Arbeidet modellerer kvalitativt forretningsøkosystemet for brukte elbilbatterier basert på intervjuer med industrielle økosystemaktører. De globalt relevante funnene fra papir I identifiserer realistiske end-of-life-alternativer for papir II. Paper II identifiserer og diskuterer den globalt anbefalte sirkulære forretningsmodellen for å forbedre en sirkulær økonomi for batterier fra elektriske kjøretøy. Delphi-panelmetoden gjør det mulig for et x batteriekspertpanel å utdype en passende sirkulær forretningsmodell for de kommende volumene av brukte elbilbatterier. Paper III utfører en teknoøkonomisk vurdering av den identifiserte sirkulære forretningsmodellen fra papir II for å diskutere hvordan en slik forretningsmodell kan være økonomisk levedyktig og realistisk. Analysen vurderer flere scenarier for å oppdage økonomiske faktorer for suksess med den sirkulære forretningsmodellen. Paper IV utfører en livsløpsanalyse (LCA) av den identifiserte sirkulære forretningsmodellen fra paper II for å diskutere hvordan en slik forretningsmodell kan være fordelaktig for klima og miljø. Metodikk for livsløpsanalyser kan beregne miljøpåvirkningene av beslutninger mellom forretningsmodeller. Slike analyser kan oppdage eventuelle konflikter mellom miljøkategorier, som klimagassutslipp og miljøforurensning. Forskningen viser at gjenbruk av elbilbatterier i hensiktsmessige second-life applikasjoner kan redusere deres miljøpåvirkning. Materialene må deretter resirkuleres i den grad det er mulig. Den sentrale miljøgevinsten kommer fra mulig reduksjonen i etterspørselen etter nye batterier, som kan bidra til å redusere global produksjon og unngå klima- og miljøpåvirkninger fra disse industrielle prosessene. Det er imidlertid en risiko for at denne sirkulære forretningsmodellen kan være økonomisk ulønnsom. Flere faktorer må vurderes og kombineres for å forbedre lønnsomheten og realistisk kommersiell drift, inkludert batteriets tekniske tilstand, aldring, gjenværende mulig levetid, pris på brukte batterier, eierskap, lokasjon, passende second-life applikasjon, kobling til strømnett, og strømprofil.