Baterías de Segunda Vida

Febrero 2021Informe de la Comunidad Tecnológica de Almacenamiento

Informe de la GSEP Comunidad de Almacenamiento

Este informe técnico ha sido generado con la colaboración de:

Pasquale SALZA (lider de equipo) Enel Gerente de Almacenamiento de Larga

Duración y Sistemas Híbridos

Kakihira Takahito Kansai Subgerente - Grupo de Estrategia y Cooperación

Lahoussine Mhani ONEE

Xiaoning Ye SGCC Experto técnico en el área de almacenamiento

Paul H Loeffelman AEPDirector de Asuntos Corporativos Externos de los EEUU, y Gerente de Asuntos Corporativos Internacionales

Carlos J. Casablanca AEPDirector de Estudios Avanzados de Transmisión

Paul R. Thomas AEP Supervisor de Planificación de Distribución

Kamyab AmouzegarCentro de Excelencia en Electrificación del Transporte y Almacenamiento de Energía (CETEES), Hydro-Québec

Científico Senior de Desarrollo de Investigaciones

François LaroucheCentro de Excelencia en Electrificación del Transporte y Almacenamiento de Energía (CETEES), Hydro-Québec

Candidato PhD

Vincent-Michel Duval Hydro-Québec Gerente Senior

David-Olivier Goulet Hydro-Québec Ingeniero de Proyectos

Alice Clémence Perié Hydro-Québec Analista de Proyectos

Luis Calzado Asociación Global de Electricidad Sostenible Asesor Senior de Proyectos

Introducción

Factores facilitadores y

limitantes

Economía Sustentabilidad y Circularidad

Sinergias inter-sectoriales

Introducción

¿Qué entendemos por «baterías de segunda vida»?

Abordajes a las aplicaciones de segunda vida

Experiencia en proyectos de segunda vida de la Comunidad Tecnológica de Almacenamiento (GSEP)

Introducción¿Qué entendemos por «baterías de segunda vida»?

Cuando la batería de un Vehículo Eléctrico alcanza por primera vez el promedio

de su vida útil (p.ej. manteniendo el 80% de su capacidad total útil y logrando

una tasa de auto-descarga del 5% en un periodo de 24 horas), los fabricantes

tienen tres opciones:

1. Eliminación simple, la cual ocurre con mayor frecuencia si los envases

están dañados o si se encuentran en regiones que carecen de la estructura

necesaria de mercado. En la mayoría de las regiones, la regulación impide

la eliminación masiva.

2. Reciclaje, para recuperar metales de gran valor, como cobalto y níquel,

particularmente gracias a los más innovadores procesos, como la

hidrometalurgia.

3. Antes del reciclaje, reutilizar las baterías en aplicaciones estacionarias,

donde las capacidades de rendimiento reducido siguen siendo valiosas

Fuente: McKinsey

Envase de primera vida de Vehículo Eléctrico

Envase de segunda vida

de Vehículo Eléctrico

Re-manufacturaRestaurar un paquete de Vehículo Eléctrico y reutilizarlo en un vehículo - no enfocado

Reparar/restaurar el envase del Vehículo

Eléctrico

Envase de primera vida de Vehículos Eléctricos

Envase de segunda vida

de Vehículos Eléctricos

Re-utilización de los envases de las baterías de segunda vida de los Vehículos EléctricosRecolectar los envases de baterías, seleccionar las baterías con suficiente capacidad restante y combinar los envases similares de baterías de Vehículos Eléctricos

Seleccionar y combinar envases adecuados de

baterías

Envase de primera vida de Vehículos Eléctricos

Envase de segunda vida

de Vehículos Eléctricos

Restauración de los envases de las baterías de segunda vida de los Vehículos EléctricosAbrir los envases, remover los módulos para su posible restauración, re-acondicionar o reciclar celdas. Re-envasar los módulos en nuevos envases de baterías.

Reparación/restauración de los envases de los Vehículos Eléctricos

Almacenamiento de energía estacionaria

Seleccionar y combinar envases adecuados de

bateríasAlmacenamiento de energía estacionaria

Restauración de las de segunda vida

Envase de segunda vida

de Vehículos Eléctricos

Después de "la primera vida", antes de reciclar la batería del vehículo eléctrico, algunas de las principales alternativas son: reutilizarla, es decir, "usarel envase tal como está", tras un proceso de selección y combinación de envases adecuados (de acuerdo con los criterios del estado de saludresidual, capacidad, etc...) o renovarla, significa que los envases primero se desmontan y las celdas individuales se re-acondicionan y se vuelven aempaquetar en nuevos módulos antes de usarse en aplicaciones estacionarias.Si los envases de los Vehículos Eléctrico han sido diseñados con la presente metodología, también pueden emplearse directamente en aplicacionesestacionarias. Por otro lado, después del primer uso en los Vehículos Electrónicos, los envases también pueden ser renovados para aplicarse enVehículos Electrónicos (en lugar de dispositivos estacionarios), pero dicha opción está fuera del alcance de la presente metodología.

