Battery circularity for community shared energy storage system: the new city-district of Dietenbach in Freiburg, Germany

In de komende decennia staat de wereld voor een groeiende berg van een zeer specifiek soort afval: de batterijen van elektrische auto's. Terwijl miljoenen voertuigen het einde van hun rijdtijd bereiken, zullen hun accu's beheerd moeten worden. Lange tijd lag de focus op het krijgen van mensen om deze auto's te kopen en het bouwen van de wegen en laadstations die ze nodig hebben, maar er is minder aandacht besteed aan wat er gebeurt als de batterijen niet meer goed genoeg zijn om een voertuig van stroom te voorzien. Hier komt het idee van een "tweede leven" om de hoek kijken. Net zoals een gebruikt boek een nieuwe lezer kan vinden, kan een gepensioneerde autoaccu nog steeds een aanzienlijke hoeveelheid energie vasthouden, vaak ongeveer tachtig procent van de oorspronkelijke capaciteit. In plaats van deze zware pakketten onmiddellijk af te breken voor hun grondstoffen, wat energie-intensief en kostbaar is, kunnen ze worden hergebruikt om elektriciteit op te slaan voor huizen en wijken. Deze benadering, bekend als batterijcirculariteit, heeft als doel deze waardevolle hulpbronnen zo lang mogelijk in gebruik te houden, waardoor de noodzaak om nieuwe mineralen te mijnen wordt verminderd en de totale milieu-impact van onze energiesystemen wordt verlaagd.

Een onderzoeker genaamd Arian Mahzouni van de Universiteit van Oslo heeft nauwgezet onderzocht hoe dit concept in een echte omgeving zou kunnen werken, met de focus op een nieuwe wijk genaamd Dietenbach in Freiburg, Duitsland. Dit gebied wordt vanaf de grond af aan opgebouwd als een model voor duurzaam leven, ontworpen om tegen het jaar 2040 tot wel 16.000 mensen te huisvesten. De stadsplanners hebben al een enorm netwerk van zonnepanelen op daken en muren in kaart gebracht, in de verwachting dat er een enorme overschot aan schone elektriciteit zal worden gegenereerd, vooral tijdens de zonnige zomermaanden. Het genereren van stroom is echter slechts de helft van de strijd; de wijk heeft een manier nodig om die extra energie op te slaan voor gebruik in de nacht of tijdens bewolkte dagen. Mahzouni's studie onderzoekt of de gepensioneerde autoaccu's de oplossing kunnen zijn, specifiek wanneer ze worden gebruikt in een systeem voor "gemeenschappelijke gedeelde energieopslag". In dit model, in plaats van dat elke familie zijn eigen dure batterij koopt en onderhoudt, deelt de wijk een grote, centrale opslageenheid. Deze gedeelde aanpak stelt veel huishoudens in staat om hun middelen te bundelen, waardoor de kosten voor iedereen lager worden en het beheer van de elektriciteitsstroom gemakkelijker wordt.

Het onderzoek suggereert dat het gebruik van deze tweedehands autoaccu's in een gemeenschappelijke setting een praktische en betaalbare weg vooruit biedt. Door deze oude autoaccu's te hergebruiken, kan de wijk de hoge kosten van het kopen van nieuwe opslagsystemen vermijden en ook de noodzaak om de materialen onmiddellijk te recyclen uitstellen. De studie benadrukt dat de sociale structuur van Dietenbach bijzonder geschikt is voor dit soort projecten. De stad Freiburg heeft een sterke geschiedenis van collaboratieve woongroepen en coöperaties, waar buren samenwerken om hun leefruimtes te bouwen en te beheren. Deze groepen, zoals de coöperatie "Bienenstock" en de bouwgroep "FreiRäume", worden nu al gevormd om de nieuwe wijk te plannen. Omdat deze groepen zijn ontworpen om collectieve beslissingen te nemen, bieden ze een natuurlijk platform voor het beheer van een gedeeld batterijsysteem. De onderzoekers vonden dat deze gemeenschapsgroepen als de dragers van deze nieuwe technologie kunnen fungeren, waardoor de wijk verandert in een zelfvoorzienend energiecentrum waar bewoners hun eigen elektriciteit produceren, opslaan en delen.

