Wykorzystanie używanych ogniw w budowie magazynów energii. Bezpieczeństwo i zagrożenia

Abstrakt

Cel: Artykuł przedstawia koncepcję ponownego wykorzystania ogniw litowo-jonowych do budowy magazynów energii, aby w ten sposób zniwelować zanieczyszczenie środowiska powstałe wskutek wydobycia metali ziem rzadkich oraz zmniejszyć emisję CO2. Autor omawia potencjał środowiskowy i ekonomiczny tego rozwiązania, identyfikuje kluczowe zagrożenia oraz definiuje strategię ich ograniczania.

Wprowadzenie: W dobie dynamicznego rozwoju technologii mobilnych, elektromobilności oraz odnawialnych źródeł energii w poszczególnych krajach obserwuje się gwałtowny wzrost produkcji magazynów energii oraz mocy magazynowania. Widoczne są także zmiany zachodzące na rynku ogniw z recyklingu. W niniejszej pracy autor wskazuje na konieczność poszukiwania rozwiązań, które umożliwią lepsze wykorzystanie ogniw i ograniczą degradację środowiska z powodu wydobycia surowców potrzebnych do produkcji nowych baterii. Jednym z najbardziej perspektywicznych kierunków działań jest ponowne wykorzystanie ogniw litowo-jonowych w tzw. „drugim życiu” (ang. second life batteries). Ogniwa te wciąż mogą być efektywnie stosowane w systemach magazynowania energii. Artykuł przedstawia sposoby, w jaki poszczególne państwa zachęcają do takiego działania.

Metodologia: W ramach pracy nad artykułem wykorzystano analizę literatury naukowej, w której przedstawiono zagrożenia związane z ogniwami litowo- jonowymi, dokumentów prawnych, opracowań biznesowych, statystyk oraz przegląd nowych wytycznych oraz zachęt finansowych do zwiększenia wykorzystania potencjału ogniw z odzysku.

Wnioski: Rynek ogniw z odzysku będzie rósł z roku na rok poprzez coraz większą produkcję baterii litowo-jonowych, ale także liczbę wycofywanych baterii z rynku, które już nie utrzymują odpowiednich parametrów. Bateriom można nadać drugie życie poprzez wykorzystanie ich np. w magazynach energii zasilających centra danych czy stabilizujących sieci energetyczne. Kluczowym aspektem jest dbałość o bezpieczeństwo, odpowiednie testy ogniw przed ponownym wykorzystaniem, dobór wysokiej jakości systemów zarządzania bateriami SMART BMS – tak aby zminimalizować ryzyko związane z działaniem magazynu.

Słowa kluczowe: bezpieczeństwo, odzysk, ogniwa litowo-jonowe

Typ artykułu: artykuł przeglądowy

Bibliografia:

