Samen met de concretisering van een circulaire economie zal ook de co-evolutie van innovaties steeds belangrijker worden. Co-evolutie is het proces in de evolutie waarbij producten en sectoren zich voortdurend aan elkaar aanpassen.

Vaak leidt co-evolutie tot een samenwerkingsverband waarbij producten en sectoren niet meer zonder elkaar kunnen. Denk maar aan het gebruik van een EV-batterij in home storage toepassingen.

Technisch gezien is dit een interessant gegeven. Wanneer de batterij-capaciteit is gedaald tot 80 - 70%, kan de batterij nog steeds perfect dienen om energie op te slaan. Die oplossing is goedkoper dan een powerwall, bijvoorbeeld. Dit is meteen ook een uitdaging voor de constructeurs: maak een second-life vriendelijk batterijdesign dat het ontmantelen, de monitoring en de diagnose vergemakkelijkt.

Prof. Dr. Ir. Joeri Van Mierlo, VUB MOBI

Een studie van Element Energy Consulting uit Cambridge, Batteries on wheels: the role of battery electric cars in the EU power system and beyond (lees het) hier) uit 2019 stelt dat in 2025 ongeveer 10% van de totale Europese verkoop van nieuwe wagens elektrisch of emissie lage voertuigen zal zijn, dit aantal wordt verwacht te groeien tot 25% in 2030.

De ‘battery electric vehicles’ (BEVs) zouden de dominante aandrijftechnologie moeten worden na 2020. Dit betekent dat er in 2030 nog steeds 85% van het wagenpark uit wagens op fossiele brandstof zal bestaan maar tegen 2050 zouden de cijfers omgekeerd moeten zijn, namelijk 20% wagens op fossiele brandstof en 80% elektrisch.

Door de gestage groei met een versnelling in 2025 zullen de meeste van de 17,5 miljoen elektrische voertuigen op Europese wegen relatief jong zijn. Maar tegen dan zullen er 125.000 oudere elektrische wagens uit circulatie gaan en zal de batterij vrijkomen. Ongeveer 15% van deze batterijen zouden zodanig verslechterd zijn dat ze niet voorbestemd kunnen worden voor second life toepassingen waardoor ze rechtstreeks naar recyclage zullen worden gezonden en zullen zorgen voor ongeveer 2.800 ton valoriseerbare metalen.

De Europese recyclagecapaciteit zal dus duidelijk opgetrokken moeten worden. Volgens de studie Battery on Wheels zal tegen 2025 alleen al voor elektrische wagens die einde leven komen de huidige recyclagecapaciteit in de EU veel te krap zijn. We gaan naar een recyclagevraag die groeit naar bijna 100.000 ton batterijen tegen 2040.

Maar die capaciteit is niet het enige probleem waar we slim mee zullen moeten leren omspringen … Er zijn ook nog enkele andere elementen die ervoor zorgen dat we het bestaande recyclageproces moeten herdenken als we de waardeketen financieel willen optimaliseren. Dr. Ir. Alain Vassart, Secretary General bij EBRA (European Battery Recycling Association) licht enkele belangrijke elementen toe die dit mogelijk zouden maken.

Veilig transport garanderen

Het vervoer van batterijen is onderworpen aan de uitgebreide instructies van de ADR (A*ccord européen relatif au transfport international des marchandisses *Dangereuses par Route), de Franse titel van het Europees verdrag betreffende het internationaal vervoer van gevaarlijke goederen over de weg. Op die manier wordt de veiligheid van het transport gegarandeerd, maar de voorschriften in dit verdrag zullen nog verder evolueren in de toekomst.

Slim omgaan met nieuwe materialen

Gezien de batterijfabrikanten evolueren naar batterijen met minder kritieke metalen (we denken daarbij vooral aan kobalt, waarvan de winning moeilijk en duur is), zullen de recyclagebedrijven een nieuwe benadering moeten ontwikkelen rond het herwinnen van materialen om de financiering van hun activiteit mogelijk te maken.

Het is duidelijk dat op vlak van ruwe basisgrondstoffen en het hergebruik we zwak staan in Europa. Ook op vlak van celcomponenten en celproductie zal er iets moeten ‘bewegen’. Batterijpacks maken en de recyclage van EV-batterijen zelf op het einde van hun leven, daar kunnen we in Europa bogen op een sterke kennis en een sterk operationeel instrument.

Het onderzoek hiernaar is in volle ontwikkeling (groei recyclage-efficiëntie, groter aantal eindmaterialen die er gewonnen en hergebruikt kunnen worden, verlaging milieu-impact, ...). De verbeteringen van de recyclagedoelstellingen en de besparingen bij schaalvergroting gekoppeld aan de grotere massa aan EV-batterijen zal mogelijk leiden tot een daling van de recyclage fee.

Ontmantelingsproces optimaliseren

Veel EV-batterijen zijn – met hun gewicht tussen 200 en 300 kg – te groot om in één keer gerecycleerd te kunnen worden. Daardoor zou de batterij eigenlijk telkens eerst moeten gedemonteerd worden vooraleer ze kan gerecycleerd worden.

