Accu’s vormen de basis voor het koolstofvrij maken van auto’s, maar in wezen wordt er voortgebouwd op technologie die 200 jaar teruggaat. De eerste elektrische accu werd in 1800 door Alessandro Volta uitgevonden. De technologie is geëvolueerd en verbeterd en in 1985 werd de eerste lithium-ion accu ontwikkeld en effectief gecommercialiseerd in 1991.
Lithium-ion maakte het mogelijk om meer energie op te slaan in een kleinere ruimte, met een lager gewicht en daarnaast een langere levensduur van de accu.
Hoe werkt een accu?
In de kern van de accu bevinden zich de cellen. Deze cellen bestaan uit een kathode (+), anode (-), elektrolytvloeistof en een separator. Wanneer de lithium-ionen van (+) naar (-) en weer terug migreren, leveren ze eigenlijk gewoon elektriciteit en laden ze de accu op. Deze afzonderlijke cellen worden in een module aangebracht. Meerdere modules met sensoren en een regeleenheid vormen een accupakket. De accupakketten worden gebruikt om voertuigen van stroom te voorzien.
Zijn accu’s duurzaam en wat is de impact van de mineralen die hiervoor worden gebruikt?
Accufabrikanten meten de milieu-impact van de winning en verwerking van delfstoffen tot de cel- en accuproductie. De gebruikte mineralen zijn voornamelijk lithium, nikkel, kobalt en mangaan. Deze mineralen worden niet als schaarse grondstoffen beschouwd en zijn voor de grootschalige productie van elektrische accu’s voorhanden. Er is wereldwijd toezicht op de winning en verwerking van deze mineralen, dus de fabrikanten besteden veel zorg aan hoe ze werken.
Hierbij vormen zowel de impact op de bodem, biodiversiteit, water en afval als gezondheid en veiligheid, arbeidsrechten en mensenrechten, de kern van wat ze doen. Het is het vermelden waard dat 70% van de koolstofvoetafdruk van een accucel bij de productie wordt gevormd. Daarbij willen accufabrikanten graag gigafabrieken in de buurt van de voertuigproductielocaties bouwen om de totale uitstoot te verminderen en door meer milieubronnen van productie-energie te gebruiken.
De hoofdvraag bij accu’s is het bereik.
Hoewel er standaardgroottes zijn, is bij een elektrisch voertuig km per kilowattuur (km per kWh) het equivalent van km per liter (km/l). Er zijn veel factoren die het bereik beïnvloeden, zoals de buitentemperatuur, het voertuigtype, de aerodynamica en de leeftijd van de cellen, maar de verwachte levensduur van een accucel is ten minste 10 jaar. Er is echter een vuistregel: hoe hoger het kWh-cijfer, hoe meer kilometers het voertuig op één enkele lading kan rijden.
Levenscyclus van een accu
Accuzorg is essentieel, vooral in het begin van de levenscyclus, maar de capaciteit en het vermogen zullen in de loop van de tijd afnemen, afhankelijk van de zorg en het gebruik. Naar verwachting behoudt elk accupakket zijn laad-ontlaadcapaciteit over een afstand van 160.000 tot 320.000 km. Fabrikanten zijn zo zeker van de gebruikscapaciteit van de accu, dat de meeste elektrische auto’s worden geleverd met een verlengde garantie van acht jaar of 160.000 km, wat beter is dan alternatieven met een verbrandingsmotor.
Er worden circulaire benaderingen van accu’s ontwikkeld om de noodzaak van het winnen van natuurlijke hulpbronnen te beperken en om mogelijkheden te bieden aan reparateurs die zich in de loop van de tijd zullen ontwikkelen. Er zal revisie worden toegepast voor hergebruik van de accu in voertuigen of voor energieopslag in huizen. Sommige fabrikanten hebben plannen om accu’s voor openbare ruimtes te leveren. Zo is Nissan bijvoorbeeld van plan om afgedankte EV-accu’s te gebruiken voor het leveren van backup-stroom aan de Amsterdam Arena. Als een accu het einde van zijn levensduur heeft bereikt, zullen de materialen voor de productie van nieuwe accu’s worden gerecycled. Dit zal in aanzienlijke hoeveelheden gebeuren, omdat veel regeringen al wetgeving opstellen om ervoor te zorgen dat dit gebeurt.
Welke toekomstige ontwikkelingen kunnen we verwachten?
Tegen het einde van het decennium zal het aantal lithium-ion accu’s aanzienlijk toenemen. Door de hogere energiedichtheden dan de huidige accu’s worden ze lichter en beschikken ze over een groter bereik. De prijzen zullen dalen, maar dit is vrij veranderlijk, met name voor de benodigde mineralen. Naarmate de gigafabrieken de productie opvoeren, zullen schaalvoordelen de prijzen drukken.
Lagere prijzen, in combinatie met de overheidswetgeving en -incentieven, zullen leiden tot een aanzienlijke stijging in de verkoop van elektrische voertuigen. Meer elektrische auto’s betekenen meer uitdagingen maar ook meer kansen voor de aftermarket. Zal iedereen er ook klaar voor zijn?
Accu’s veranderen de wereld… bent u ook klaar om te veranderen?