Environmental and Preliminary Cost Assessments of Redox Flow Batteries for Renewable Energy Storage

The sustainable use of energy is one of the main challenges currently. The increase in the use of renewable energies must also be accompanied by storage systems that respect the environment or are as harmless as possible. In this work, life-cycle assessment (LCA) “from cradle to gate” and a preliminary cost assessment of two types of redox flow batteries, such as vanadium redox flow batteries (VRFBs) and zinc/cerium batteries (ZCBs), are studied. Ecoinvent 3.3 data base, AWARE, and CML Baseline v3.04 methodologies are used to quantify the environmental burden into 12 midpoint impact categories (water footprint, global warming 100a, abiotic depletion, abiotic depletion [fossil fuel], ozone layer depletion, human toxicity, fresh water ecotoxicity, terrestrial ecotoxicity, marine ecotoxicity, photochemical oxidation, acidification, and eutrophication). All impact categories are higher in ZCBs than in VRFBs except water footprint and acidification. These midpoint impacts are also compared with conventional batteries (lithium) and nonconventional ones (NaNiCl). VRFBs have the lowest environmental impact and a longer life considering the reuse of vanadium electrolytes. Regarding the cost analysis, the electrolyte is the most expensive component of both batteries.El uso sostenible de la energía es uno de los principales retos en la actualidad. El aumento del uso de energías renovables también debe ir acompañado de sistemas de almacenamiento que respeten el medio ambiente o sean lo más inocuos posibles. En este trabajo, se estudia la evaluación del ciclo de vida (LCA) “de la cuna a la puerta” y una evaluación preliminar del costo de dos tipos de baterías de flujo redox, como las baterías de flujo redox de vanadio (VRFB) y las baterías de zinc/cerio (ZCB). . La base de datos Ecoinvent 3.3, AWARE y las metodologías CML Baseline v3.04 se utilizan para cuantificar la carga ambiental en 12 categorías de impacto de punto medio (huella hídrica, calentamiento global 100a, agotamiento abiótico, agotamiento abiótico [combustible fósil], agotamiento de la capa de ozono, toxicidad humana , ecotoxicidad en agua dulce, ecotoxicidad terrestre, ecotoxicidad marina, oxidación fotoquímica, acidificación, y eutrofización). Todas las categorías de impacto son más altas en los ZCB que en los VRFB, excepto la huella hídrica y la acidificación. Estos impactos de punto medio también se comparan con baterías convencionales (litio) y no convencionales (NaNiCl). Los VRFB tienen el impacto ambiental más bajo y una vida más larga considerando la reutilización de electrolitos de vanadio. En cuanto al análisis de costes, el electrolito es el componente más caro de ambas batería