Fuente: Navigant para Enel

IntroducciónAbordajes a las aplicaciones de la segunda vida

Almacenamiento de energía estacionaria

Es necesario desmontar los paquetes, recoger los módulos,medir/probar, clasificar, reempacar y certificar las bateríasusadas de los vehículos eléctricos:

Tiene que ser configurada una cadena de suministro"ad hoc"

incrementar los costos de las baterías re-utilizables Debe desarrollarse un nuevo módulo (bandeja) de

Sistema de Administración de Batería (BMS)

Actualmente, solo pocos integradores de sistemas cuentancon los conocimientos necesarios para implementar estaopción

Se requiere más tiempo para realizar y certificar los módulosre-empaquetados

Una vez realizado el re-empaquetado de los módulos, elensamblado e integración del sistema del Sistema deAlmacenamiento de Energía de la Batería (BESS) estacionaria, tiene los mismos requerimientos de un BESS común

Las garantías del funcionamiento de la baterías pueden sergarantizadas por el Integrador de Sistemas

Renovación de las baterías de Vehículos Eléctricos

Es una aproximación"lista para usarse ": reduce los tiempos y costosde la re-utilización de las baterías (disminución de la intensidad en lamano de obra y en la inversión del proceso de reconstrucción)

Re-utilización de los envases originales existentes del SistemaAdministrativo de la Batería (BMS)

Las actividades de Integración pueden ser proporcionadas por variossistemas integradores

Se tiene que desarrollar un BMS Master específico (para todo elsistema)

No es posible conectar paquetes en serie sino solo en paralelo. Estorequiere agregar un convertidor CC/CC para elevar la tensión de CCal nivel de trabajo de PCS, o para sobredimensionar PCS debido aaltas corrientes, aumentando el costo del sistema.

Requiere más espacio de instalación con respecto al BESSestacionario estándar basado en los módulos de la batería.

El integrador de sistemas no garantiza el rendimiento de la batería(extensión de vida, eficiencia, C_rate,...). El fabricante de las bateríassolo puede garantizar la capacidad residual esperada

Re-utilziación de los envases de las baterías de Vehículos Eléctricos

Fuente: Enel

IntroducciónAproximación a las aplicaciones de la segunda vida: pros y contras

Sitio: Melilla, ≈90,000 ciudadanos, modalidadde isla por la planta de poder de Endesa Genset(60, 2MW)

Solución probada: Sistema de baterías de4MW/1.7MWh basado en el uso directo(reutilización) de paquetes de baterías de VE(2MW de segunda vida + 2MW de nuevospaquetes de VE), en paralelo a la centraleléctrica de Genset existente (regulación defrecuencia).

Sincronización: COD por 2020

En un sistema aislado, una desviación relevante de f (porejemplo, debido a un fallo de un activo de generación) puedeprovocar eventos de desprendimiento de carga y apagonesdebido a la dinámica de los otros grupos electrógenos.

Necesaria

La integración de tecnologías de almacenamiento de respuesta rápidaen la central eléctrica para responder a la desviación f y a losdesequilibrios de potencia durante los minutos iniciales puededisminuir o evitar los eventos de desconexión de carga y los apagones,aumentando la fiabilidad del sistema

Solución

Aspectos destacados del proyecto

Fuente: Enel

Experiencia en proyectos de 2a vida Comunidad Tecnológica de Almacenamiento (GSEP)Proyecto Melilla por Enel

Verificar el desempeño de las baterías de segunda vidadeclaradas por los fabricantes (medición y validación, KPI dereferencia)

Interiorizar los conocimientos relativos a los temas deintegración de sistemas para afinar mejor las fases de diseño ypropuesta de los proyectos de almacenamiento

Adquisición de conocimientos sobre la segunda fase de laoperación y mantenimiento ( previsión del mantenimiento,identificación de estrategias de resolución de problemas)

Hallazgos clave sobre el desarrollo del Sistema de Gestión deBatería Principal (MBMS ) para operar eficazmente un paquetedesigual

Justificación Técnica

Comprender la posible reducción de inversión en lasinstalaciones de almacenamiento

Comprender la oportunidad de utilizar baterías de segundavida como piezas de repuesto de las instalaciones dealmacenamiento para reducir los costes de mantenimiento

Desarrollar una iniciativa sostenible, que mejore el impactode la sostenibilidad de los sistemas de baterías/RES

Desarrollar directrices sobre la reutilización sostenible de lasbaterías de los vehículos eléctricos para aplicaciones fijas ymantener un enfoque proactivo hacia la regulación y lanormalización para fomentar la adopción de una segundavida (*)

Establecer una cadena de proveedores e integradores parafuturos proyectos de almacenamiento de energía

Justificación Estratégica

La I+D+i, dentro de las plataformas internacionales (EU Battery Alliance, Batteries EU, IPCEI) se centra en la creciente necesidad de contar con normas dediseño que permitan un fácil desmontaje (por ejemplo, el uso de tornillos y evitar las fusiones en los paquetes de baterías), un etiquetado eficaz (en caso dedesmontaje del paquete de baterías y clasificación de los módulos, es importante tener indicaciones claras de la química del módulo), un seguimiento eficazy detallado de la batería de un solo uso dentro de la operación del vehículo. Además, la estandarización de la definición del estado de salud de las bateríastambién, es un debate importante que se está llevando a cabo (en la actualidad, todos los fabricantes de baterías utilizan su propia definición).

