X-Change: Batteries: The Battery Domino Effect

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La demanda de baterías crece exponencialmente. El aumento de la densidad energética sigue abriendo nuevos usos, mientras que el descenso de los costos mejora la asequibilidad y acelera la penetración en el mercado. Esta aceptación, a su vez, impulsa nuevas reducciones de costos y la innovación continua: un ciclo de progreso que se autoperpetúa. El resultado es un efecto dominó, por el que las baterías entran en nuevos mercados, de un país a otro y de un sector a otro. La tensión geopolítica ha atraído a nuevos actores a los mercados, acelerando la carrera hacia la cima. El ritmo del cambio sigue confundiendo a los expertos, que subestiman constantemente el potencial y el crecimiento exponencial de las baterías. Desafiando las predicciones del pasado, las baterías desempeñan ahora un papel clave en la transición energética y su rápido crecimiento continuo señala un cambio sísmico en el sistema energético que se avecina. Las pilas existen desde hace más de 200 años. Sin embargo, sólo recientemente se han convertido en una tecnología clave del sistema energético mundial. Durante la mayor parte de su historia, las baterías eran demasiado pesadas para ser prácticas en sectores que podrían haberlas utilizado fácilmente, como el transporte. En los primeros tiempos del automóvil, en 1900, más de un tercio de los coches de Estados Unidos funcionaban con baterías, pero su limitada autonomía debida al peso de las baterías no podía competir con los coches con motor de combustión interna (ICE), por lo que los coches de baterías desaparecieron rápidamente. El desarrollo de la densidad energética de las baterías -la cantidad de energía transportada por unidad de peso- se estancó durante más de medio siglo hasta las décadas de 1970 y 1980, cuando se aceleró la innovación en Estados Unidos y Japón. En los años 90, las baterías de iones de litio entraron en el mercado. En la década siguiente, la rápida innovación en densidad energética y reducción de costos permitió nuevas aplicaciones en electrónica, como el uso de baterías en teléfonos móviles y ordenadores portátiles. A medida que aumentaba la densidad energética, se hicieron útiles las aplicaciones de las baterías en el transporte, como motos eléctricas, coches y camiones ligeros. La densidad energética ha seguido aumentando, lo que hace prever nuevas aplicaciones en camiones pesados e incluso en la aviación. A continuación se ilustra el aumento de la densidad de las baterías de gama alta a lo largo del tiempo. Si se observa la evolución desde 1993, la densidad energética de gama alta ha aumentado un 7 % por cada duplicación del despliegue de baterías. Desde 2012, la densidad energética de primer nivel ha crecido aún más rápido, un 18% por cada duplicación del despliegue. El potencial de innovación de las baterías se debe en parte a la amplia gama de elementos que pueden componer una batería. Las baterías pueden fabricarse con muchas composiciones químicas diferentes, lo que significa que las propiedades químicas del litio, el sodio, el níquel, el cobalto, el manganeso y muchos otros minerales pueden utilizarse para mejorar la tecnología. Si se compara con un motor de combustión, por ejemplo, que sólo utiliza acero (para el motor) e hidrocarburos (como combustible), queda claro por qué la innovación en baterías tiene tanto potencial: el espacio de soluciones es enorme y apenas hemos empezado a explorarlo.

