Het repareren van accu's van auto's en e-bikes bespaart geld en middelen, maar problemen houden de groei van de sector tegen
Rich Benoit wordt ongeveer drie keer per dag gebeld door eigenaren van een oude Tesla Model S waarvan de batterij het begint te begeven in zijn autowinkel, The Electrified Garage.Batterijen die een bereik van honderden kilometers kunnen bieden, kunnen op een lading ineens nog maar 80 kilometer meegaan.Deze voertuigen worden vaak niet geleverd met een garantie en het vervangen van de batterij kan meer dan $ 15.000 kosten.
Voor de meeste producten is reparatie een voordeligere optie dan vervanging.Benoit, die een van de weinige onafhankelijke Tesla-reparatiewerkplaatsen in de VS runt, zei dat veel Tesla-batterijen theoretisch repareerbaar zijn.Maar vanwege de tijd en training die ermee gemoeid zijn, veiligheidsoverwegingen en de complexiteit van de reparatie, zegt Benoit dat het repareren van een auto-accu in zijn winkel tot $ 10.000 kan kosten, meer dan de meeste consumenten bereid zijn te betalen.In plaats daarvan kiezen veel mensen ervoor om hun oude auto te verkopen of te slopen en vervolgens een gloednieuwe Tesla te kopen, zei hij.
"[De auto] is nu bijna een verbruiksartikel, zoals een tv", zei Benoit.
De ervaring van Benoit wijst op een probleem waarmee early adopters van elektrische voertuigen en elektrische micromobiliteitsapparaten zoals e-bikes en e-scooters te maken krijgen: deze voertuigen bevatten grote, dure batterijen die na verloop van tijd onbetaalbaar worden.Het herfabriceren van deze batterijen kan duurzaamheidsvoordelen opleveren door energie en hulpbronnen te besparen die anders zouden worden gebruikt om nieuwe batterijen te maken.Dit is vooral belangrijk voor elektrische voertuigen, die zeer grote batterijen bevatten die jarenlang moeten worden gebruikt om de kooldioxide-uitstoot die tijdens de productie ontstaat, te compenseren.Maar veel elektrische voertuigen en accu's van elektrische voertuigen zijn zo ontworpen dat ze moeilijk te repareren zijn, en sommige fabrikanten ontmoedigen deze praktijk actief, daarbij verwijzend naar veiligheidsproblemen.Ontwerpproblemen, veiligheidseisen en tekorten aan onderdelen maken het moeilijk voor de weinige onafhankelijke monteurs die belast zijn met het onderhoud van accu's van elektrische voertuigen of e-bikes om reparaties te kunnen betalen.
“Er zitten veel batterijen in de prullenbak die kunnen worden opgeknapt”, zegt Timothée Rouffignac, die leiding geeft aan een klein reparatiebedrijf voor e-bike-batterijen genaamd Daurema in Brussel, België.Maar “omdat ze niet bedoeld zijn om gerepareerd te worden, is het moeilijk om een goede prijs te vinden.”
Lithium-ionbatterijen in smartphones bevatten een ‘cel’ die bestaat uit een grafietanode, een metalen kathode en een vloeibare elektrolyt waardoor lithiumionen van de ene naar de andere kant kunnen bewegen, waardoor een elektrisch potentieel ontstaat.Accu's voor elektrische fietsen bevatten doorgaans tientallen cellen.Ondertussen kunnen batterijen van elektrische voertuigen honderden tot duizenden individuele cellen bevatten, die vaak in “modules” worden verpakt en vervolgens worden gecombineerd tot batterijpakketten.Naast de cellen en modules bevatten batterijen van elektrische voertuigen en e-bikes vaak een batterijbeheersysteem dat de gezondheid van de batterij bewaakt en de laad- en ontlaadsnelheid regelt.
Alle lithium-ionbatterijen gaan na verloop van tijd achteruit en moeten uiteindelijk worden vervangen.Wanneer een batterij echter veel individuele cellen en andere componenten bevat, kan de levensduur ervan soms worden verlengd door middel van reparatie, een proces waarbij beschadigde cellen of modules worden geïdentificeerd en vervangen, evenals het repareren van andere defecte componenten, zoals een defect batterijbeheersysteem.In sommige gevallen hoeft slechts één module te worden vervangen.Door deze module te vervangen, in plaats van de hele batterij te vervangen, wordt de behoefte aan metalen zoals lithium verminderd, evenals de CO2-uitstoot die gepaard gaat met de productie van een vervangende batterij (of een nieuwe auto).Dit maakt het renoveren van batterijen “ideaal voor een circulaire economie (een systeem dat hulpbronnen spaart en hergebruikt)”, zegt Gavin Harper, een onderzoeker die de duurzaamheid van batterijen bestudeert aan de Universiteit van Birmingham in Groot-Brittannië.
