KEVIN SHANG * Y JIAYUE ZHENG **

El rápido crecimiento de las implementaciones está convirtiendo al sector de sistemas de almacenamiento de energía (ESS) en el nuevo campo de batalla competitivo para los fabricantes de baterías. Ya sea diversificándose del mercado de vehículos eléctricos (EV) o centrándose específicamente en ESS, es una oportunidad atractiva para capitalizar una perspectiva sólida durante la próxima década.

Recientemente lanzamos una serie de informes de tecnología de almacenamiento de energía, aprovechando la información de nuestro Servicio de almacenamiento de energía. El primer informe se centra en cómo la dinámica del mercado de ESS está impulsando el desarrollo de componentes y diseños de celdas de iones de litio. Siga leyendo para obtener una descripción general de las tres tendencias clave a tener en cuenta.

1. LA DIVERGENCIA ENTRE LAS BATERÍAS PARA ESS Y EV SE ESTÁ ACELERANDO
Una combinación de factores de tecnología, mercado, fabricación y política está impulsando cambios rápidos en el panorama del mercado de baterías de iones de litio. Con la aceleración de la adopción de ESS, los requisitos de rendimiento específicos para las baterías ESS se abordan cada vez más por la divergencia del mercado de baterías utilizadas en vehículos eléctricos.

A diferencia de las baterías EV, donde el enfoque está en mejorar la densidad de energía para aumentar el rango y reducir el tiempo de carga, las prioridades para las baterías ESS son el costo, la durabilidad y la duración del almacenamiento.

 Las baterías estacionarias deben ser competitivas en precio con la tecnología de modulación de frecuencia y pico convencional. También necesitan una vida útil más larga de hasta 10.000 ciclos de carga, tres veces más que las baterías de vehículos eléctricos. Además, existe una creciente demanda de aplicaciones ESS de mayor duración.

La política también influirá en la divergencia del mercado de baterías. En los EE.UU., los términos de la Ley de Reducción de la Inflación dan derecho a los proyectos de ESS que comprenden al menos un 40 % de contenido nacional (aumentando al 55 % para 2029) a un crédito fiscal de inversión adicional del 10 %. En comparación, los requisitos para el abastecimiento de minerales críticos para las baterías de vehículos eléctricos serán mucho más estrictos y requerirán trazabilidad.

Esto aumentará los costos de producción e impulsará la separación del suministro de baterías para el mercado de ESS para evitar que el precio de las baterías de ESS aumente innecesariamente.

2. LA QUÍMICA DEL CÁTODO LFP ESTÁ COBRANDO IMPULSO EN LAS APLICACIONES DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
Las nuevas tecnologías, como las tecnologías avanzadas de ánodo de metal de litio y basadas en silicio y las baterías de estado sólido, tienen como objetivo aumentar la densidad de energía. Como tal, darán prioridad a los mercados de vehículos eléctricos y electrónica de consumo.

Por el contrario, los desarrollos en baterías para aplicaciones de almacenamiento de energía se centran en las necesidades particulares del sector. La tecnología de cátodos de fosfato de hierro y litio (LFP) se está volviendo rápidamente popular en el mercado de ESS, gracias a su rendimiento de seguridad, ciclo de vida prolongado y la abundancia (y, por lo tanto, menor costo) de materias primas de hierro y fosfato.

Otra tecnología que se está moviendo rápidamente en términos de comercialización y tiene perspectivas atractivas para aplicaciones de almacenamiento estacionario es la celda de iones de sodio (iones de Na). Las baterías de iones de Na funcionan con un principio similar al de las baterías de iones de litio (Li-ion), pero es probable que sean menos sensibles al aumento de los precios del litio, el cobalto y el níquel que las LFP.

3. LA REDUCCIÓN DE COSTOS ESTÁ IMPULSANDO LA INNOVACIÓN EN EL TAMAÑO Y FORMATO DE CELDA PARA ESS
En última instancia, los desarrollos en el tamaño y formato de la batería también se están moviendo rápidamente en el mercado de ESS. Una forma significativa de reducir costos es aumentando la capacidad y el tamaño de las celdas. Esto reduce la cantidad de componentes del sistema, lo que reduce los costos de la lista de materiales (BOM), simplifica el ensamblaje y la integración, y reduce la carga del sistema de administración de baterías (BMS).

Los 280 Ah (amperios hora) ya se están convirtiendo en el nuevo estándar para las baterías LFP en aplicaciones a escala de red, con mayores capacidades de hasta 560 Ah y un ciclo de vida superior de hasta 12 000 veces en la tubería. Sin embargo, las celdas más grandes necesitan mayores capacidades de fabricación y también tienen implicaciones para la gestión de la seguridad.

En términos de formato de batería, las celdas prismáticas dominan actualmente el ESS a escala de red, principalmente porque son las preferidas por los fabricantes de baterías chinos. Son eficientes en espacio pero costosos de fabricar y mueren relativamente rápido debido a una gestión térmica menos eficiente.

En comparación, las celdas cilíndricas son relativamente seguras, baratas y fáciles de fabricar, y económicas de operar debido a su larga vida útil. Su forma crea cavidades entre las celdas en un paquete, lo que reduce la densidad de energía volumétrica; sin embargo, esto es un problema menor para las aplicaciones ESS que para los vehículos eléctricos. Pronosticamos que la última generación de celdas LFP 46xx cilíndricas más grandes se utilizará en varios mercados de almacenamiento de energía durante la próxima década.

* Analista sénior de investigación, tecnología de almacenamiento de energía y cadena de suministro

** Consultor en almacenamiento de energía