As the use of lithium-ion batteries exponentially increases through demand for electric vehicles and energy storage systems, so will the need for end-of-life treatment subsequently increase. Recycling the valuable materials from batteries in an efficient and extensive fashion could decrease the environmental impacts of batteries. Northvolt AB is a Swedish battery manufacturer currently constructing a Gigafactory in Skellefteå and is furthermore developing a recycling process, focused on hydrometallurgy, with full-scale recycling operations a couple of years away. In order to assess the environmental hotspots of the process, with a focus on greenhouse gas emissions, a life cycle assessment was conducted with data from Northvolt AB. This data was based on learnings from a pilot plant currently under operation but scaled up to industrial level for an ex-ante type of assessment. The industrial operations at Skellefteå represented +95% of the climate change impact, the remainder arising from a European collection point. The most significant impact driver was waste management (56,5% of the climate change impact category), specifically incineration of recovered materials and residuals. The results indicate that harnessing renewable energy in both the direct operations and the supply chain is of high importance. Chemicals (27%) and electricity (7%) had extensively smaller emissions thanks to the harnessing of renewable energy in both direct operations and the supply chain, compared to electricity mixes with large shares of fossil fuels. Furthermore, large variability was found in impacts of recovered materials depending on the chosen allocation method. The benefit of the Revolt process is likely to be affected by ongoing research projects to recycle and upgrade materials that are currently sent to incineration. For an as high environmental efficiency as possible, it is important that the process make as much use of all the recovered materials as possible, find efficient waste treatment processes, and continue to source from production using as electricity mixes with high shares of renewable energy. / Givet att användningen av litium-jon batterier ökar exponentiellt, drivet av efterfrågan på elfordon och energilagringssystem, så kommer behovet av att avfallshantera utgående batterier att öka. Att återvinna värdefulla material från batterier på ett effektivt och omfattande sätt skulle kunna minska batteriernas miljöpåverkan sett över hela dess livscykel. Northvolt AB är en svensk batteritillverkare som bygger en fabrik i Skellefteå och parallellt utvecklar en återvinningsprocess med fokus på hydrometallurgi, med fullskalig återvinning planerad. För att utvärdera vilka aspekter av processen som driver dess miljöpåverkan, med fokus på utsläpp av växthusgaser, gjordes en livscykelanalys med data från Northvolt AB. Datainventeringen baserades på lärdomar från en pilotanläggning som för närvarande är under drift, men skalades upp till industriell nivå för en förhandsbedömning. Industriverksamheten i Skellefteå stod för +95% av klimatpåverkan, resten härrör från en europeisk insamlingsplats av utgående batterier. Den viktigaste bidragsfaktorn för klimatutsläpp var avfallshantering (56,5 % av utsläppen), särskilt förbränning av återhämtade material och restprodukter. Resultaten visar att det är av stor betydelse att utnyttja förnybar energi i både den direkta verksamheten och leverantörskedjan. Kategorierna kemikalier (27%) och el (7 %) hade betydligt lägre utsläpp tack vare att förnybar energi utnyttjades, i jämförelse med nationella elmixer med större andelar fossila bränslen. Vidare konstaterades stor variation i resultatet av miljöpåverkan på återvunnet material beroende på vald allokeringsmetod. Fördelarna med Revoltprocessen kommer sannolikt att påverkas av pågående forskningsprojekt för att återvinna och uppgradera material som för närvarande skickas till förbränning. För minskade klimatutsläpp är det viktigt att processen i så stor utsträckning som möjligt materiellt återvinner alla utgående material, hittar effektiva avfallshanteringsprocesser och fortsätter att etablera en leverantörskedja som producerar med stora andelar förnybar energi. Utöver att utvärderingen gjordes med preliminära data resonerades avfallshanteringen vara den enskilt största källan till osäkerhet. Framtida livscykelanalyser skulle dra nytta av uppmätt data när den industriella anläggningen är operationell, samt vidga analysen med mer utförlig datainhämtning från relevanta avfallsprocesser och återvinningstekniker.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-296953 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Balsvik, Jonathan |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 21145 |
Page generated in 0.0014 seconds