(*)

Fuente: Enel

Experiencia en proyectos de 2a vida Comunidad Tecnológica de Almacenamiento (GSEP)Proyecto Melilla por Enel

10

Fuente: Enel

La instalación del sistema de almacenamiento de energía en baterías de segunda vida durante la construcción

Pruebas de Aceptación en

Fabrica

Experiencia en proyectos de 2a vida de la Comunidad Tecnológica de Almacenamiento (GSEP)Proyecto Melilla por Enel

Fuente: Enel

Detalles de los paquetes de las baterías de vehículos eléctricos reutilizados para aplicaciones estacionarias

Experiencia en proyectos de 2a vida de la Comunidad Tecnológica de Almacenamiento (GSEP)Proyecto Melilla por Enel

Experiencia en proyectos de Segunda vida de la Comunidad Tecnológica de Almacenamiento (GSEP)Servicio de energía de Jiangsu con la caja de la batería de segunda vida

Aplicado a la torre de telecomunicaciones• La torre de Jiangsu Telecom mantiene actualmente unas 90,000 estaciones

base. Anteriormente, la fuente de alimentación de respaldo de la estaciónbase utilizaba baterías de plomo-ácido, que tenían baja resistencia a altastemperaturas, baja densidad energética y baja compatibilidad ambiental.

• El año pasado, Jiangsu Tower, dejó de comprar baterías de plomo-ácido ytodas las fuentes de energía de reserva se sustituirán por baterías de litioprocedentes de vehículos eléctricos.

• Jiangsu ha sustituido ya más de 4,000 conjuntos.

Aplicado a la microcentral de almacenamiento de energía• Jiangsu Comprehensive Energy Service Company utiliza las baterías de los

vehículos eléctricos retirados para proporcionar centrales eléctricas dealmacenamiento de microenergía personalizadas para las empresas.

• Está equipada con dos conjuntos de sistemas de almacenamiento deenergía en cascada de microbaterías con una capacidad total de 204 kWh yuna potencia de carga y descarga de 40 kW.

• El proyecto puede ahorrar un tercio de los costes de electricidad de laempresa.

En 2020, se espera que las baterías eléctricas retiradas en la provincia china

de Jiangsu sean de unas 20,000 toneladas y en 2025 alcanzarán unas

80,000 toneladas.

Experiencia en proyectos de segunda vida de la Comunidad Tecnológica de Almacenamiento (GSEP)Servicio de energía de Jiangsu con la caja de la batería de segunda vida

Factores facilitadores y limitantes

¿Qué entendemos por «baterías de segunda vida»?

Desafíos técnicos e impulsores

Aplicaciones para las baterías de segunda vida

Procedimientos técnicos complejos y desconocidos para

seleccionar, integrar y hacer funcionar mejor el sistema de

segunda vida de forma segura y económica

Falta de datos sobre elrendimiento de la batería en

aplicaciones de primera y segunda vida

La incertidumbre económica sobreValor de las baterías de segunda

vida

• Poner a disposición los datos de registro de la batería durante el funcionamiento delsistema de Melilla y la definición de un modelo de degradación

• Implantación de una plataforma abierta para monitorizar los datos de la primera vida deuso para conocer el estado de las baterías y establecer el tiempo de traslado en el segundouso, en colaboración con los fabricantes de coches y baterías

• Identificar y promover la adopción de características/normas técnicasadecuadas para su aplicación a las baterías de segunda vida que ya están enla fase de producción de baterías para vehículos eléctricos.

• Desarrollo de técnicas estandarizadas para seleccionar las baterías de segunda vida:o Definición del Protocolo de Prueba para una mejor clasificacióno Definición de los valores mínimos aceptados de indicadores clave de funcionamiento

valores basados en clasificaciones y las aplicaciones más prometedoras• Definición de directrices para la integración de sistemas que garanticen el funcionamiento

seguro (interacción SGE VS SGE principal)• Normalización de los vehículos eléctricos para la interoperabilidad de los distintos sistemas

Barreras Clave Soluciones para superar las barreras del proyecto Mellila

Fuente: Enel

Factores facilitadores y limitantesIdentificación de las principales barreras de las experiencias inicialesDurante la primera aplicación de las baterías de segunda vida (ver arriba, proyecto Mellila), se han identificado lasprincipales barreras de amplio alcance de los proyectos de las baterías de segunda vida y sus soluciones:

Fuente: elaboración de McKinsey + Guidehouse

1. Gran número de diseños del paquete de baterías en cuanto a tamaño, química de los electrodos y formato (cilíndrico,

prismático y en bolsa). Estimación: en 2025 existirán hasta 250 nuevos modelos de vehículos eléctricos, con baterías de

más de 15 fabricantes.