A medida que las baterías se hicieron más atractivas gracias a las mejoras en densidad energética y costo, despegó su aceptación en el mercado. La demanda de baterías ha crecido a un ritmo medio anual del 33% durante casi tres décadas. La electrónica impulsó la demanda al principio, con videocámaras, teléfonos móviles, ordenadores portátiles y otras aplicaciones especializadas (como el control de la frecuencia de la red eléctrica). Cuando se alcanzó la saturación en estos sectores y el crecimiento empezó a reducirse al 20% anual, las baterías se convirtieron en una tecnología viable en el mercado del transporte en la década de 2010. Esto condujo a un resurgimiento del crecimiento del mercado. Desde 2014, la demanda de baterías ha crecido a una media anual del 41%, duplicándose cada dos años. A medida que se ampliaba el mercado mundial de baterías, se reforzaba el aumento de la densidad energética y la caída del costo, lo que a su vez aceleraba la adopción. El resultado fue un aumento rápido y exponencial de la demanda de baterías. La demanda de baterías creció rápidamente en la última década, pero aun así, la oferta de fabricación ha sido capaz de superarla: la demanda creció 24 veces, pero la capacidad de fabricación de baterías se multiplicó por 42 veces. Como los fabricantes de baterías esperan un mayor crecimiento, la capacidad anual de fabricación sigue aumentando: los encargos anuales actuales de nuevas fábricas son más de 18 veces superiores a los de hace sólo cinco años. A medida que las perspectivas de aumento de la demanda se hicieron patentes, los mercados de inversión prestaron atención y pusieron abundante capital a disposición. Según Bloomberg New Energy Finance (BNEF), la inversión en fábricas de baterías al día (45.000 millones de dólares en 2022) es considerablemente mayor que la inversión en fábricas de energía solar y eólica juntas (33.000 millones de dólares). Dado que la disponibilidad de capital ha dejado de ser el principal factor limitante, el reto de satisfacer la demanda ha sido principalmente de ingeniería: las fábricas necesitan tiempo para construirse y empezar a funcionar. Las empresas son cada vez más expertas en la construcción de fábricas: la primera gigafábrica de baterías se inauguró en 2016 y ya hay docenas en construcción. Según Benchmark Minerals, en la actualidad hay 240 gigafábricas operativas en todo el mundo, y se prevé que esta cifra aumente a más de 400 en 2030. Estas fábricas pueden desplegarse rápidamente: en los países occidentales se suele tardar de uno a dos años en construir una gran fábrica de baterías, pero en China esto puede hacerse ahora en tan solo seis meses.ii Con una planificación previa suficiente y previsiones confiables sobre la demanda esperada, la fabricación de baterías ha sido capaz de escalar rápidamente para satisfacer la demanda.

El informe aborda de manera exhaustiva la interconexión y la interdependencia de las baterías en diversos aspectos de la vida moderna. El documento destaca la omnipresencia de las baterías en la sociedad actual, desde dispositivos electrónicos portátiles hasta vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía renovable. Se destaca cómo las baterías han evolucionado para convertirse en componentes esenciales para el funcionamiento eficiente de numerosos dispositivos y sistemas. El informe explora detalladamente el concepto del «efecto dominó de las baterías», haciendo hincapié en cómo el rendimiento y la innovación en una categoría de baterías pueden tener impactos significativos en otras áreas. Se analizan casos de estudio específicos para ilustrar cómo los avances tecnológicos en baterías para vehículos eléctricos, por ejemplo, pueden influir en la adopción de energías renovables y en la eficiencia de la red eléctrica en su conjunto. Además, el informe examina los desafíos y las oportunidades asociados con la gestión sostenible de las baterías, incluyendo la preocupación por la seguridad, la durabilidad y la disposición adecuada de los componentes. Se subraya la importancia de estrategias de reciclaje efectivas para mitigar los impactos ambientales negativos de las baterías agotadas. El documento concluye resaltando la necesidad de una colaboración interdisciplinaria y global para abordar los desafíos emergentes relacionados con las baterías. Se hace un llamado a la acción para impulsar la investigación y la inversión en tecnologías de baterías más avanzadas y sostenibles que puedan contribuir de manera positiva a la transición hacia un futuro más limpio y eficiente desde el punto de vista energético. En resumen, el informe proporciona una visión integral de la importancia de las baterías en la sociedad actual y destaca la necesidad de abordar sus implicaciones de manera integral y sostenible.

Para leer más ingrese a:

 

https://rmi.org/insight/x-change-batteries?submitted=1


https://rmi.org/wp-content/uploads/dlm_uploads/2023/12/xchange_batteries_the_battery_domino_effect.pdf

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