Bovendien gaat het vaak om ‘packs’, met verschillende elementen, die soms een andere behandeling nodig hebben om optimaal gerecycleerd en/of hergebruikt te kunnen worden.

De ontmanteling gebeurt bovendien nu nog manueel, want elke wagen heeft een ander model en type batterij. Om kosten te drukken, moeten we dan ook evolueren naar een meer geautomatiseerd systeem, waarbij we zelfs gebruik maken van AI (artificiële intelligentie) om het hele proces te optimaliseren. Volgens Alain Vassart is het bovendien ook belangrijk dat de recyclage zou moeten afgestemd worden op type en inhoud batterij.

Een ideaal scenario voor de verwerking van een EV-batterij op het einde van haar levensduur zou er als volgt kunnen uitzien. Voor elke stap kan je bovendien beroep doen op de diensten van Bebat:

Het hergebruik en het tweede gebruik van afgedankte batterijen van geëlektrificeerde voertuigen is echter niet voorzien in de huidige batterijenrichtlijn en roept dan ook enkele vragen op – vooral dan met betrekking tot het tweede gebruik. Peter Coonen licht verder toe:

In het geval van het tweede gebruik van batterijen van elektrische voertuigen moet de aansprakelijkheid voor producten duidelijk worden gedefinieerd. Gezien de nieuwe toepassing van het product, die mogelijk technische aanpassingen impliceert, moet degene die de batterijen voor het tweede gebruik in de handel brengt, in dit kader worden beschouwd als producent van de batterijen en moet hij zijn naam, handelsmerk of een ander onderscheidend element op de batterij aanbrengen.

Peter Coonen, Managing Director Bebat

Een belangrijk gegeven daarbij is dat er door de specifieke natuur van EV-batterijen en hun tweede gebruik het bestaande principe van financiële verantwoordelijkheid herbekeken zal moeten worden.

De internationale organisatie Eucobat neemt daarin een duidelijke positie in en stelt dat er meer duidelijkheid moet worden gecreëerd in de wetgeving over volgende elementen:

• Op welk moment komt er voor de inzameling en verwerking een einde aan de ‘uitgebreide producentenverantwoordelijkheid’ van de eerste producent?
• Wie draagt de ‘uitgebreide producentenverantwoordelijkheid’ voor de modules, stacks en cellen die tijdens de herbestemming worden verwijderd maar niet hergebruikt?
• Wie draagt de ‘uitgebreide producentenverantwoordelijkheid’ voor batterijen die voor tweede gebruik op de markt worden gebracht en hoe zullen de markering van de batterij en de registratie van de producent worden geregeld?
• Hoe zullen de financiële garanties voor de eerste en tweede producent worden geregeld?

Om binnen de circulaire economie slim(mer) om te springen met batterijen op het einde van hun levensduur, is het cruciaal dat we de waardeketen herbekijken.

De klassieke visie op afvalbeheer is gebaseerd op de ‘Ladder van Lansink’. Deze standaard voorzag 6 stappen in de zgn. afvalhiërachie, nl.:

Vanuit onze aandacht voor de circulaire economie kijken we bij Bebat echter meer naar het schema dat werd opgezet door PBL, het Nederlandse Planbureau voor de Leefomgeving. Dit is het nationale instituut voor strategische beleidsanalyse op het gebied van milieu, natuur en ruimte. Het PBL is een organisatorisch onderdeel van de Rijksoverheid, namelijk het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat. Deze bijzondere positionering maakt het borgen van zijn onafhankelijkheid essentieel voor het PBL.

Voor hen zijn er 9 circulaire strategieën in de productieketen. In volgorde van belangrijkheid zijn dat:

Bebat kijkt ook uit naar nieuwe en andere mogelijkheden voor de inzameling en – vooral – het transport van batterijen. Bijzonder inspirerend daarbij is de aanpak van onze Nederlandse tegenhanger Stibat (zie kader hiernaast). We volgen deze en andere initiatieven van dichtbij op om lessen te leren en zelf voorloper te blijven in de inzameling en verwerking van batterijen.

CASE STIBAT

Inzameling batterijen met elektrische voertuigen zorgt voor flinke CO₂-besparing

In de regio Haarlem, Amsterdam en de kop van Zuid-Holland worden lege batterijen voortaan 100% elektrisch ingezameld. In plaats van een dieselvrachtwagen, haalt een zero-emissions vehicle (volledig elektrisch voertuig) de lege batterijen op bij zo’n 4.000 winkeliers, scholen en bedrijven, zodat ze verwerkt kunnen worden tot waardevolle grondstoffen.

Die elektrische inzameling van batterijen zorgt voor een flinke CO₂-besparing. Deze nieuwe en schonere manier van inzamelen bespaart jaarlijks ruim 27 ton CO₂. De batterijen worden na inzameling verwerkt tot waardevolle grondstoffen. Dat betekent dus twee keer winst voor het milieu.