Tweedelevensbatterij: een nieuwe carrière voor afgedankte autobatterijen
Een tweedelevensbatterij is een batterijpak dat ooit in een elektrische auto zat, maar daaruit is gehaald omdat het niet meer krachtig genoeg is om een auto aan te drijven. In plaats van de batterij meteen te slopen voor grondstoffen, wordt hij ingezet voor een minder zware taak, zoals het opslaan van zonne-energie in een huis of bedrijf. De batterij krijgt zo een 'tweede leven', vandaar de naam.
Vergelijk het met een gepensioneerde marathonloper. Na jaren hardlopen op topniveau heeft zijn lichaam niet meer de kracht voor een marathon in twee uur. Maar voor een rustige ochtendwandeling of een fietstochtje is hij nog altijd prima in vorm. Zo ook met een autobatterij: na zo'n acht tot twaalf jaar intensief gebruik levert hij niet meer genoeg vermogen en actieradius voor de auto, maar voor het simpelweg vasthouden van stroom - zonder de zware eisen van optrekken, snelladen en weersextremen - heeft hij nog jaren te gaan.
Wat is het precies?
Elke batterij veroudert. Door chemische processen in de cellen - de kleine opslageenheden waaruit een batterijpak is opgebouwd - neemt de hoeveelheid energie die de batterij kan vasthouden geleidelijk af. Dit proces heet degradatie.
Om te bepalen hoeveel een batterij nog waard is, meten ingenieurs de 'State of Health' (SoH), de gezondheidstoestand. Dat is het percentage van de oorspronkelijke capaciteit dat nog overblijft. Een batterij met honderd procent SoH is fabrieksnieuw; eentje met zeventig procent kan nog maar zeventig procent van de energie opslaan die hij ooit kon.
Voor een auto is dat een probleem: valt de actieradius en het vermogen te veel terug, dan voel je dat direct achter het stuur. Daarom halen fabrikanten een batterij er doorgaans uit zodra de SoH onder de zeventig tot tachtig procent zakt, ook al functioneert hij verder nog goed.
Voor stationaire opslag - een accu die op een vaste plek blijft staan, bijvoorbeeld naast een zonnepanelenveld - is zo'n batterij nog uitstekend bruikbaar. Hij hoeft niet licht te zijn, niet in enkele minuten te worden opgeladen en niet bestand te zijn tegen de schokken van de weg.
Voordat een batterij aan zijn tweede leven begint, doorloopt hij een aantal stappen. Eerst wordt het pak uit de auto gehaald en ontmanteld tot losse modules of cellen. Elke module wordt getest op resterende capaciteit en op mankementen, want cellen die ongelijk zijn verouderd kunnen brandgevaarlijk worden als ze toch samen worden gebruikt. Gezonde modules worden vervolgens herverpakt in een nieuwe behuizing, gekoppeld aan een nieuw Battery Management System (BMS) - het elektronische controlesysteem dat lading, temperatuur en veiligheid bewaakt - en aangesloten op een omvormer die de opgeslagen stroom geschikt maakt voor het elektriciteitsnet of een gebouw.
Wat wil men ermee bereiken?
Het belangrijkste doel is tegelijk economisch en ecologisch: een batterijpak is duur om te maken en vergt grondstoffen zoals lithium, kobalt en nikkel, waarvan de winning vaak gepaard gaat met aanzienlijke milieu- en sociale impact. Door een batterij na zijn autoleven nog jaren te laten dienen voor opslag, wordt er meer waarde uit diezelfde grondstoffen gehaald voordat de batterij uiteindelijk wordt gerecycled.
Daarnaast is er een praktisch argument: nieuwe batterijen voor stationaire opslag zijn duur. Een tweedehands batterijpak kost doorgaans een fractie van een nieuwe accu, wat de drempel verlaagt om bijvoorbeeld een bedrijf, wijk of zonnepark van opslagcapaciteit te voorzien.
Die opslag is op haar beurt hard nodig voor de omschakeling naar duurzame energie. Zonnepanelen leveren vooral overdag stroom, windturbines vooral als het waait - niet noodzakelijk op de momenten dat we die energie nodig hebben. Batterijen, ook tweedehandse, helpen om dat overschot te bewaren voor momenten van schaarste en zo het elektriciteitsnet te ontlasten.
Ten slotte past het idee bij de zogeheten circulaire economie: producten en materialen zo lang en zo intensief mogelijk gebruiken voordat ze worden afgedankt of gerecycled.
Voorbeelden uit de praktijk
Een van de vroegste initiatieven is 4R Energy, een samenwerking die Nissan in 2010 aanging met het Japanse handelsconcern Sumitomo. Het bedrijf test en herverpakt batterijen uit de Nissan Leaf en gebruikt ze onder meer voor noodstroomvoorzieningen en kleinschalige opslag in Japan.