2. Disminución de los costos de las baterías nueva. A medida que las baterías nuevas se abaratan, la diferencia de costo

entre las usadas y las nuevas disminuye. La diferencia de costos debe ser lo suficientemente grande como para justificar

las limitaciones de rendimiento de las baterías de segunda vida en relación con las nuevas alternativas.

3. No existen garantías en cuanto a la calidad o el rendimiento de las baterías de segunda vida, ni normas comunes para

los sistemas de gestión de baterías(BMS) o la divulgación del estado de salud (SoH)

4. No existen normas reglamentarias o políticas a nivel de mercado para los fabricantes o los usuarios finales de las

baterías de los vehículos eléctricos. La asignación de responsabilidades a los actores de la cadena de valor de la segunda

vida no está clara: es difícil para la industria de la segunda vida mantener una estrategia rentable en las distintas regiones.

Factores facilitadores y limitantesDesafíos técnicosLos retos técnicos se confirman también en la literatura, y se pueden resumir en: falta de estandarización (tantotécnica como normativa), garantías, y fuerte competencia de las baterías de "primera vida".

Fuente: elaboración de McKinsey + Guidehouse

1. Las baterías de segunda vida pueden reducir la cantidad de residuos y también evitar el agotamiento adicional deminerales de la Tierra como el cobalto, el litio y el níquel. La extracción de litio también puede tener consecuencias negativaspara el medio ambiente porque el proceso requiere mucha agua. La adopción generalizada de la tecnología de las bateríasde segunda vida podría permitir mantener el ritmo de la demanda de almacenamiento de energía sin necesidad de extraerlos materiales de las baterías de forma insostenible.

2. Los fabricantes de automóviles pueden diseñar sus vehículos eléctricos pensando en las aplicaciones de segundavida.

3. Además, los fabricantes de vehículos eléctricos pueden aprovechar la tecnología de las baterías de segunda vidarevendiendo las baterías usadas de los vehículos a empresas que las integrarán en nuevos sistemas de almacenamientode energía, industrializando y escalando los procesos para reducir los costes, manteniendo así la diferencia de valor entrelas baterías nuevas y las usadas. De este modo, los fabricantes de automóviles aumentan el valor del "dólar por kilovatio-hora" de sus productos y reducen su huella de carbono.

4. Se necesitan normas que, esencialmente, clasifiquen las baterías en función de su potencial de rendimiento y clasifiquenlas aplicaciones de almacenamiento en función de sus necesidades de rendimiento para crear transparencia en la oferta deproductos y la demanda del mercado.

Factores facilitadores y limitantesPrincipales motores para superar los retos

Sin embargo, se pueden identificar varios impulsores para valorizar las aplicaciones de las baterías de segunda vida, tanto desdeel punto de vista económico como de la sostenibilidad.

Factores facilitadores y limitantesPrincipales motores para superar los retos

Lo más destacado de la UE

En diciembre de 2020, la Comisión Europea propuso un nuevo Reglamento sobre baterías que pretende garantizar que las baterías que secomercializan en la UE sean sostenibles y seguras durante todo su ciclo de vida. En particular, hay un artículo específico relacionado con las bateríasde Segunda Vida, que contiene los siguientes puntos clave:

• Sistemas de gestión de baterías para almacenar la información necesaria. Los operadores independientes tienen acceso a esta información.

• Las baterías industriales o de vehículos eléctricos usados ya no se consideran residuos si el poseedor de la batería demuestra que• Las comprobaciones del estado de salud confirman la capacidad de ofrecer el rendimiento especificado pertinente para su uso,• Se utilizará (mediante una factura o un contrato de venta),• Se protegerá adecuadamente contra daños durante el transporte.

• El reutilizador se considera el fabricante de la pila reutilizada. Por lo tanto, tiene que cumplir todos los requisitos aplicables en materia deproductos, medio ambiente y otros, incluida la realización de procedimientos de evaluación de la conformidad, etc., con la excepción dedeterminadas normas de sostenibilidad.