Hoewel het niet per se goedkoop is, kunt u geld besparen door uw batterij te laten repareren.Normaal gesproken kost het repareren van een EV-batterij ongeveer de helft van de kosten van een nieuwe batterij.Cox Automotive schat dat sinds het bedrijf in 2014 begon met het aanbieden van reparatiediensten voor EV-batterijen, het meer dan 1 gigawattuur aan batterijen heeft bespaard, genoeg om ongeveer 17.000 nieuwe elektrische voertuigen van voortijdige verwijdering te voorzien.
“Er zijn veel redenen waarom reparatie kosteneffectiever is dan vervanging”, vertelde Helps aan Grist.
Maar experts zeggen dat batterijreparaties gevaarlijk zijn en niet thuis of door beginners mogen worden gedaan.Als de batterij tijdens reparatie beschadigd raakt, kan er kortsluiting ontstaan, wat kan resulteren in brand of explosie.Als u tijdens reparatiewerkzaamheden geen geschikte hoogspanningshandschoenen draagt, kan dit leiden tot een elektrische schok.Als je niet weet wat je doet, “speel je met vuur”, zegt John Matna, eigenaar van reparatiewerkplaats voor e-bikes Chattanooga Electric Bike Co. Hij merkte op dat sommige accu’s van elektrische fietsen “voldoende stroom bevatten om te doden een persoon."
Het helpt om te zeggen dat het reconditioneren van batterijen op zijn minst hoogspanningstraining, elektrische ervaring, persoonlijke beschermingsmiddelen en “een basiskennis van de architectuur en hoe batterijen werken” vereist.Degenen die EV-batterijen willen repareren, hebben ook apparatuur nodig om het voertuig van de grond te tillen en de batterij, die duizenden kilo’s kan wegen, fysiek te verwijderen.
“Er zijn maar heel weinig mensen die zoiets als dit kunnen of zouden moeten proberen,” zei Benoit.
Maar zelfs mensen met de juiste opleiding hebben vanwege hun ontwerp vaak moeite met het repareren van accu’s van elektrische voertuigen of e-bikes.Veel e-bike-accu's worden geleverd in duurzame plastic dozen die moeilijk, zo niet onmogelijk, te openen zijn zonder de interne componenten te beschadigen.In een e-bike-accu of individuele EV-accumodules zijn de cellen vaak aan elkaar gelijmd of gelast, waardoor ze moeilijk of onmogelijk afzonderlijk te vervangen zijn.Bovendien bevatten sommige EV-batterijen, zoals een rapport uit 2021 van het Europees Milieuagentschap benadrukt, software die ervoor kan zorgen dat de batterij wordt uitgeschakeld als er tekenen zijn van geknoei.
Fabrikanten beweren dat hun batterijen zijn ontworpen om de veiligheid, duurzaamheid en prestaties te verbeteren, maar dit kan ten koste gaan van de repareerbaarheid, aangezien veel fabrikanten die de garantieperiode dekken (meestal twee jaar voor grote merken en e-bike-merken) gratis vervangingen aanbieden of met korting.batterijen.Elektrische voertuigen gaan 8 tot 10 jaar of 160.000 kilometer mee).Voorstanders van reparaties betogen daarentegen dat modulaire ontwerpen met omkeerbare bevestigingsmiddelen zoals verwijderbare clips of plakband niet noodzakelijkerwijs de veiligheid in gevaar brengen en dat de voordelen van reparatieontwerpen ruimschoots opwegen tegen de kosten.
Europese politici beginnen naar voorstanders te luisteren.In augustus heeft de Europese Unie een nieuwe verordening aangenomen die erop gericht is batterijen milieuvriendelijker te maken.Het omvat onder meer een bepaling die vereist dat batterijen die worden gebruikt in e-bikes en andere ‘lichte voertuigen’ zoals e-scooters, worden onderhouden door onafhankelijke professionals, tot op individueel celniveau.De Europese e-bike-industrie heeft zich krachtig tegen de regel verzet vanwege zorgen over de veiligheid, batterijcertificering en wettelijke aansprakelijkheid, en worstelt nu met de vraag hoe hieraan moet worden voldaan.
“We bekijken nog steeds hoe we kunnen voldoen aan de eisen van de nieuwe EU-batterijregelgeving en tegelijkertijd de toepasselijke veiligheidsvoorschriften en onze hoge kwaliteitsnormen naleven”, vertelde e-bike-accufabrikant Bosch aan Grist.Bosch nam nota van de uitdagingen waarmee fabrikanten worden geconfronteerd.“De tegenovergestelde trend wordt waargenomen in de Verenigde Staten”, waar “strengere regelgeving en hogere normen worden ingevoerd voor accu’s en systemen voor e-bikes.”