1. Doe J., Recycling of Lithium-Ion Batteries for Energy Storage Applications, „Journal of Sustainable Energy” 2022, 15(3), 45–60.
2. Smith A., Brown T., Second Life of Batteries: Opportunities and Challenges, „Renewable Energy Reviews” 2021, 28(2), 112–125.
3. Green R. i in., Environmental Impact of Battery Recycling and Reuse, „Environmental Science & Technology” 2020, 54(8), 4675–4684.
4. Circular Economy Action Plan: Batteries and Energy Storage, https://ec.europa.eu, [dostęp: 26.06.2025].
5. IRENA, Battery Storage for Renewables: Market Status and Technology Outlook, 2021, [dostęp: 17.06.2025].
6. Bloomberg NEF, Electric Vehicle Outlook 2022, [dostęp: 21.06.2025].
7. Redwood Materials, Closing the Loop on Battery Recycling, 2023, https://www.redwoodmaterials.com/, [dostęp: 06.07.2025].
8. Doe J., Challenges in Recycling Lithium-Ion Batteries for Energy Storage, „Journal of Energy Storage” 2022, 45, 103–115.
9. Bulletin of The Mineral & Energy Economy Research Institute... „Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN” 2025, 113, 45.
10. Smith A., Brown T., Safety Concerns in Second-Life Battery Applications, „Renewable Energy Reviews” 2021, 29(4), 201–215, [dostęp: 06.06.2025].
11. Redwood Materials, Environmental and Safety Risks in Battery Recycling, 2023, https://www.redwoodmaterials.com/, [dostęp: 2025].
12. Świątek J., Eliminacja zagrożenia pożarowego systemów z akumulatorami litowymi, „Elektro Info” 2023, nr 4, [dostęp: 03.05.2025].
13. Shaik Nyamathulla, Dhanamjayulu C., A review of battery energy storage systems and advanced battery management system for different applications: Challenges and recommendations, „Journal of Energy Storage” 2024, 86(A), https://doi.org/10.1016/j.est.2024.111179.
14. Charzewska K., Recykling akumulatorów litowo-jonowych..., „Wiadomości Chemiczne” 2022, [dostęp: 22.05.2025].
15. Ślusarczyk Z., Stopniowe zmiany w podejściu branży energetycznej..., „Zarządzanie Innowacyjne w Gospodarce i Biznesie” 2023, 2(37).
16. Seroka A., Odnawialne źródła energii..., „Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Zarządzanie” 2022, 46(1), 88–100m https://doi.org/10.17512/znpcz.2022.2.07.
17. Kochanowska K., Przygrodzki M., Długoterminowa analiza scenariuszy..., „Oficyna Wydawnicza Energia (SEP– COSiW)” 2022, 10, 495–505.
18. Bloomberg NEF – strona internetowa, https://about.bnef.com/, [dostęp: 03.07.2025].
19. Blackout w Hiszpanii – potężny apagón, https://wysokienapiecie.pl/109857-blackout..., [dostęp: 28.05.2025].
20. How the Inflation Reduction Act Drives Energy Storage in the U.S., Pixii.com, [dostęp: 03.07.2025].
21. Baterie LFP produkowane przez CATL i Narada – najlepsze w testach, Gramwzielone.pl, [dostęp: 08.07.2025].
22. LG Chem to Build North America’s Largest Cathode Plant, EEPower.com, [dostęp: 27.06.2025].
23. The Economic Benefits of Battery Recycling, Lohum.com, [dostęp: 30.06.2025].
24. Battery Recycling and Renewable Energy Storage, Montel. energy, [dostęp: 15.07.2025].
25. IRENA, Renewable Energy Statistics 2021, [dostęp: 03.07.2025].
26. Kamińska E.S., Pawlak P., Analiza ekobilansowa..., „Gospodarka Materiałowa i Logistyka” 11/2020, 35–44, https://doi.org/ 10.33226/1231-2037.2020.11.4.
27. Kamińska E.S., Modele biznesowe gospodarki o obiegu zamkniętym..., „Gospodarka Materiałowa i Logistyka” 01/2022, 2–12, https://doi.org/ 10.33226/1231-2037.2022.1.1.
28. Skoczko I. i in., Inżynieria Środowiska – Młodym Okiem: ekoenergetyka, Politechnika Białostocka, Białystok 2017.
29. Die neue EU-Batterieverordnung – wichtige Änderungen, Interzero.de, [dostęp: 29.07.2025].
30. Unijne standardy dla baterii – bezpieczeństwo, recykling i zrównoważony rozwój, PARP, [dostęp: 27.07.2025].
31. Recykling baterii litowo-jonowych – Polska liderem UE, WysokieNapiecie.pl, [dostęp: 27.07.2025].
32. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2023/1542 z dnia 12 lipca 2023 r. w sprawie baterii i zużytych baterii, SIP LEX, [dostęp: 20.07.2025].
33. LG Chem INR18650 MJ1 – Batemo Cell Explorer, Batemo. com, [dostęp: 23.05.2025].
34. Li S., Zhang C., Study on Battery Management System and Lithium-ion Battery, w: 2009 International Conference on Computer and Automation Engineering, 08–10.03.2009, IEEE Xplore, [dostęp: 22.05.2025].
35. LG Chem – karta katalogowa, [dostęp: 25.05.2025]. [36] Andrea D., Battery Management Systems for Large Lithium- -ion Battery Packs, 2010, [dostęp: 03.06.2025].
36. Lithium Battery Storage, Deye.com, [dostęp: 08.06.2025]. [38] Xu R. i in., Quantitative failure analysis..., „Applied Energy” 2024, 371, 123630, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.123630.
37. Lipu M.S.H. i in., Deep learning enabled state of charge..., „Journal of Energy Storage” 2022, 55(C), 105752, https://doi.org/10.1016/j.est.2022.105752.
38. DalyBMS – strona internetowa, https://www.dalybms.com/, [dostęp: 08.06.2025].
39. ANT BMS – strona internetowa, https://antbms.vip/,[dostęp: 09.06.2025].
40. JK BMS – strona internetowa, https://www.jkbms.com/, [dostęp: 07.06.2025].
41. EVE – karta katalogowa producenta, [dostęp: 08.06.2025].
42. Flexible Copper Busbar – A Reliable Solution, Stamping-Welding. com, [dostęp: 06.06.2025].
43. Yu X. i in., Current Challenges in Efficient Lithium-Ion Batteries' Recycling: A Perspective, „Global Challenges” 2022, 6(12), 2200099, https://doi.org/10.1002/gch2.202200099.Y
44. Potempa M. i in., Recykling akumulatorów Li-Ion, „Współczesne Problemy Energetyki” 2018, 20, 63.
45. EU Court of Auditors – Publications SR-2023-15, [dostęp: 26.06.2025]. [48] Environmental Impacts of Lithium-Ion Batteries, Institute for Energy Research, https://www.instituteforenergyresearch.org/renewable/environmental-impacts-of-lithium-ion-batteries/, [dostęp: 29.06.2025].
46. AVIFLY – strona internetowa, https://avifly.pl/, [dostęp: 29.06.2025].