El borrador está en discusión/revisión.

https://ec.europa.eu/environment/waste/batteries/pdf/Proposal_for_a_Regulation_on_batteries_and_waste_batteries.pdf

Fuente: elaboración de Lineamientos

La viabilidad técnico-económica de la aplicación dela segunda vida, y la competitividad frente a las baterías de primera vida, se evaluará casopor caso. De todos modos, se pueden hacer algunas consideraciones generales:

Aplicaciones de alto consumo energéticoEjemplos:- Regulación de frecuencia- Apoyo a la carga de vehículos eléctricos:En estas aplicaciones, el uso de baterías de segunda vida originalmente diseñadas para vehículos eléctricos puede aprovechar su capacidadtípica de trabajar a tasas más altas, siendo así potencialmente más competitivas frente a las baterías de primera vida. Por otro lado, estasaplicaciones pueden aplicar a las baterías un estrés relativamente mayor, reduciendo así la vida útil

Aplicaciones de alto consumo energéticoEjemplos:- Detrás del contador para el sector comercial, industrial y residencial- Aplazamiento de la mejora de la distribución- Cambio de energíaEn estos casos, la competitividad de las baterías de segunda vida frente a las de primera vida es más difícil, debido a los menores rendimientosrequeridos que reducen los costes de capital para una solución habitual. Por otro lado, estas aplicaciones suelen ser menos estresantes, por loque la vida útil esperada de las baterías de segunda vida puede ser significativamente mayor si se compara con los casos de uso intensivo deenergía

Factores facilitadores y limitantesAplicaciones para las baterías de 2a vida

Economía

Volumen esperado de las baterías de segunda vida de los Vehículos Eléctricos

Comparaciones de costos: Primera y segunda vida

Fuente: Guidehouse + McKinsey

EconomíaVolumen esperado de la segunda vida de las baterías de los vehículos eléctricosEl continuo crecimiento mundial de los vehículos eléctricos y los avances tecnológicos en el aumento de la capacidad por unidad de las baterías,

elevan el volumen previsto del mercado de las baterías de segunda vida.

Previsiones de los volúmenes de energía del

almacenamiento estacionario de diferentes fuentes para

2030:

• 136 GWh a nivel mundial (Guidehouse) con tasas de

crecimiento anuales:

• 61.3% para los vehículos híbridos enchufables

(PHEV)

• 75.7% para los vehículos eléctricos de batería

(BEV)

• 200 GWh de (McKinsey & Company) en relación con el

almacenamiento estacionario alimentado por baterías

de segunda vida.

Figura: Capacidad de energía de las baterías de segunda vida disponibles anualmente por tren motriz, escenario base, mercados mundiales: 2020-2030 2020-2030

Nb: El crecimiento sustancial de los BEV frente a los PHEV que se observa en la figura se

debe a la mayor proporción de ventas de BEV en el mercado de los vehículos eléctricos, así

como a las mayores baterías que contienen los trenes motrices de los BEV.

Fuente: Guidehouse + NREL+ McKinsey

EconomíaComparación de costos de primera vs. segunda vidaLa precisión de la comparación de los costos entre las baterías de la primera y segunda vida está correlacionada con las múltiples característicasde la propia batería. Por lo tanto, debido a la falta de estandarización y datos entre las baterías, así como otros factores mencionadosanteriormente, una parte importante de los costes puede permanecer desconocida hasta que se realice la evaluación de dichas baterías. Sinembargo, estos son algunos datos que se pueden encontrar en la literatura:

• La reutilización de las baterías de los vehículos eléctricos es más rentable

que la renovación de las mismas.

• Es poco probable que la reparación, sustitución y extracción de células

individuales dentro de los módulos sea económicamente viable.

• Ambas tecnologías seguirán siendo más rentables que el 1 LB: entre un 30 y

un 70% menos caras que el 1LB.

• Las predicciones para 2030 son de:

• $80/kWh por la batería de primera vida

• $53/kWh por Re-utilización de baterías de Vehículos Eléctricos

(Reutilización directa de la batería de segunda vida)

• $77/kWh por Restauración de baterías de Vehículos Eléctricos

(Baterías de segunda vida reelaboradas)Figura: Precios de las Baterías de Vehículos Eléctricos por Tecnología, Mercados

Internacionales: 2020-2030

Fuente: Guidehouse + NREL + McKinsey

EconomíaComparación de costos de primera vs. segunda vida

• La calculadora de costos de reutilización de 2LB desarrollada por el NREL revela que el 2LBU es

viable y valioso

• Puede ayudar a determinar el precio de venta de la batería reutilizada para identificar el

precio de compra de la batería usada pagado al propietario de la misma.

• Los costos pueden repartirse entre los usuarios primarios y secundarios.

• Reutilizar solo los módulos de la batería y no las celdas, disminuye los costos de la mano

de obra de los técnicos (alrededor del 32%).

• Posibilidad de utilizar los datos de diagnóstico del vehículo para confirmar el estado de

salud y la ausencia de celdas en los módulos antes de la compra.

• Los costos de reutilización pueden ser tan bajos como 20 dólares/kWh de placa.

A las baterías de segunda vida les corresponde el diseño y desarrollo de la tecnología de almacenamiento, cumpliendo dos objetivos. El primero,es el uso original en el vehículo y el segundo, el empleo en otro vehículo o para una aplicación estacionaria.

