Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

Όνοματεπώνυμο Φοιτητή: Αριστοτέλης Λυγίζος
Α.Μ.: 2018050012
Ημερομηνία Παρουσίασης: Πέμπτη 11 Ιανουαρίου 2024
Ώρα: 14.00
Αίθουσα: https://tuc-gr.zoom.us/j/96979986636?pwd=Rkxpa2pMWXFneTNRMkZBMW0yZ2xDdz09

Θέμα ΔE «Σχεδιασμός δικτύου συλλογής, ανακύκλωσης και επαναχρησιμοποίησης μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων στην Αττική»

Title «Optimal design of electric vehicle battery recycling network»

Επιβλέπων: Γιαννής Απόστολος
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1 Γιαννής Απόστολος
2 Καρατζάς Γεώργιος
3 Διαγγελάκης Νικόλαος

Περίληψη:
Η διαχείριση μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων, μετά το πέρας της ζωής τους, είναι ένα ζήτημα που θα μας απασχολήσει ιδιαίτερα στο εγγενές μέλλον. Εκτιμάται πως η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας λιθίου (LIB) ενός ηλεκτρικού οχήματος είναι δέκα με δεκαπέντε χρόνια. Μετά το πέρας του κύκλου ζωής (EoL) τους θεωρούνται απόβλητα. Η ανακύκλωση, επαναχρησιμοποίηση και επανασυναρμολόγηση, είναι τακτικές που χρησιμοποιούνται και θα πρέπει να μελετηθούν από οικονομικής αλλά και περιβαλλοντικής σκοπιάς. Στην Ελλάδα, την παρούσα χρονική στιγμή δεν υπάρχει κάποιο δίκτυο για την συλλογή και διαχείριση του συγκεκριμένου αποβλήτου, καθώς μέχρι στιγμής δεν είναι ικανές οι ποσότητες να το υποστηρίξουν. Στην παρούσα εργασία σχεδιάζεται ένα ολοκληρωμένο σύστημα συλλογής, ανακύκλωσης και επαναχρησιμοποίησης μπαταριών ιόντων λιθίου, προερχόμενες από ηλεκτρικά οχήματα, στην Περιφέρεια Αττικής. Λαμβάνοντας υπόψιν τα Εθνικά και Ευρωπαϊκά σχέδια με σκοπό την προώθηση της ηλεκτροκίνησης, καθώς και το ιστορικό πωλήσεων ηλεκτρικών οχημάτων στη Ελλάδα, προσεγγίστηκαν οι ποσότητες που αναμένεται να παράγονται, αρχικά σε Πανελλήνιο επίπεδο και έπειτα σε επίπεδο Αττικής. Αφού υπολογίστηκαν οι ποσότητες του αποβλήτου για δύο σενάρια μέχρι το 2040, ήταν εφικτή η μελέτη χωροθέτησης των εγκαταστάσεων του δικτύου, που θα είχαν σημαντική επίδραση στη συνολική οικονομική ανάλυση
του. Βάσει των δύο σεναρίων παραγωγής αποβλήτου, προβλέπεται πως στην Αττική θα πρέπει να διαχειριστούν μεταξύ 4.300 και 7.300 τόνων EoL LIBs. Αρχικά δημιουργήθηκαν και αναλύθηκαν τέσσερα σενάρια χωροθέτησης των υποδομών από τα οποία επιλέχθηκε το οικονομικά και περιβαλλοντικά βέλτιστο. Στη συνέχεια υπολογίστηκαν τα λειτουργικά κόστη, τα κόστη μεταφοράς και επεξεργασίας αλλά και το κόστος του φόρου εκπομπών CO2 που ορίζεται από την Ευρωπαϊκή Ένωση, με σκοπό τη λήψη μίας ολοκληρωμένης εικόνας του δικτύου. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί για την εύρεση των εσόδων του δικτύου, τα οποία προέρχονται από την ανάκτηση των πολύτιμών μετάλλων που βρίσκονται στις μπαταρίες λιθίου καθώς και από την πώληση των επανασυναρμολογημένων μπαταριών εφόσον πληρούν τις κατάλληλες προδιαγραφές. Εφόσον υπολογίστηκαν οι παραπάνω παράμετροι και προσεγγίστηκε το κόστος επένδυσης που απαιτείται για την υλοποίηση του δικτύου, πραγματοποιήθηκε οικονομική ανάλυση. Στην οικονομική ανάλυση, υπολογίστηκαν χρήσιμοι οικονομικοί συντελεστές, με σκοπό την αξιολόγηση της παραπάνω επένδυσης. Η περίοδος αποπληρωμής της επένδυσης του δικτύου υπολογίστηκε μεταξύ 6 και 8 ετών, γεγονός που την καθιστά ιδιαίτερα συμφέρουσα, καθώς είναι πολύ μικρότερη από τον ορίζοντα σχεδιασμού μίας τέτοιας εγκατάστασης. H παρούσα διπλωματική εργασία είναι πολύπλευρη καθώς λαμβάνει υπόψιν πολλούς παράγοντες και δεδομένα και παρουσιάζει ένα ολοκληρωμένο δίκτυο για την διαχείριση των μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων στην Αττική.

Abstract:
The management of electric vehicle batteries at the end of their life (EoL EVBs) is a matter that will require particular attention in the near future. According to estimates, lithium batteries in electric vehicles have a lifespan of ten to fifteen years. Once they reach the end of their life cycle, these batteries are classified as waste. The implementation of strategies such as recycling, reuse, and remanufacturing should be considered from both an economic and environmental standpoint. In Greece, there is no network for the collection and management of this waste due to insufficient quantities to support such infrastructure. This final year project presents an integrated system for the collection, recycling, and remanufacturing of lithium-ion batteries from electric vehicles in the Region of Attica. Considering the national and European initiatives focused on advancing electromobility and taking into consideration the historical data of electric vehicle sales in Greece, the projected production quantities were estimated. Initially, this approximation was made on a nationwide scale and subsequently refined to the region of Attica. Upon completion of the waste quantity calculations for two different scenarios up until the year 2040, an investigation was conducted to determine the optimal locations for collection network facilities. Such facilities would undoubtedly exert a substantial influence on the comprehensive economic analysis. Based on two waste production scenarios, it is anticipated that the region of Attica will have to manage between 4,300 and 7,300 tonnes of End-of-Life Lithium-ion Batteries (EoL LIBs). Initially, four scenarios for the location of infrastructure were formulated and examined, ultimately leading to the selection of the most economically and environmentally advantageous option. Subsequently, the operational costs, transport and processing costs, as well as the CO2 emission tax imposed by the European Union, were computed to present a comprehensive overview of the network. Finally, calculations were performed to determine the network's revenue, derived from the recovery of valuable metals present in lithium batteries and the sale of reassembled batteries meeting the required specifications. After computing the aforementioned parameters and approximating the investment costs needed for implementing the network, a comprehensive economic analysis was conducted. This analysis entailed the calculation of significant economic factors to assess the investment. The payback period for the network investment falls within the range of 6 to 8 years, which proves highly advantageous since it is considerably shorter than the planning period for such an installation. This research is characterized by its multifaceted nature as it takes into consideration numerous factors and data, ultimately presenting an integrated network for managing electric vehicle batteries in Attica.