Impact assessment of the introduction of Digital Product Passport in the Battery Eco-System by Agent-Based Modeling Simulation

In recent years, the strategic significance of batteries has grown exponentially in response to the pressing imperative of mitigating greenhouse gas emissions. The escalating production and disposal rates of batteries underscore the necessity to establish a circular value chain and fortify end-of-life strategies. Recognizing the gravity and urgency of this issue, the European Union has proactively addressed it through regulatory measures. The European Parliament and the Council have promulgated a regulation concerning batteries and waste batteries, encompassing pivotal elements such as the introduction of the Digital Battery Passport and the establishment of the parameters for determining the battery State of Health. The Digital Battery Passport is a crucial initiative which necessitates the establishment of a systematic framework for information sharing and the transparency throughout the battery value chain. Simultaneously, the State of Health serves as a key indicator that summarizes several factors influencing the overall condition of the battery and shapes the decisions pertaining to End-of-Life strategies. This thesis employs Agent-Based Modeling to construct diverse use cases within a simulation model, assessing the impacts of introducing the Digital Battery Passport and measuring the State of Health. The analysis focuses on studying the information exchange dynamics among economic operators within the battery Eco-System, elucidating how it may enhance circularity and engender new roles for economic operators, thus fostering business opportunities in areas such as reuse, repurposing, and remanufacturing. The gathered results are examined to evaluate the impacts resulting from the implementation of the new regulatory framework in the European battery market and derive related recommendations.

Negli ultimi anni, l'importanza strategica delle batterie è cresciuta esponenzialmente in risposta all'imperativo pressante di mitigare le emissioni di gas serra. L'aumento dei tassi di produzione e smaltimento delle batterie sottolinea la necessità di stabilire una catena del valore circolare e di rafforzare le strategie di fine vita. Riconoscendo la gravità e l'urgenza di questo problema, l'Unione Europea lo ha affrontato in modo proattivo attraverso misure normative. Il Parlamento europeo e il Consiglio hanno promulgato un regolamento relativo alle batterie e alle batterie di scarto, che comprende elementi fondamentali come l'introduzione del Passaporto Digitale delle Batterie e la definizione dei parametri per determinare lo Stato di Salute delle batterie. Il Passaporto Digitale delle Batterie è un'iniziativa cruciale che richiede la creazione di una struttura sistematica per la condivisione delle informazioni e la trasparenza lungo tutta la catena del valore delle batterie. Allo stesso tempo, lo stato di salute funge da indicatore chiave che riassume diversi fattori che influenzano le condizioni generali della batteria e che modella le decisioni relative alle strategie di fine vita. Questa tesi impiega Agent-Based Modeling per costruire diversi casi d'uso all'interno di un modello di simulazione, valutando gli impatti dell'introduzione del Passaporto Digitale della Batteria e della misurazione dello Stato di Salute. L'analisi si concentra sullo studio delle dinamiche di scambio di informazioni tra gli operatori economici all'interno dell'ecosistema delle batterie, illustrando come questo possa migliorare la circolarità e creare nuovi ruoli per gli operatori economici, favorendo così le opportunità di business in aree quali il riutilizzo, il repurposing e il ricondizionamento. I risultati raccolti vengono esaminati per valutare gli impatti derivanti dall'implementazione del nuovo quadro normativo nel mercato europeo delle batterie e per ricavarne le relative raccomandazioni.