haku: @keyword akku / yhteensä: 26
viite: 2 / 26
| Tekijä: | Markkanen, Markus |
| Työn nimi: | Sähköautojen akkujen kiertotalous |
| Circular economy of electric car batteries | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (6) + 56 Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Koneensuunnittelu (K3001) |
| Valvoja: | Tammi, Kari |
| Ohjaaja: | Kallio, Tanja ; Sainio, Panu |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201606172563 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4070 | Arkisto |
| Avainsanat: | electric car circular economy battery second life refurbishing recycling sähköauto kiertotalous akku uusiokäyttö kunnostus kierrätys |
| Tiivistelmä (fin): | Huoli ympäristöstä ja fossiilisten polttoaineiden käytöstä sekä tiukentuneet päästö- ja ympäristömääräykset ovat vieneet autoteollisuuden kehitystä sähkö- ja hybridiautojen suuntaan. Sähkö- ja hybridiautojen edut ovat selkeät polttomoottorikäyttöisiin autoihin verrattuna, sillä niiden elinkaaren kokonaisenergiankulutus on parhaimmillaan 40 prosenttia matalampi. Hiilidioksidipäästöjen määrä riippuu kuitenkin sähköntuotannon päästöistä. Sähkö- ja hybridiautojen määrän on oletettu kasvavan voimakkaasti jo vuoteen 2020 mennessä. Kasvavan sähköautoilun myötä tulevaisuuden haasteeksi nousee myös akkujätteen määrän kasvu. Nykyisin sähkö- ja hybridiautojen ajoakkuina käytetään pääasiassa litiumioniakkuja, joiden kierrätys on ollut vähäistä aiemmin kuluttajaelektroniikan aikakautena. Litiumioniakkuja koskevat kierrätyssäädökset ovat väljiä erityisesti ajoneuvokäytössä oleville akuille, sillä akkujen järeät muovista ja metallista valmistetut tukirakenteet kierrättämällä saavutetaan huomattava osa 50 massaprosentin kierrätystavoitteesta. Myös erot käytetyissä akkukemioissa aiheuttavat ongelmia kierrätysprosessien luomiseen. Kiertotaloutta voidaan soveltaa näihin ongelmiin resurssien ja materiaalien paremman sekä tehokkaamman käytön avulla. Ajoakkuja voitaisiin esimerkiksi käyttää uudelleen eri käyttökohteissa, tai niitä voitaisiin kunnostaa takaisin alkuperäiseen käyttökohteeseen. Tämä pienentäisi uusien akkujen valmistamistarvetta, jolloin uudelleenkäytön ja kunnostuksen avulla olisi mahdollista saavuttaa merkittäviä taloudellisia ja ekologisia hyötyjä. Uudelleenkäyttö ja kunnostus aiheuttavat kuitenkin uusia haasteita, sillä käytettyjen litiumioniakkujen turvallisuus on aiemmin käytössä olleita nikkelimetallihydridi- ja lyijyakkuja heikompi. Tämä nostaa esille vastuukysymyksiä uudelleenkäyttöön ja kunnostustoimintaan liittyen. Lisäksi ongelmana on myös tämänhetkinen ajoneuvoakkujen standardoinnin puute, joka aiheuttaa lisäkustannuksia esimerkiksi poikkeavien jännitetasojen, liitäntöjen ja kiinnitysten vuoksi. Diplomityössä tutkitaan kiertotalouden tarjoamien eri vaihtoehtojen vahvuuksia, heikkouksia, mahdollisuuksia ja uhkia sekä tutkitaan suositeltavia toimintatapoja erilaisiin akuston elinkaaren tilanteisiin. Lisäksi selvitetään eri toimintavaihtoehtojen taloudellista ja ekologista potentiaalia sekä ajoakkujen markkinoiden arvoa Suomessa. |
| Tiivistelmä (eng): | Environmental concerns, laws, and regulations have lead the car industry more towards to greener solutions in the form of electric and hybrid cars. Compared to traditional internal combustion engine powered cars, electric and hybrid cars use up to 40 percent less energy through their life cycle. The total carbon dioxide emissions over the life cycle depend on electricity production method. The amount of electric and hybrid cars is estimated to grow rapidly by 2020. The increasing amount of electric cars creates another challenge: growing amount of battery waste in the future. Electric and hybrid cars use mainly lithium-ion (Li-ion) batteries for traction energy storage. Only a small fraction of Li-ion batteries have been recycled in recent years. Li-ion battery recycling regulations are quite lenient especially for automotive batteries. A significant portion of the recycling target can be achieved with proper recycling of the automotive battery casing. Differences between Li-ion battery chemistries cause problems for optimizing recycling processes. Circular economy approaches can be used to solve some of these challenges. A better usage of materials and resources can be achieved with battery second life use or refurbishing. This would reduce the need for new batteries, which means that significant financial and ecological savings can be achieved by enhancing the re-use of the batteries. There are challenges in second life use and refurbishing. Used Li-ion batteries are less safe than nickel-metal hydride and lead-acid batteries that were used earlier. Second life and refurbishing market and business depends largely on the liability of the battery provider. The lack of standardisation in today's automotive battery industry make re-use more expensive and more complex as different batteries use different connectors, attachment mechanisms and voltage levels. The thesis examines the strengths, weaknesses, opportunities and threats related to different circular economy methods and cases. Recommendations through the different stages of battery life cycle are provided and economical and financial potential of each option is examined. Estimated financial values of battery market in Finland are also included. |
| ED: | 2016-07-17 |
INSSI tietueen numero: 53993
+ lisää koriin
INSSI