Fuga de costos

Sustentabilidad y Circularidad

Impulsores y desafíos para el reciclaje de baterías

Opciones de reciclaje

Implicaciones Políticas

Sostenibilidad y circularidad Motores económicos y ambientales para el reciclaje

a) Reducir la huella de carbono en la fabricación de las baterías de li-ion (LIBs)b) Reducir el coste de fabricación de las LIBsc) Reducir la dependencia de la extracción de mineralesd) Reducir la dependencia de proveedores específicos o la importación de bienese) Generar actividad económica local (economía circular)

Lo más destacado de la UEEn diciembre de 2020, la Comisión Europea propuso un nuevo Reglamento sobre baterías que pretende garantizar que las baterías que secomercializan en la UE sean sostenibles y seguras durante todo su ciclo de vida. En particular, hay un fuerte enfoque en la circularidad con objetivosen:a. Aumentar la resiliencia y cerrar el círculo de los materialesb. Reducir la dependencia de la UE de las importaciones de materiales estratégicosc. Garantizar la recolección y el reciclaje adecuados de todos los residuos de bateríasEl borrador está en discusión/revisión.https://ec.europa.eu/environment/waste/batteries/pdf/Proposal_for_a_Regulation_on_batteries_and_waste_batteries.pdf

Fuente: Hydro-Québec : "“Progress and Status of Hydrometallurgical and Direct Recycling of Li-Ion Batteries and Beyond”, Diciembre 2019

Fuente: Hydro-Québec : “Key Challenges and Opportunities for Recycling Electric Vehicle Battery Materials», julio 2020

Desafíos

• Alta calidad de los productos y fiabilidad de los proveedores

• Costos competitivos de recolección y reciclaje

• Baja huella medioambiental

Los procesos de reciclaje deben ofrecer unequilibrio razonable de asequibilidad, eficienciaenergética, respeto al medio ambiente yseguridad; su resultado también debe sercomparable (o superior) a las materias primas entérminos de precio, calidad y fiabilidad de lossuministros.

Sustentabilidad y CircularidadDesafios Técnicos y financieros

Fuente: Hydro-Québec : "“Progress and Status of Hydrometallurgical and Direct Recycling of Li-Ion Batteries and Beyond”, Diciembre 2019

Fuente: Hydro-Québec : “Key Challenges and Opportunities for Recycling Electric Vehicle Battery Materials», julio 2020

- Pirometalurgia Fundición de pilas gastadas

- Hidrometalurgia: Disolución completa o selectiva de las pilas usadas

- Directo: Recuperar y restaurar material catódico para uso directo en baterías nuevas

Sostenibilidad y circularidad Opciones actuales de reciclaje

Fuente: Hydro-Québec : "“Progress and Status of Hydrometallurgical and Direct Recycling of Li-Ion Batteries and Beyond”, Diciembre 2019

Fuente: Hydro-Québec : “Key Challenges and Opportunities for Recycling Electric Vehicle Battery Materials», julio 2020

Método de reciclaje Ventajas Desventajas

Pirometalurgia

• Flexible; aplicable a cualquier química y configuración de la batería • No es necesaria la clasificación ni ningún otro pretratamiento mecánico• Alta recuperación de metales (por ejemplo, Co, Ni y Cu)• Tecnología probada; puede aplicarse utilizando las instalaciones pirometalúrgicas

existentes

• No puede reciclar el Li, el Al o los orgánicos• No se pueden tratar las baterías LFP• Se requiere una costosa limpieza de gases para evitar las emisiones tóxicas al aire • Energía intesiva • Capital intensivo• Es necesario un mayor refinamiento para producir metales elementales a partir de

las aleaciones metálicas producidas en el proceso de fundición

Hidrometalurgica

• Aplicable a cualquier química y configuración de la batería• Flexibilidad en los procesos de separación y recuperación de metales específicos • Altas tasas de recuperación (por ejemplo, de litio)• Alta pureza de los productos (aptos para precursores de cátodos, etc.)• Energía eficiente• No emisiones atmosféricas

• Las celdas de la batería deben ser aplastadas (lo que provoca problemas de seguridad)

• El ácido rompe la estructura del cátodo• Alto volumen de efluentes de proceso que deben ser tratados y reciclados o

eliminados• No es económico para las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP)• Los materiales del ánodo (por ejemplo, grafito y aditivos conductores) no se

recuperan• Alto costo de operación

Reciclaje Directo

• Conserva la valiosa estructura del cátodo • Se pueden recuperar prácticamente todos los materiales de la batería, incluidos el

ánodo, el electrolito y las láminas• Apto para baterías LFP• Energía eficiente• Conveniente para reciclar los residuos de fabricación

• Se requiere un complejo pretratamiento mecánico y separaciones • El material recuperado puede no tener el mismo rendimiento que el material virgen

o quedar obsoleto en el momento de su introducción en el mercado• La mezcla de materiales catódicos podría reducir el valor del producto reciclado• Procesos de regeneración aún por desarrollar• No se ha ampliado a nivel industrial

