2023년 1월 16일, 리사 콘 | 배터리 재활용은 마이크로그리드를 위한 자원과 시장을 창출합니다.
배터리 재활용 및 용도 변경이 증가함에 따라 마이크로그리드는 재활용을 위해 전기를 공급한 다음 배터리를 사용할 수 있습니다.
마이크로그리드는 재활용 작업을 위한 전기를 제공하거나 저렴하고 보다 지속 가능하게 생산된 용도 변경 배터리 또는 재활용 재료를 사용함으로써 배터리 재활용 및 용도 변경의 증가로부터 이익을 얻을 수 있습니다.
여러 요인이 마이크로그리드 산업에 도움이 될 수 있는 방식으로 배터리 재활용 및 용도 변경 시장을 움직이고 있습니다. 전기 자동차(EV)로의 이동과 전기화로 인해 수요가 증가하고 있는 반면 원자재 공급 부족으로 배터리 가격이 상승하고 있습니다. 이러한 요소는 재활용 및 용도 변경이 중요하다는 것을 의미합니다.
McKinsey 는 새 배터리와 비교하여 2차 수명 배터리가 30%에서 70% 저렴하다고 추정합니다. 그리고 우려하는 과학자 연합(Union of Concerned Scientists)은 2050 년까지 배터리 재활용이 미국에서 EV에 필요한 리튬의 22~27%, 니켈의 40~46%, 코발트의 45~52%를 공급할 수 있다고 말합니다.
Want Clean Energy? Then You Also Want Battery Recycling.
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blog.ucsusa.org
Breathing new life into used electric vehicle batteries
How second-life EV batteries could disrupt the power sector and create value in energy storage
www.mckinsey.com
새로운 법률은 배터리 재활용에 박차를 가합니다.
또한 IRA( Inflation Reduction Act )는 미국에서 제조된 재료를 사용하는 배터리를 구매하는 마이크로그리드 개발자 및 기타 업체에 인센티브를 제공합니다.
"IRA에 설명된 EV 배터리의 국내 함량에 대한 요구 사항이 증가하고 새로운 광산에서 원석을 허가하고 생산하는 다년간의 프로세스로 인해 리튬 배터리 재활용은 이러한 중요한 재료에 대한 안전하고 지속 가능한 국내 공급망을 개발하는 데 필수적입니다. ”라고 청정 전기를 사용하여 재활용 배터리 재료를 생산하고 마이크로그리드를 사용하여 전력을 생산하는 Aqua Metals의 CEO 겸 사장인 Steve Cotton이 말했습니다.
또한 연방 정부는 초당 기반 시설법 을 통해 미국에서 더 많은 배터리를 생산할 수 있도록 추진하기 시작했습니다.
미국 에너지부(DOE)는 작년 말에 EV 배터리 재활용 및 재사용을 위한 기술 및 프로세스를 발전시키기 위한 10개 프로젝트를 위한 인프라법으로부터 거의 7,400만 달러의 연방 자금 지원을 발표했습니다.
이러한 모든 요인으로 인해 재활용 및 용도 변경이 매력적이며 마이크로그리드 개발자는 이 기술을 주시하고 있습니다.
EV 충전을 위한 세컨드 라이프 배터리
마이크로그리드 회사인 Instant On은 Relyion Energy와 협력하여 EV 충전소와 마이크로그리드의 스토리지에 2차 수명 배터리를 배치하고 있습니다.
Relyion Energy의 공동 설립자인 Surinder Singh은 EV 배터리가 폐기되면 수명과 성능이 약 70~80% 남게 된다고 말했습니다.
“소량의 저하만 발생했습니다. 따라서 실제 수명이 다하기 전에 조기에 재활용하는 것은 이치에 맞지 않습니다.”라고 Singh은 말했습니다. 개별 모듈과 셀은 서로 다른 수준에서 저하됩니다. Relyion이 개발한 기술은 나쁜 요소에 제한을 받지 않고 이렇게 서로 다르게 기능 저하된 구성 요소를 활용한다고 그는 덧붙였습니다.
이 회사는 물리학 기반 기계 학습 및 인공 지능과 함께 혁신적인 회로를 사용하여 다양한 건강 상태 및 열화율 수준을 가진 EV 배터리의 용도를 변경한다고 Singh은 말했습니다.
2차 수명 배터리는 재생 에너지 보급률을 높이는 것 외에도 배치된 배터리 1MWh당 450톤의 CO2 배출량을 피할 수 있다고 Singh은 말했습니다.
또한 Relyion 배터리 관리 시스템은 유틸리티에서 제공하는 수익 기회를 쌓기 위한 에너지 관리 시스템 역할을 할 수 있습니다.