In Duitsland openden energiebedrijf RWE en autofabrikant Daimler in 2016 in Lünen een van de grotere opslagprojecten met tweedehands batterijen: duizenden gebruikte accupakken uit de kleine elektrische Smart werden gebundeld tot een buffer voor het elektriciteitsnet, met een capaciteit in de orde van meerdere megawattuur (MWh, een eenheid voor elektrische energie gelijk aan duizend kilowattuur).
Het Britse bedrijf Connected Energy ontwikkelde de E-STOR, een reeks opslagcontainers die draait op tweedehands batterijen uit Renault-modellen zoals de Kangoo Z.E. en de ZOE. Deze containers worden onder meer ingezet bij laadpleinen voor elektrische auto's, waar ze pieken in stroomvraag opvangen zonder dat het lokale net meteen hoeft te worden verzwaard.
In de Verenigde Staten bouwde B2U Storage Solutions vanaf ongeveer 2020 in Lancaster, Californië, een opslagfaciliteit die draait op tweedehands batterijen uit modellen van onder meer Honda en Nissan, gekoppeld aan een zonnepark. Het project is in de jaren daarna in fases uitgebreid.
Ook BMW experimenteerde vroeg: samen met energiebedrijf Vattenfall zette het bedrijf in Hamburg rond 2016-2017 gebruikte batterijen uit de BMW i3 in voor een opslagsysteem dat helpt het lokale net te stabiliseren.
Hoe ver is de techniek?
De techniek is verder dan een experiment, maar nog geen gangbare praktijk. Wereldwijd draaien tientallen pilot- en middelgrote projecten, vooral rond grote wagenparken en zonneparken, maar een massamarkt voor tweedehands batterijpakken bestaat nog niet.
Het grootste obstakel is het testen. Elke module moet individueel worden gecontroleerd op resterende capaciteit en gezondheid, en dat is arbeidsintensief. In sommige gevallen liggen de testkosten bijna net zo hoog als de waarde die de hergebruikte batterij nog oplevert, wat het businessmodel kwetsbaar maakt.
Een tweede probleem is variabiliteit: cellen uit dezelfde auto kunnen ongelijk zijn verouderd, afhankelijk van hoe de vorige eigenaar reed en laadde. Dat maakt het moeilijk om batterijen te standaardiseren voor hergebruik en vergt extra veiligheidsmaatregelen om te voorkomen dat zwakke cellen overbelast raken.
Veiligheidsnormen zijn de afgelopen jaren opgezet, met als bekendste de Amerikaanse norm UL 1974 uit 2018, die specifiek beschrijft hoe batterijen voor hergebruik moeten worden beoordeeld. In Europa stelt de EU-batterijverordening, van kracht sinds 2023, regels voor de hele levenscyclus van batterijen, inclusief eisen die relevant zijn voor hergebruik en recycling. De precieze uitvoeringsregels voor tweedelevenstoepassingen worden echter nog verder ingevuld.
Economisch gezien staat de sector ook onder druk van een andere kant: de prijzen van nieuwe batterijen, vooral van het goedkopere lithium-ijzerfosfaat-type (LFP), zijn de afgelopen jaren flink gedaald. Dat maakt het prijsverschil met een tweedehands pak kleiner, en daarmee de businesscase voor hergebruik minder vanzelfsprekend dan een aantal jaar geleden.
Veel experts zien tweedelevensbatterijen daarom vooral als een overgangstechniek: nuttig zolang recycling van batterijen nog relatief duur en inefficiënt is, maar op termijn zal een groter deel van de afgedankte batterijen direct naar recycling gaan zodra dat proces economisch gunstiger wordt.
Wie werken eraan?
Autofabrikanten als Nissan, Renault, BMW en Mercedes-Benz (voorheen Daimler) waren de eerste partijen die met hergebruikte eigen batterijen experimenteerden, vaak in samenwerking met energiebedrijven zoals RWE en Vattenfall.
Daarnaast is een laag van gespecialiseerde bedrijven ontstaan die zich volledig richten op het testen, herverpakken en vermarkten van tweedehands batterijpakken, zoals Connected Energy in het Verenigd Koninkrijk en B2U Storage Solutions in de Verenigde Staten.
Op onderzoeksgebied spelen Duitse instituten als de Fraunhofer-Gesellschaft een belangrijke rol bij het ontwikkelen van test- en sorteermethoden, terwijl in de Verenigde Staten onder meer het National Renewable Energy Laboratory (NREL) onderzoek doet naar de levensduur en inzetbaarheid van gebruikte batterijen.
Landen die relatief vroeg op dit onderwerp inzetten zijn Japan (via Nissan en Sumitomo), Duitsland (met zijn grote auto-industrie en energiebedrijven) en de Verenigde Staten, waar Californië dankzij strenge regelgeving rond zonne-energie en opslag een proeftuin is geworden voor dit type projecten. Ook de Europese Unie speelt een sturende rol, via de batterijverordening die fabrikanten verplicht om na te denken over de hele levensloop van een batterij, van productie tot recycling.