De Federal Consumer Product Safety Commission heeft onlangs aangekondigd dat zij de regelgeving voor e-bikes en hun accu’s aan het herzien is.Het komt nadat een recente golf van batterijbranden in e-bikes ook aanleiding gaf tot lokale beleidsactie.De gemeenteraad van New York heeft onlangs zijn brandcode gewijzigd om de “montage of reparatie van lithium-ionbatterijen” uit gebruikte batterijen van andere batterijen te verbieden, wat reparateurs soms doen.
De stad heeft onlangs ook wetgeving aangenomen die fabrikanten van elektrische voertuigen verplicht ervoor te zorgen dat de batterijen van hun producten zijn gecertificeerd volgens de UL 2271-ontwerpnorm, die bedoeld is om de veiligheid te verbeteren.Gereviseerde batterijen voldoen aan deze eisen, zegt Ibrahim Jilani, mondiaal directeur consumententechnologie bij UL Solutions, een multinationaal bedrijf dat veiligheidscertificeringsnormen test voor een breed scala aan industriële en consumentenproducten en materialen.Eén standaard.Maar Gilani zei dat reparatiebedrijven “het ontwerp moeten behouden zoals het was vóór de reparatie”, inclusief het gebruik van batterijen en elektronische componenten van hetzelfde merk en model.Batterijreparatiewerkplaatsen moeten ook vier keer per jaar UL-inspecties ter plaatse ondergaan, wat hen meer dan $ 5.000 per jaar zal kosten, zei Jilani.*
Vergeleken met elektrische fietsen zijn wetgevers relatief ontspannen geweest over het repareren van EV-batterijen.Er bestaat in de Verenigde Staten geen specifieke wet- of regelgeving die dit probleem aanpakt.De nieuwe batterijregels van de EU hebben ook geen betrekking op reparaties aan batterijen van elektrische voertuigen, maar bevelen eenvoudigweg aan dat wetgevers de individuele voertuigvoorschriften bijwerken “om ervoor te zorgen dat deze batterijen kunnen worden verwijderd, vervangen en ontmanteld.”
De Duitse verzekeringsvereniging GDV steunt het idee “sterk”, zegt een woordvoerder tegen Grist.In oktober publiceerde de groep de resultaten van een onderzoek waaruit bleek dat de reparatie van elektrische voertuigen een derde meer kost dan vergelijkbare benzinevoertuigen, een resultaat dat gedeeltelijk kan worden verklaard door de hoge kosten voor het repareren of vervangen van batterijen.
“Veel autofabrikanten staan geen reparaties van de accu toe, zelfs niet als de accubak licht beschadigd is”, vertelde een woordvoerder van GDV aan Grist.Autofabrikanten besluiten soms de accu te vervangen als de auto een ongeval heeft gehad waarbij de airbag is geactiveerd.Beide praktijken “kunnen resulteren in hogere reparatiekosten” en uiteindelijk hogere verzekeringspremies, aldus de woordvoerder.
Nieuwe regelgeving over de repareerbaarheid van accu’s van elektrische voertuigen komt op een cruciaal moment.Cox Automotive's Helps zei dat er twee gelijktijdige trends zijn in het ontwerp van EV-batterijen: "Batterijen zullen óf heel gemakkelijk te onderhouden worden, óf ze zullen ze helemaal niet kunnen onderhouden."
Sommige batterijen, zoals de Volkswagen ID.4-batterijen, hebben modules in Lego-stijl die gemakkelijk te verwijderen en te vervangen zijn.Andere accupakketten, zoals het nieuwe Tesla 4680 accupakket, bevatten helemaal geen modules.In plaats daarvan worden alle cellen aan elkaar gelijmd en aan het batterijpakket zelf bevestigd.Helps beschrijft dit ontwerp als ‘onherstelbaar’.Als er een beschadigd accupakket wordt aangetroffen, moet de gehele accu worden vervangen.
“Het is nog steeds een volledig recyclebare batterij”, zegt Helps.“Je kunt het gewoon niet repareren.”
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd door Grist, een non-profit mediaorganisatie die zich bezighoudt met klimaat, gerechtigheid en oplossingen.
Scientific American is onderdeel van Springer Nature, dat eigenaar is van of commerciële relaties heeft met duizenden wetenschappelijke publicaties (waarvan er vele te vinden zijn op www.springernature.com/us).Scientific American hanteert een strikt beleid van redactionele onafhankelijkheid bij het rapporteren van wetenschappelijke vooruitgang aan onze lezers.
Posttijd: 26 december 2023