수명 15~20년
Reylion은 비하인드 미터 및 프런트 오브 미터 애플리케이션을 위한 2차 수명 에너지 저장 시스템을 설계, 테스트 및 검증했으며, 이 기술이 배터리의 2차 수명을 늘려 배터리를 15~20년 사용할 수 있다는 가능성을 보여줍니다. 이는 원래 배터리의 대략적인 10년 수명에 추가되는 것입니다.
Singh은 "이렇게 하면 낭비되는 배터리를 위한 지속 가능한 솔루션을 만들 수 있습니다."라고 말했습니다.
"Relyion의 기술은 청정 에너지 전환에서 종종 제외되는 불우한 지역 사회를 포함하여 모든 사람을 에너지 시스템 혁명에 동참시킬 수 있는 저렴한 솔루션을 만듭니다."라고 그는 말했습니다.
Relyion Energy는 EV 함대를 위한 배터리 기반 고속 충전 시스템도 개발했습니다.
Instant On은 이러한 기술을 배포하기 위해 Relyion과 협력하고 있습니다. Instant On의 COO인 Miki Domine은 "Relyion Energy와의 협력을 통해 캘리포니아와 미국 전역의 마이크로그리드 및 EV 고속 충전소에 배치되는 GWh 배터리 에너지 저장 시스템으로 이어질 것이며, 초기 프로젝트는 국방부와 DOE에서 자금을 지원받을 것입니다."라고 말했습니다.
Relyion Energy가 배터리의 용도를 변경하는 동안 배터리를 재활용하려는 노력은 때때로 탄소 배출로 이어진다고 Aqua Metals의 Cotton은 말했습니다.
마이크로그리드로 친환경 재활용 만들기
열 기반 추출 및 정제 공정인 파이로리사이클링(Pyrorecycling)은 배출물을 생성하고 귀중한 리튬을 회수할 수 없다고 Cotton은 말했습니다. 침출 공정과 침출 용액에서 귀중한 금속의 분리를 포함하는 광석에서 금속을 추출하는 데 사용되는 일반적인 수소 재활용 공정은 높은 배출량을 생성하고 부산물로 매립 폐기물을 생성하는 값비싼 일회용 화학 물질에 의존한다고 Cotton은 말했습니다.
"이러한 접근 방식 중 하나를 사용하여 막대한 양의 배터리를 재활용하는 것은 근본적으로 지속 불가능하며 문제를 해결하는 대신 새로운 환경 문제를 야기합니다."라고 Cotton은 말했습니다.
Aqua Metals는 2022년 12월 네바다주 리노에서 집중적인 화학 공정, 화석 연료 또는 고온 용광로 대신 전기를 사용하여 재활용하는 파일럿 리튬 배터리 재활용 공장을 운영하기 시작했습니다.
Aqua Metals는 잠재적으로 녹색 마이크로그리드에서 얻을 수 있는 100% 청정 에너지를 사용하여 재활용하는 것을 목표로 하지만 아직 그 목표에 도달하지 못했습니다. 현재 이 회사는 NV Energy에서 전력을 구매하고 있으며 전력 믹스에는 30~40%의 재생 가능 에너지가 포함됩니다. Aqua Metals는 또한 전기 구매의 재생 불가능한 부분을 상쇄하기 위해 재생 에너지 크레딧을 구매하고 있습니다.
“시간이 지남에 따라 우리는 마이크로그리드와 재생 에너지로 발전하는 것을 상상합니다.”라고 Cotton은 말했습니다.
배터리 재활용 및 용도 변경은 저렴하고 지속 가능한 배터리를 제공하는 마이크로그리드에 유용할 수 있습니다. 또한 재활용 작업에 전기를 공급하는 마이크로그리드를 위한 새로운 시장을 창출할 잠재력도 있습니다. 무엇보다도 배터리는 마이크로그리드와 함께 최근 폭풍, 화재 및 고온으로 인해 스트레스를 받은 그리드를 강화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 배터리는 전력망에 필요한 유연성을 제공하여 사용량이 적은 시간에 생산된 청정 에너지를 절약하고 수요가 많은 기간에 전력망에 공급합니다. 이러한 유연성 은 순환 정전과 값비싼 화석 연료 발전소의 사용을 방지하는 데 도움이 됩니다.
"기후 변화로 인해 최근 캘리포니아에서 발생한 폭풍과 홍수 사건은 에너지 저장 장치와 마이크로그리드를 광범위하게 배치해야 함을 보여줍니다."라고 Singh은 말했습니다.
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