De weg naar de realisatie hiervan kent echter ook aanzienlijke hindernissen. De studie wijst erop dat hoewel de technologie en de sociale groepen klaar zijn, de regels en regelgeving dat nog niet zijn. Een van de grootste uitdagingen is veiligheid. Omdat deze batterijen in auto's zijn gebruikt, hebben ze verschillende geschiedenissen; sommige zijn zwaar bereden, andere voorzichtig, en sommige zijn blootgesteld aan extreme temperaturen. Zonder een duidelijke, uniforme set standaarden om deze gebruikte batterijen te testen en te certificeren, is er een risico op brand of defecten, vooral wanneer ze samen in een grote opslageenheid zijn verpakt. Momenteel is er geen enkele wereldwijde regelset die ons precies vertelt hoe we een gebruikte batterij moeten evalueren om te garanderen dat deze veilig is voor een tweede leven. De onderzoekers betogen dat voordat deze systemen breed kunnen worden geadopteerd, overheden en industriële leiders het eens moeten worden over gemeenschappelijke richtlijnen voor het verzamelen, transporteren en testen van deze batterijen. Zonder deze standaarden zouden de potentiële veiligheidsrisico's investeerders en bewoners kunnen afschrikken.

Nog een belangrijke hindernis die in de studie wordt geïdentificeerd, is de kwestie van wie er mag deelnemen. Hoewel de stad Freiburg ambitieuze plannen heeft voor de nieuwe wijk, inclusief een doelstelling dat de helft van de huurwoningen betaalbare sociale woningbouw moet zijn, bedreigt de realiteit van de bouwkosten juist de mensen die er het meeste baat bij zouden hebben. De grondprijzen voor de eerste fase van de bouw zijn al extreem hoog, en de geprojecteerde huur voor toekomstige huurders ligt aanzienlijk boven het lokale gemiddelde. Dit creëert een situatie waarin economisch minder bedeelde bewoners, die wellicht zouden vertrouwen op een gemeenschappelijk energieproject om hun rekeningen te verlagen, simpelweg uit de wijk geprijsd kunnen worden. Als alleen rijkere bewoners in staat zijn om in Dietenbach te wonen, loopt het systeem voor gemeenschappelijke gedeelde energieopslag het risico een luxe kenmerk te worden in plaats van een instrument voor sociale inclusie. De studie waarschuwt dat zonder zorgvuldige aandacht voor deze economische barrières, het project er niet in kan slagen zijn doel van een rechtvaardige en duurzame energietransitie te bereiken.

Uiteindelijk concludeert het artikel dat het Dietenbach-project de ingrediënten heeft om te slagen, maar een sterker kader nodig heeft om deze samen te houden. De fysieke ruimte wordt er een voor ontworpen, de zonne-energie is overvloedig en de sociale groepen zijn in vorming. Wat ontbreekt is een gecoördineerde beleidsbenadering die zowel de veiligheid van gebruikte batterijen aanpakt als ervoor zorgt dat de voordelen van dit nieuwe energiesysteem gedeeld worden door alle bewoners, en niet alleen door de rijken. De onderzoekers stellen dat nationale overheden moeten ingrijpen met prikkels, zoals belastingvoordelen of subsidies, om de veilige inzameling en het gebruik van deze tweedehands autoaccu's te ondersteunen. Ze benadrukken ook de noodzaak van een uniforme set standaarden die vertrouwen geven aan zowel de industrie als het publiek. Als deze stukjes op hun plaats vallen, kan de wijk Dietenbach een krachtig voorbeeld zijn voor de rest van de wereld, waarbij wordt getoond hoe een stad een potentieel afvalprobleem kan omzetten in een bron van schone, gedeelde energie. De studie beweert niet dat dit al is opgelost, maar stelt dat het een levensvatbare en noodzakelijke richting is voor de toekomst, mits de sociale en regelgevende uitdagingen met dezelfde creativiteit worden aangepakt als de technische.