Las baterías de litio son la principal fuente de energía de muchos dispositivos como teléfonos y vehículos eléctricos, no obstante, el mercado ya se está moviendo para explorar alternativas, así como opciones más avanzadas dentro del segmento. La próxima generación de este tipo de baterías de próxima generación, ánodos de silicio y metal de litio, electrolitos de estado sólido, diseños avanzados de iones de litio, litio-azufre (Li-S), iones de sodio (iones Na), baterías de flujo redox (RFB), iones de Zn, Zn-Br y Zn-aire.
En todo caso, hay dinamismo en todo esto, Ya son habituales los anuncios de desarrollos de químicas alternativas de próxima generación no basadas en el litio, como las baterías de flujo redox, las de metal-aire o las de iones de sodio. A pesar del interés por estas alternativas, las baterías de iones de litio siguen siendo la opción dominante para los dispositivos de consumo, los vehículos eléctricos y el almacenamiento estacionario.
Sin embargo, se espera que la importancia de las químicas de las baterías que no son de litio crezca considerablemente en los próximos 10 años, especialmente en el sector del almacenamiento de energía estacionario. Para 2025, IDTechEx prevé que más del 10% del mercado de baterías estacionarias corresponda a productos químicos distintos del litio, frente al <5% de 2021.
¿Por qué se están buscando alternativas a las baterías de litio?
Pero, ¿por qué se están explorando alternativas al ión-litio, dado su alto rendimiento, disponibilidad y, hasta hace poco, costes decrecientes? En primer lugar, se espera que el almacenamiento de energía estacionario se convierta en una parte mayor del mercado de las baterías. Aunque los vehículos eléctricos son el mayor mercado para la tecnología de las baterías y lo seguirán siendo, la importancia del mercado estacionario crecerá y, una vez que la densidad de energía se pueda despriorizar como en el caso de los sistemas de almacenamiento estacionario, la elección de las químicas y los sistemas de las baterías será menos restrictiva. En particular, se espera que se necesite más almacenamiento de larga duración para permitir mayores niveles de penetración de fuentes de energía renovables variables. En este caso, se necesitan tecnologías de menor coste y mayor duración.
Las baterías de iones de litio probablemente tendrán dificultades para explotar de forma rentable las variaciones de los precios de la electricidad durante periodos de almacenamiento de 6 a 8 horas, por no hablar de los días o semanas de almacenamiento que pueden llegar a necesitarse.
En segundo lugar, las mejoras en las tecnologías de baterías alternativas contribuirán a hacerlas más atractivas. Varias empresas están trabajando en diversas químicas, demostrando prototipos y poniendo en marcha sistemas de baterías para los primeros clientes. En el sector estacionario, las baterías de flujo redox basadas en el vanadio se han comercializado relativamente bien, pero los nuevos planes de financiación que alquilan el electrolito, o las nuevas químicas de electrolitos en conjunto, pueden ayudar a aliviar la carga del coste de capital. En este sentido, también se están desarrollando y comercializando diversas químicas de baterías basadas en zinc, hierro y otros materiales de bajo coste.
El interés en estas alternativas puede destacarse por algunos de los fondos obtenidos en 2021 por empresas que desarrollan estas tecnologías de larga duración, como los 200 millones de dólares para la batería de hierro-aire de Form Energy, los 144 millones de dólares para la batería de alta temperatura de Ambri Inc y los 100 millones de dólares para la batería híbrida de níquel-hidrógeno de Enervenue. Las empresas que desarrollan tecnologías de almacenamiento no electroquímicas, como Highview Power y Energy Vault, también han obtenido una financiación considerable en 2021.
Problemas con las cadenas de suministro
Por último, la segunda mitad de la década de 2020 podría traer consigo una interrupción del suministro y cuellos de botella en la industria del Li-ion. El litio, el cobalto y el níquel podrían escasear y, aunque existen alternativas al níquel y al cobalto, el litio es, por supuesto, fundamental para las baterías de iones de litio, que seguirán siendo necesarias para la gran mayoría de los vehículos eléctricos. La seguridad de las baterías de iones de litio y las credenciales medioambientales de los materiales a lo largo de la cadena de suministro de iones de litio también están siendo cuestionadas. Esto abre una oportunidad para las químicas de las baterías, y las tecnologías de almacenamiento de energía, que utilizan materiales más baratos y más ampliamente disponibles y que también pueden ofrecer beneficios adicionales de seguridad y ambientales.
El ion-litio seguirá dominando el espacio de almacenamiento de energía a corto plazo. En el caso de los vehículos eléctricos con baterías, seguirá siendo así incluso a largo plazo, ya que hay pocas alternativas realistas más allá de las químicas relacionadas basadas en el silicio y los ánodos de metal de litio o los electrolitos sólidos. Pero para el almacenamiento estacionario, las alternativas al ión-litio van a desempeñar un papel cada vez más importante debido a su potencial para mejorar el coste y la seguridad, aliviar las cargas de suministro de materiales y los requisitos, a menudo menos exigentes, de densidad energética en el sector estacionario.
Para saber más, se puede consultar el informe de IDTechEx «Baterías de litio avanzadas de iones de litio y más allá 2022-2032: tecnologías, jugadores, tendencias, mercados«
