L’emmagatzematge d’energia és vital per a la descarbonització reeixida dels sistemes energètics, equilibrant la generació i la demanda de recursos renovables No obstant això, els sistemes actuals d’emmagatzematge d’energia presenten una vida útil, cost, densitat d’energia i potència i característiques de resposta dinàmica limitades. Com a solució a aquest problema, els esquemes d’hibridació intel·ligents que acoblen dues tecnologies de bateries diferents en un sol dispositiu tenen com a objectiu augmentar la competitivitat de l’emmagatzematge d’energia elèctrica equilibrant les necessitats d’energia amb les necessitats energètiques En particular, el projecte HYBRIS (Grant Agreement No 963652) té com a objectiu desenvolupar un nou sistema híbrid d’emmagatzematge d’energia que integri bateries de titanat de liti (LTO), que acumula una alta producció d’electricitat en períodes d’alta potència, i Aquous Organic Redox Flow (AORFB), components d’alta densitat d’energia, fent possible un llarg període de subministrament d’electricitat entre períodes de càrrega. No obstant això, per aconseguir una transició energètica resilient, assequible i sostenible, alineada amb un context normatiu cada vegada més estricte, d’acord amb la nova proposta de regulació sobre bateries i residus de bateries, COM(2020) 798 final, és obligatori optimitzar el medi ambient, l’economia i la dimensió social en cada cicle de vida del desenvolupament del producte. Amb la finalitat d’aconseguir aquest objectiu, HYBRIS ha abordat amb èxit una avaluació preliminar de la sostenibilitat, reciclabilitat i seguretat dels materials del sistema a través d’una instantània detallada de les tecnologies dels socis de bateries actuals i una revisió exhaustiva de l’estat de la tècnica (Lliurable 1.5) per activar una estratègia d’ecodisseny que fomenti nous passos de disseny en un marc de sostenibilitat superior.
L’estudi d’ecodisseny es va iniciar a partir d’una avaluació de cicle de vida (LCA) aplicat a les tecnologies de bateries LTO i AORFB. LCA és un mètode estructurat, complet i estandarditzat internacionalment que ha servit per identificar les càrregues ambientals associades a ambdues tecnologies al llarg de tot el seu cicle de vida. A continuació, una avaluació de la seguretat dels materials i una anàlisi de reciclabilitat van complementar el LCA. Es van utilitzar materials addicionals i estudis bibliogràfics per completar aquestes anàlisis, específicament en qüestions de nanoseguretat i nanotoxicitat. Amb tota aquesta informació es va construir la proposta eco-design.
És imprescindible esmentar que les mesures proposades tenen diferents terminis de desplegament (curt, mitjà i llarg), segons necessitats específiques d’R+D. Les recomanacions es van agrupar en cinc estratègies:
- 1. Reducció dels impactes ambientals dels materials utilitzats per produir la bateria. Al seu torn, les mesures es divideixen en reduir el nombre de materials utilitzats en les bateries i seleccionar materials amb menor petjada ambiental. Aquest estudi inclou nombroses recomanacions a seguir, per exemple: l’ús d’una bateria LFP-LTO amb menors impactes ambientals, així com l’ús de coure i alumini reciclats per a les parts metàl·liques de l’envàs cel·lular; la utilització d’una bateria de flux redox aplicant els electròlits orgànics aquosos en lloc d’alternatives com electròlits a base de vanadi i minimització de l’ús de matèries primeres crítiques mitjançant dissenys optimitzats que augmenten el seu reciclatge.
- 2. Disminució de l’ús d’energia y d’aigua. En aquesta estratègia, l’estudi proposa dues mesures: utilitzar les millors tècniques disponibles per al procés de fabricació i augmentar el contingut de renovables en l’electricitat consumida.
- 3. Minimització de l’ús de substàncies perilloses. En aquest sentit, la bateria LFP-LTO conté substàncies menys perilloses i una proporció menor que la bateria NCO-LTO. A més, la bateria AORFB és la millor alternativa per al contingut de substàncies perilloses entre les bateries de flux redox
- 4. Millora de la vida operativa. Es presenten dues mesures per dissenyar per a la durabilitat i reparabilitat i disseny per facilitar el manteniment.
- 5. Millora de la reciclabilitat de les bateries En aquest estudi és molt recomanable dissenyar per al reciclatge. A més, també es recomanen rutes de reciclatge directes, amb una millor petjada ambiental.
Per tal de resumir i visualitzar els resultats proporcionats, el següent gràfic d’aranya estableix l’efecte de la implementació de les mesures esmentades anteriorment en el sistema HYBRIS.
Per a més informació, consulteu l’informe presentat fent clic aquí: https://hybris-project.eu/download/d1-5-preliminary-report-on-ecodesign-sustainability-energy-storage-and-material-s acravatòria/
Escrit per Lomartov
