Provision of flexibility using second life of electric vehicles batteries

Abstract

El número de vehículos eléctricos en España ha crecido de forma exponencial durante la última década. Además, los objetivos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero de la Unión Europea contribuirán a la aceleración del proceso de penetración del vehículo eléctrico. Las consecuencias de este crecimiento deberán ser consideradas para evitar posibles impactos medioambientales y encontrar soluciones a otros problemas. Este trabajo se centra en la reutilización de las baterías de los coches eléctricos. Se propone para la segunda vida de las baterías la creación de un sistema de almacenamiento estacionario en redes de distribución, que ayudaría a la mejora del sistema eléctrico en su conjunto.

En un primer momento se analizan las consecuencias medioambientales que trae consigo la movilidad eléctrica estimando la reducción de emisionesCO2 en comparación con la movilidad tradicional. Posteriormente, se investiga el impacto del aumento de demanda de otros recursos como el litio y el efecto que tendría la reutilización de las baterías. Tras la definición de los parámetros más relevantes de una batería, se trata de comprender la degradación que sufren a lo largo su vida en el sector de la automoción, para poder así evaluar las condiciones en las que se encontrarán al comienzo de la segunda vida. A continuación, se realiza un análisis de características técnicas para la nueva utilidad que se plantea. Esto es un estudio de las pruebas normalizadas que tiene que superar, la homogeneidad del montaje y la longevidad esperada dependiendo de la degradación. Por último, se describe el uso propuesto en este trabajo, el modelo económico y la herramienta empleada. Después realizar las simulaciones, se obtienen resultados y análisis con los que sacar conclusiones a cerca de la viabilidad del uso de baterías reutilizadas en redes de distribución.

The number of electric vehicles in Spain has grown exponentially over the last decade. In addition, the European Union's greenhouse gas emission reduction targets will contribute to the acceleration of the electric vehicle penetration process. The consequences of this growth should be considered to avoid possible environmental impacts and to find solutions to other problems. This work focuses on the reuse of electric car batteries. It is proposed for the second life of the batteries the creation of a stationary storage system in distribution networks, which would help to improve the electric system.

First, the environmental consequences of electric mobility are analysed by estimating the reduction of CO2 emissions compared to traditional mobility. Subsequently, the impact of increased demand for other resources such as lithium and the effect of reusing batteries is investigated. After defining the most relevant parameters of a battery, it is time to understand the degradation they suffer throughout their life in the automotive sector, in order to evaluate the conditions in which they will be at the beginning of the second life. This is followed by an analysis of the technical characteristics for the new utility that is being considered, which includes a study of the standardized tests a battery must pass, the homogeneity of the assembly and the expected longevity depending on degradation. Finally, the proposed use in this work, the economic model and the tool used are described. After performing the simulations, results and analysis are obtained to draw conclusions about the feasibility of using reused batteries in distribution networks.