Circular economy and business models in energy: a literature review

In this work, a literature review was performed at the intersection between the topics of Circular Economy (CE), Circular Business Models (CBM) and the Energy sector. The goal was to identify the sub-sectors within the wider energy sectors which have received attention from scholars in relation to CE, which are the observable trends in terms of CE strategies for those sectors, if CBM examples are present in the literature, and generally what are the implications of applying CE to energy, beyond considerations for the renewability and emissions aspects. The review of literature was done by searching the Scopus database through different CE, CBM and energy related strings. Four sub-sectors stood out as having received particular interest: the wind energy sector, the solar PV sector, the lithium-ion battery sector, and the waste-to-energy sector. In the wind sector, it was found that an important topic in literature is the management of end-of-life wind turbines and specifically their blades, which are made of composite materials and are hardly recyclable. CE frameworks introduced the repowering, lifetime extension, and decommissioning options for wind farms. Very few articles were found to discuss CBM topics. In the solar PV sector, it was found that the most recurrent CE strategy studied was recycling, with less attention given to the refurbishment, remanufacturing and repair strategies aiming at extending the lifetime. Few articles discussed CBMs, but PSS could help enable the adoption of more CE strategies. In the lithium battery sector, mostly focused on the EV battery, two main strategies have been extensively discussed in literature: recycling and repurposing. The few CBM-focused studies conceptualized the repurposing from the manufacturer’s point of view. Waste-to-energy was found to be the general topic with the most traction among the CE-Energy literature. A variety of processes and feedstocks for the transformation of waste into direct energy or energy carriers exist and are well documented in the literature. Most of the enterprises studied adopting waste-to-energy CBMs were agricultural small to medium enterprises. Multiple axes for further study are discussed in each section. It is recommended that additional case studies documenting the adoption of CBMs from a management perspective be performed.

In questo lavoro è stata condotta una revisione della letteratura all'intersezione tra i temi dell'Economia Circolare (CE), dei Modelli di Business Circolare (CBM) e del settore energetico. L'obiettivo è stato quello di identificare i sottosettori del settore energetico in senso lato che hanno ricevuto l'attenzione degli studiosi in relazione alla CE, quali sono le tendenze osservabili in termini di strategie di CE per tali settori, se sono presenti esempi di CBM nella letteratura e, in generale, quali sono le implicazioni dell'applicazione della CE all'energia, al di là delle considerazioni sugli aspetti della rinnovabilità e delle emissioni. L'analisi della letteratura è stata effettuata ricercando nel database Scopus diverse stringhe relative a CE, CBM ed energia. Quattro sottosettori si sono distinti per il loro particolare interesse: il settore dell'energia eolica, il settore del solare fotovoltaico, il settore delle batterie agli ioni di litio e il settore della termovalorizzazione. Nel settore eolico, è emerso che un argomento importante in letteratura è la gestione delle turbine eoliche a fine vita e in particolare delle loro pale, che sono realizzate in materiali compositi e difficilmente riciclabili. I quadri CE hanno introdotto le opzioni di repowering, estensione della vita utile e smantellamento dei parchi eolici. Sono stati trovati pochissimi articoli che trattano argomenti di CBM. Nel settore del solare fotovoltaico, è emerso che la strategia CE più ricorrente studiata è il riciclaggio, con minore attenzione alle strategie di ricondizionamento, rifabbricazione e riparazione volte a estendere la durata di vita. Pochi articoli hanno discusso i CBM, ma i PSS potrebbero contribuire all'adozione di un maggior numero di strategie CE. Nel settore delle batterie al litio, per lo più incentrato sulle batterie per veicoli elettrici, due strategie principali sono state ampiamente discusse in letteratura: il riciclaggio e la riconversione. I pochi studi incentrati sul CBM hanno concettualizzato il reimpiego dal punto di vista del produttore. La termovalorizzazione dei rifiuti è stato l'argomento generale più trattato nella letteratura sul CE-Energia. Esiste una varietà di processi e materie prime per la trasformazione dei rifiuti in energia diretta o in vettori energetici ed è ben documentata in letteratura. La maggior parte delle imprese studiate che adottano CBM per la termovalorizzazione dei rifiuti sono piccole e medie imprese agricole. In ogni sezione vengono discussi diversi assi di approfondimento. Si raccomanda di effettuare ulteriori studi di caso che documentino l'adozione dei CBM dal punto di vista della gestione.