Sostenibilidad y circularidad Opciones actuales de reciclaje

Fuente: Hydro-Québec : “Progress and Status of Hydrometallurgical and Direct Recycling of Li-Ion Batteries and Beyond”,, diciembre de 2019Fuente: Hydro-Québec : “Key Challenges and Opportunities for Recycling Electric Vehicle Battery Materials», julio 2020

Creación de Mercado

La falta de incentivos normativos es una de las barreras más importantes para el reciclaje de la LIB

Vamos a considerar:

• La aplicación de la normativa de Responsabilidad Ampliada del Productor (RAP)

• Establecer objetivos de costes y rendimiento con recompensas y sanciones

• Aumento de las "tasas" de vertido

• Establecer un depósito en la compra

• Facilitar el transporte internacional de las LIBs gastadas

Sostenibilidad y circularidadImplicaciones de la política

Prioridades de I+D

• Considerar toda la cadena de valor del reciclaje en la I+DEl costo del transporte seguro de las pilas gastadas representa por sí solo entre el 40% y el 50% del costo total del reciclaje

• El objetivo es reciclar todos los tipos de LIBs y todos sus componentesEl ánodo de grafito es uno de los componentes más olvidados en I+D

• Diseño del paquete de batería para reciclaje

• Mejor comprensión de los mecanismos de falla

• Establecer una especificación de calidad mínima para el material de las pilas recicladas y un procedimiento estándar para su determinación

Fuente: Hydro-Québec : “Progress and Status of Hydrometallurgical and Direct Recycling of Li-Ion Batteries and Beyond”,, diciembre de 2019Fuente: Hydro-Québec : “Key Challenges and Opportunities for Recycling Electric Vehicle Battery Materials», julio 2020

Pilotaje y ampliación del procesoLas Políticas prioritarias deben:

• Apoyar a los proyectos piloto que intentendemostrar la viabilidad técnica y financierade las soluciones propuestas.

• Promover a todos los interesados aparticipar en esfuerzos de reciclaje a granescala

• Promover la cooperación y la colaboración alo largo de la cadena de valor

• Asegurar el suministro de pilas usadas a lospromotores y recicladores

• Evaluar el uso de energía y las emisionesdel ciclo de vida de los procesos de reciclaje

Sostenibilidad y circularidadImplicaciones de la política

Lo más destacado de la UELa nueva propuesta de Reglamento sobre baterías de la UE tienecomo objetivo:

El borrador está en discusión/revisión.https://ec.europa.eu/environment/waste/batteries/pdf/Proposal_for_a_Regulation_on_batteries_and_waste_batteries.pdf

Declaración obligatoria sobre la cantidad de contenido reciclado en las baterías industriales, de vehículos eléctricos y de automóviles en 2025 y niveles obligatorios de contenido reciclado, en [2030, 2035] para Pb [85%, 85%], Co [12%, 20%], Ni [4%, 12%], Li [4%, 10%]

Nuevos objetivos de eficiencia de reciclaje de baterías en [2025,2030]: Li-ion [65%, 70%] y Pb-acid [75%, 80%]

Aumento de los índices de recuperación de materiales clave (a partir de pilas usadas y separadas para su reutilización) en [2025,2030] para Pb [90%, 95%], Co[90%, 95%], Ni[90%, 95%], Li[35%, 70%], Cu[90%, 95%]

Obligación de los fabricantes de baterías de informar sobre el rendimiento y la durabilidad de las baterías para vehículos eléctricos e industriales, a partir del 1 de enero de 2023, y los requisitos mínimos de rendimiento deberán cumplirse a partir del 1 de enero de 2026.

Fuente: Hydro-Québec : “Progress and Status of Hydrometallurgical and Direct Recycling of Li-Ion Batteries and Beyond”, December 201Fuente: Hydro-Québec : “Key Challenges and Opportunities for Recycling Electric Vehicle Battery Materials», julio 2020

Sinergias inter-

sectoriales

Colaboraciones potenciales con Asociaciones de Vehículos Eléctricos

Sinergias inter-sectorialesColaboraciones potenciales con Asociaciones de Vehículos Eléctricos

Norteamérica

Europa

Asia

Mundial

Hay que favorecer un "diálogo"entre el mundo de los serviciospúblicos y el de los vehículoseléctricos para desarrollarsinergias entre dos sectoresfuertemente conectados en lasbaterías de segunda vida.

• ¿Qué opinan los fabricantes de vehículos sobre la gestión de las baterías al final de su vida útil?

• ¿Consideran las baterías EoL un costo? ¿O un valor residual? ¿Cómo cambiará esta visión en 5 y 10 años?

• ¿Qué pasa con la circularidad por diseño, la normalización y el acceso abierto a la información?

globalelectricity.org

¡Gracias!

