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Estudio del MIT: Los sistemas de almacenamiento de baterías se desplazan hacia elementos más abundantes que el litio

Según un nuevo estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), el costo y los límites de disponibilidad de los principales materiales que se utilizan actualmente en la fabricación de baterías han establecido un límite mínimo en los costos de las baterías de iones de litio y pueden restringir su despliegue en el futuro, inspirando un cambio hacia químicos que utilicen elementos más abundantes en la tierra.

«Los operadores de centrales eléctricas de combustibles fósiles han respondido tradicionalmente a la demanda de electricidad, en un momento dado, ajustando el suministro de electricidad que llega a la red», dijo en un comunicado Robert Armstrong, director de la Iniciativa de Energía del MIT y presidente del estudio «El futuro del almacenamiento de energía«.

Armstrong añadió que el estudio ha descubierto que el almacenamiento de energía puede ayudar a los sistemas eléctricos dominados por las energías renovables a equilibrar la oferta y la demanda de electricidad manteniendo la fiabilidad de manera rentable, y que a su vez puede apoyar la electrificación de muchas actividades de uso final más allá del sector eléctrico.

Según el estudio, las baterías de iones de litio seguirán siendo una tecnología líder para los vehículos eléctricos y el almacenamiento de corta duración, pero es poco probable que los costos de su capacidad de almacenamiento se reduzcan lo suficiente como para permitir su adopción generalizada en aplicaciones de sistemas eléctricos de larga duración, o de más de 12 horas.

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Gráfico: S&P Global

Los requisitos de costo, vida útil y escala de fabricación para el almacenamiento de energía de larga duración favorecen la exploración de tecnologías electroquímicas novedosas, como las baterías de flujo redox y las de metal-aire, que utilizan materiales de almacenamiento de carga poco costosos y diseños de baterías más adecuados para las aplicaciones de larga duración.

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Nuevas vías

Según el estudio, un posible enfoque de almacenamiento de energía térmica a corto plazo se basa en la reducción del costo de la conversión del calor en energía eléctrica, que es el principal componente del coste global del sistema de energía térmica, mediante la reutilización de las turbinas de vapor de las centrales eléctricas existentes y la adición de almacenamiento térmico y nuevos generadores de vapor en lugar de las calderas de combustibles fósiles existentes.

Según los investigadores, la fijación de precios por tiempo de uso, en la que los precios de la electricidad aumentan con la escasez y disminuyen con la abundancia, será cada vez más importante a medida que se generalice la energía renovable de costo cero.

«La distribución de los precios mayoristas por hora o el valor marginal de la energía cambiará en los sistemas de energía a granel profundamente descarbonizados, con muchas más horas de precios cero o muy bajos y más horas de precios altos en comparación con los mercados mayoristas actuales«, señala el estudio.

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Almacenamientos de energía | Imagen: WDCD

La creciente dependencia de la generación de energía renovable variable, con un costo marginal cero, «aumenta en gran medida el porcentaje de horas en las que los precios, representados por los costos marginales del sistema en nuestro modelo, están por debajo de los 5 dólares/MWh», señalan los investigadores, que añaden que el efecto aumenta a medida que la restricción del carbono se hace más estricta, es decir, cuando se reducen las emisiones permitidas.

Según el estudio, los costos de capital relativamente elevados, junto con un mayor número de horas en las que los precios de la electricidad son muy bajos, crearán problemas de financiación tanto para la generación de energía renovable como para el almacenamiento, sobre todo porque los reguladores probablemente seguirán limitando los precios extremadamente altos que, de otro modo, podrían apoyar la recuperación de los costos.

Como resultado, los futuros patrones de precios al por mayor de la electricidad y el objetivo de descarbonizar otros sectores a través de la electrificación con electricidad descarbonizada también «refuerza el beneficio de adoptar opciones de precios al por menor y de gestión de la carga al por menor» que recompensan a los consumidores por cambiar el uso de la electricidad de los momentos en que los precios al por mayor altos indican escasez, a los momentos en que los precios al por mayor bajos señalan abundancia, según el estudio.

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Redacción | Antonio Vilela

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