Energiayhtiö osana litiumioniakkujen kiertotaloutta

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2019-12-16
Department
Major/Subject
Sustainable Energy Systems and Markets
Mcode
ELEC3048
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions
Language
fi
Pages
95+5
Series
Abstract
Litiumioniakkujen määrä energiajärjestelmässämme kasvaa jatkuvasti. Syitä tälle kehitykselle ovat muun muassa uusiutuvan sähköntuotannon lisääntyminen sekä liikenteen sähköistyminen, joilla pyritään vähentämään kasvihuonepäästöjä, ja sitä kautta hillitsemään ilmaston lämpenemistä. Akkukannan kasvaessa lisääntyy myös tarve akuissa käytettäville raaka-aineille. Ympäristövaikutuksen minimoimiseksi ja luonnonvarojen säästämiseksi tulee akkumarkkinoiden kehityksen noudattaa kiertotalouden periaatteita. Tässä diplomityössä tutkitaan energiayhtiön näkökulmasta, minkälaisia liiketoimintamahdollisuuksia litiumioniakkujen kiertotalous pitää sisällään. Erityisenä painopisteenä ovat sähköautojen ajovoima-akut, sillä niiden uskotaan tulevaisuudessa muodostavan merkittävän osan koko litiumioniakkukannasta. Työssä pyritään tunnistamaan energiayhtiölle houkuttelevimmat vaihtoehdot, ja arvioimaan niiden toteutettavuutta sekä taloudellisuutta. Lisäksi tutkitaan, mitä kyvykkyyksiä eri vaihtoehtojen tavoitteleminen vaatii energiayhtiöltä. Arvioinnissa on hyödynnetty kirjallisuustutkimuksen lisäksi asiantuntijoiden haastatteluja sekä taloudellisia laskelmia. Kirjallisuustutkimuksen perusteella on valikoitunut lähempään tarkasteluun kolme vaihtoehtoa, jotka ovat käytettyjen ajovoima-akkujen kunnostaminen takaisin ajoneuvokäyttöön, ajovoima-akkujen uusiokäyttö stationäärisessä energiavarastossa sekä ajovoima-akkujen kierrätys. Näitä vaihtoehtoja on analysoitu tarkemmin haastattelujen sekä taloudellisten laskelmien kautta. Työn tulokset osoittavat, että sähköautojen käytetyistä ajovoima-akuista on tulossa yhä kilpaillumpia resursseja. Sähköautojen valmistajat pyrkivät laajentamaan omaa liiketoimintaansa kattamaan myös akkujen ensisijaisen käytön jälkeisen elämän. Luonnollisin rooli energiayhtiölle on toimia akkujen uusiokäytön sektorilla. Tämä voi pitää sisällään esimerkiksi käytettyjen akkujen räätälöintiä kotitalous- tai teollisuuskäyttöön sopivaksi. Työssä selvisi myös, että käytettyjen ajovoima-akkujen volyymit ovat toistaiseksi niin vähäiset, ettei markkina kannattele liiketoimintaa. Akkumarkkinat kehittyvät nopeasti, ja litiumioniakkujen hintojen odotetaan laskevan tulevaisuudessa. Siksi onkin tärkeää arvioida tuloksia uudelleen säännöllisin väliajoin.

The amount of lithium-ion batteries in our energy system is constantly growing. Reasons for this are amongst others the increasing amount of renewable electricity generation as well as the electrification of the transport sector, which aim to reduce the amount greenhouse gas emissions and mitigate climate change. With the growing amount of lithium-ion batteries the need for raw materials is also growing. In order to minimize the environmental impact and protect natural resources, the development of the lithium-ion battery market needs to follow the principles of circular economy. This thesis examines the potential business opportunities that exist in the circular economy of lithium-ion batteries from the perspective of an energy company. Special focus is given to traction batteries of electrical vehicles, because it is believed that they will form a significant share of the total lithium-ion battery base in the future. The thesis aims to identify the most attractive business options and assesses their achievability and feasibility. Furthermore, the thesis assesses, which capabilities would be required from an energy company to pursue the different options. Methods used for the assessment include a literature review, interviews with experts as well as financial analysis. Based on the literature review, three options have been chosen for more accurate analysis: refurbishing spent traction batteries for further use in electrical vehicles, repurposing spent traction batteries for use in stationary energy storage and recycling spent traction batteries. These options have been analysed more closely through expert interviews and financial calculations. The results of this thesis point out that the competition around spent traction batteries from electric vehicles is becoming fiercer. Car manufacturers are expanding their own business to cover also the end--of-life market of the batteries they use. An energy company is best equipped to work in the reuse sector for traction batteries. This can for instance include repurposing spent traction batteries for stationary residential or industrial use. However, the volumes of spent batteries currently on the market are low, and insufficient to support business. The battery market is developing rapidly and prices are expected to decrease. This is why it is important to regularly assess the results of this thesis anew.
Description
Supervisor
Lehtonen, Matti
Thesis advisor
Siilin, Kristiina
Keywords
litiumioniakku, kiertotalous, ajovoima-akku, akkumarkkinat, energian varastointi
Other note
Citation