Sinergias transversalesColaboraciones potenciales con Asociaciones de Vehículos Eléctricos

Asociación Mundial de Vehículos Eléctricos http://www.worldelectricvehicleassociation.info/

Creada en 1990, la Asociación Mundial del Vehículo Eléctrico (WEVA) es una organización sin ánimo de lucro cuyo objetivo es promover la investigación, eldesarrollo y el despliegue de los vehículos de tracción eléctrica. WEVA organiza la serie del Simposio Internacional del Vehículo Eléctrico (EVS), la RevistaMundial del Vehículo Eléctrico, y otorga el Premio E-Visionario a las ciudades que lideran la promoción y el despliegue de la propulsión eléctrica en todo elmundo.

EDTA (Asociación de Transporte de Impulsión Eléctrica) https://electricdrive.org/

La Electric Drive Transportation Association (EDTA) es la asociación comercial que promueve las tecnologías e infraestructuras de propulsión eléctrica debaterías, híbridos, híbridos enchufables y pilas de combustible. EDTA lleva a cabo actividades de promoción de políticas públicas, educación yconcientización, creación de redes del sector y conferencias.

Asociaciones Globales:

Sinergias ínter-sectorialesColaboraciones potenciales con Asociaciones de Vehículos EléctricosAsociaciones Europeas

AVERE (Asociación Europea para la Movilidad Eléctrica) https://www.avere.org/

AVERE (Asociación Europea de Electromovilidad) es la asociación europea que promueve la electromovilidad y el transporte sostenible en toda Europa.Nuestros miembros son asociaciones nacionales que apoyan y fomentan el uso de los vehículos eléctricos y la electromovilidad en toda Europa. En laactualidad tenemos miembros activos en 17 países europeos, sobre todo en algunos de los países con mayor éxito en materia de VE, como Noruega, Francia,Países Bajos y Bélgica.

AEDIVE https://aedive.es/

AEDIVE (La Asociación Ibérica de Electromovilidad) es una organización sin fines de lucro que promueve la electromovilidad y agrupa la cadena de valorindustrial, tecnológica y de servicios de este mercado en España y Portugal, con más de 150 empresas grandes, pymes y pequeñas actualmente (noviembrede 2020) y creciendo anualmente. AEDIVE cuenta además con más de un centenar de miembros institucionales (ayuntamientos, agencias de la energía, etc.)ya que creemos que la colaboración Público-Privada es uno de los principales objetivos para hacer de este un mercado más fuerte y productivo. En efecto,AEDIVE ha sido reconocida por el gobierno nacional y las administraciones regionales y locales como el interlocutor adecuado para cualquier cuestiónrelacionada con el mercado del vehículo eléctrico.

ERTICO https://ertico.com/

ERTICO - ITS Europe se fundó en 1991 por iniciativa de 15 líderes de la industria y la Comisión Europea para llenar el vacío existente entre la investigación y eldespliegue de los servicios de movilidad en las carreteras. Para alcanzar los objetivos sociales y políticos, reforzar la competitividad del sector y optimizar losservicios para el usuario, ERTICO reúne los intereses de las partes interesadas públicas y privadas de toda Europa. El objetivo final de ERTICO es crearservicios y redes de transporte más seguros, inteligentes y limpios en beneficio de todos.

Sinergias ínter-sectorialesColaboraciones potenciales con Asociaciones de Vehículos EléctricosAsociaciones Americanas:

Asociaciones de Auto Eléctrico https://www.electricauto.org/

La Asociación de Automóviles Eléctricos es la principal organización de voluntarios de Norteamérica que acelera la adopción de los vehículos eléctricosapoyando a sus 100 delegaciones y miles de miembros cuando hablan de vecino a vecino sobre las ventajas de la conducción eléctrica.

Plug in América https://pluginamerica.org/

Plug In América, es un grupo sin fines de lucro, promovido por simpatizantes. Nosotros somos la voz de los conductores de vehículos eléctricos de todo elpaís. Nuestra misión es impulsar una rápida conversión al uso de vehículos eléctricos que funcionen con energías limpias, accesibles y domésticas, parareducir la dependencia de nuestras naciones del petroleo, mejorar la calidad del aire y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.Ayudamos a clientes, legisladores, fabricantes de automóviles, entre otros, a entender la fuerza de los beneficios de impulsar el manejo de autos eléctricos.Proveemos a los clientes de información práctica y objetiva, que les ayuden a seleccionar el mejor auto eléctrico, según su estilo de vida y necesidades. PlugIn América fundó la Semana del Manejo Eléctrico, la celebración mundial más grande de vehículos eléctricos, la cual recibió en 2018 a 180,000 participantesa través de 321 eventos, al rededor de los 50 estados.

EVAAP (La Asociación de Vechículos Electricos de Asia Pacífico)

http://www.evaap.org/

La Asociación de Vehículos Eléctricos de Asia Pasífico (EVAAP) es una organización internacional de miembros, fundada en 1990, procurando promover eldesarrollo y el uso de vehículos eléctricos e hibridos en la región de Asia Pacífico.

Asociaciones Asiáticas: