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¿Serán las baterías de flujo redox una tecnología de almacenamiento de energía popular?

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Durante la última década, el despliegue de las baterías de flujo redox (RFB) ha sido esporádico y escaso en comparación con el creciente despliegue de las baterías de iones de litio para aplicaciones estacionarias de almacenamiento de energía. Sin embargo, a medida que aumente la penetración de fuentes de energía renovable variable (ERV) en las redes eléctricas de todo el mundo, también lo hará la necesidad de gestionar un suministro eléctrico más incierto y variable.

El nuevo informe de IDTechEx, "Redox Flow Batteries Market 2024-2034", muestra que el mercado de las RFB estará valorado en 2.800 millones de dólares en 2034. Hay varios factores que determinarán cómo crecerá el mercado de las RFB durante la próxima década.

Mercado futuro y ventajas de las RFB

Las baterías de flujo redox son muy adecuadas para aplicaciones a gran escala para el almacenamiento de energía estacionaria. A medida que mayores volúmenes de fuentes de VRE penetren en las redes eléctricas, puede haber periodos de tiempo más largos en los que estas fuentes de energía no estén disponibles. Por lo tanto, se necesitarán tecnologías de almacenamiento de energía que puedan proporcionar almacenamientos de mayor duración, como los RFB, para despachar energía durante estos periodos de tiempo más largos.

Los fabricantes de RFB afirman que sus sistemas tienen un ciclo de vida elevado. En algunos casos, superan los 20.000 ciclos, una cifra muy superior a la de las baterías de iones de litio. Esto significa que las RFB pueden suministrar más energía durante su vida útil, lo que se traduce en un menor coste nivelado de almacenamiento (LCOS) en comparación con las baterías de iones de litio. Esto supone una ventaja para el uso de las RFB como tecnología de almacenamiento de energía frente al Li-ion.

Algunas tecnologías de RFB, como las RFB de vanadio (VRFB), pueden desacoplar la potencia de salida y la capacidad energética. Para aumentar la capacidad energética, es necesario aumentar el tamaño de los depósitos de almacenamiento de electrolito, así como el volumen de electrolito. Los cambios en el conjunto de celdas sólo son necesarios cuando se desea aumentar la potencia de salida de la RFB.

 

Escalado desacoplado de la potencia y la capacidad energética de la RFB. Fuente: IDTechEx.

Esto significa que, a medida que aumenta la duración del almacenamiento, el CAPEX de estos sistemas sólo aumenta en función del tamaño del depósito o del número de pilas. En el caso de las baterías de iones de litio, a medida que aumenta la duración, el aumento del coste unitario del sistema es proporcional, ya que todos los componentes deben escalarse respectivamente. Esto se traduce en mayores reducciones de LCOS con el aumento de la duración del almacenamiento para las RFB frente a las de Li-ion. Así pues, las RFB presentan argumentos sólidos para convertirse en una tecnología competidora de almacenamiento de energía de larga duración en el futuro. En el informe de IDTechEx se presentan, explican y analizan los cálculos de LCOS de las RFB de ión-litio frente a las de vanadio.

Mercado actual

A pesar de estas ventajas, el CAPEX por kWh de las VRFB es actualmente superior al de las baterías de Li-ion, y la reducción de costes está limitada por el coste del electrolito de vanadio. Además, como actualmente no hay una gran demanda de tecnologías LDES, las VRFB competirán con las de Li-ion por los servicios auxiliares de red y de utilidad pública en el mercado actual de almacenamiento estacionario de energía. Estas aplicaciones serán normalmente de 4 horas de duración o menos, para las que el Li-ion ya es una tecnología más ampliamente desplegada, bien entendida y comercialmente viable. Por tanto, se espera que el crecimiento de las RFB en los próximos años sea constante y se componga de proyectos piloto y de demostración.

Los fabricantes de RFB intentarán reducir el coste de sus sistemas mejorando los procesos de fabricación o desarrollando productos químicos alternativos más baratos. También intentarán aumentar el tamaño de sus sistemas para demostrar su capacidad de almacenar grandes cantidades de energía durante periodos más largos. Por ejemplo, ESS Inc. tiene previsto instalar una RFB de hierro de 500 MWh durante 10 horas en Alemania en 2027. El éxito de estos proyectos será importante para impulsar el crecimiento del mercado de las RFB.

Señales emergentes de LDES y perspectivas

Aunque el aumento de la penetración de la VRE impulsará la demanda de tecnologías LDES a largo plazo, se espera, por supuesto, que la demanda de estas tecnologías sea mayor en algunos países antes que en otros. Entre ellos podrían citarse Australia, Corea del Sur y Estados Unidos. En estas regiones son clave los factores relacionados con la seguridad energética histórica y los riesgos de apagones, las licitaciones ya anunciadas para proyectos de LDES, los gobiernos que anuncian objetivos de despliegue de LDES y la financiación de las tecnologías LDES.

En general, en otras regiones, la demanda de tecnologías LDES será mayor a principios de la década de 2030 y estará impulsada por una mayor penetración de la VRE y los problemas que esto conlleva en cuanto a incertidumbre y variabilidad del suministro eléctrico. Las RFB serán muy adecuadas para las aplicaciones LDES, dado su menor LCOS y un escalado de la duración del almacenamiento más sencillo y barato que el del Li-ion. Mientras tanto, se espera que el crecimiento de las RFB en los próximos años sea constante, con despliegues en su mayoría de proyectos de demostración y compitiendo con el Li-ion en otros servicios auxiliares y de suministro de la red. Las limitaciones en el suministro de materiales para baterías de iones de litio, como el litio y el cobalto, a finales de la década de 2020 también pueden ser un factor impulsor que aumente la demanda de otras tecnologías de almacenamiento de energía en general, incluidas las RFB.

Autor: Conrad Nichols, Technology Analyst at IDTechEx

 

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