Minería Sustentable
Son más baratas, más seguras, sostenibles y contienen materias primas más abundantes en el planeta. Razones de mucho peso para que las baterías de iones de sodio se postulen como firmes candidatas para complementar a las de litio, que dominan el mercado. A medida que avance la penetración de renovables, la necesidad de almacenamiento a gran escala será exponencial: hay que guardar energía cuando la eólica y la fotovoltaica están a pleno pulmón para inyectarla en los picos de demanda y estabilizar la red. Y el litio no dará abasto. Ahí es donde estos dispositivos de sodio tienen su oportunidad. Además, esta tecnología también se enfoca a la movilidad ligera en las ciudades: para pequeños coches eléctricos urbanos, patinetes, scooter, bicis… Incluso para equipamientos industriales. Aunque todavía tiene retos tecnológicos que salvar para alcanzar el nivel competitivo del litio y dar el salto a su escalada industrial.
Por ahora, un puñado de empresas están apostando por las pilas de iones de sodio y algunas tienen planes para su comercialización. China encabeza el desarrollo tecnológico. La empresa del país asiático Hina Battery ha conseguido instalar una planta de baterías de sodio de 10 MWh para almacenar la energía de una central eléctrica y está probando prototipos en coches, vehículos de dos ruedas, hasta en carretillas elevadoras. También el gigante chino Calt ha conseguido varias generaciones de estos dispositivos y quiere fabricar a gran escala este mismo año. Y BYD comenzó a construir una factoría en 2024 y cree que en 2027 arrancará la producción en pequeñas series. En EE..UU. compiten empresas como Natron Energy, Peak Energy y Syntropic Power.
Europa va por detrás. Hay compañías como la francesa Tiamat Energy con planes para construir una fábrica en el norte de Francia que contará con una capacidad de 5 GWh a finales de 2030. Detrás del proyecto está el grupo Stellantis. También la empresa sueca Altris está buscando alianzas para crear una cadena de valor en el continente y ha firmado un acuerdo con la checa Draslovka. Y la británica LINa Energy pretende dar un paso más con sus celdas de sodio sólido.
La UE quiere coger ritmo y está financiando proyectos para avanzar y mejorar estas soluciones. De hecho, un dictamen de febrero de este mismo año del Comité Económico y Social Europeo (CESE) considera las baterías de iones de sodio una solución estratégica que complementará a las de litio y hace un llamamiento a las instituciones europeas a favor de crear una industria «soberana y competitiva» en el continente. «En Europa no existe la comercialización de baterías de sodio. Necesitamos fábricas de celdas a nivel mucho más masivo y consolidar la cadena de suministros», afirma Raquel Ferret, vicepresidenta de BatteryPlat, una plataforma de empresas, universidades y centros tecnológicos que trabaja en almacenamiento energético.
En España, también contamos con centros tecnológicos y alguna empresa que se han lanzado a la carrera como el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE), CIC EnergiGUNE, Cidetec y la startup vasca Bihar Batteries. «Estamos en el mundo del sodio con proyectos de I+D, plantas piloto y centros de investigación con alta representación en Europa que están haciendo importantes avances tecnológicos. Tenemos un gran potencial en renovables y recursos para estos dispositivos, empresas que fabrican las 'battery plate', otras que pueden integrar todo con electrónica de potencia, grandes compañías que desarrollan software para gestionar las baterías… Pero hay un eslabón de la cadena con el que no contamos: la fabricación de celdas. Cualquier planta de baterías de litio puede fabricar en sodio con pequeñas adaptaciones. Pero la inversión en equipamiento para una fábrica de celdas es grande, y hace falta un apoyo económico de inversores», sostiene Ferret.
Las baterías de iones de litio son hoy indispensables: están en los teléfonos móviles y hasta en el almacenamiento a gran escala. Pero estos dispositivos se enfrentan cada vez a más problemas: el litio es difícil de extraer, de refinar y está concentrado en un número reducido de países. Por lo que muchas veces escasea y sus precios son volátiles. Por no hablar de las frecuentes interrupciones en las cadenas de suministros y que está sometido a tensiones geopolíticas. De ahí que se busquen alternativas como las pilas de sodio. Sobre todo teniendo en cuenta que cada vez necesitaremos más baterías. La Agencia Internacional de la Energía (IEA por su siglas en inglés) prevé que la demanda mundial se multiplicará por 4,5 para 2030. Solo para almacenamiento será por 14 hasta alcanzar los 1.200 GW.
La consultora Mckinsey también estima que la demanda mundial de estos dispositivos se disparará, pasando de unos 700 GWh en 2022 a unos 4,7 TWh en 2030. «Es impensable que el litio pueda cubrir la demanda de baterías que se necesitarán en los próximos años. El sodio es la alternativa para muchas aplicaciones. Si Europa es capaz de generar esta industria con recursos propios, puede proveer a nuestros sistema energético de una solución» dice Ferret.
La IEA estima que la demanda mundial de estos dispositivos se multiplicará por 4,5 en 2030
El sodio es un elemento más abundante que el litio: se encuentra unas mil veces más en la corteza terrestre y unas 60.000 en los océanos, según la IEA. También es más barato y su extracción no es compleja. Se puede obtener de yacimientos minerales (carbonato de sodio) e incluso hay proyectos que trabajan en conseguirlo de la sal del mar (cloruro de sodio). Y se encuentra disponible ampliamente en Europa. «Es una materia prima que tenemos aquí y no dependemos de terceros países», afirma Cristina Herrero, investigadora del Instituto Tecnológico de la Energía (ITE).
Además las baterías de sodio no requieren de otras materias primas críticas como el cobalto, manganeso y níquel como sí precisan las de litio. Así que estos dispositivos «no solo reducen costes sino que también satisfacen una demanda y aseguran la cadena de suministros», cree Iñigo Pereda, responsable de Estrategia y Comunicación de CIC EnergiGUNE. «Son más seguras. Al no tener litio, hay menos riesgo de que se produzcan eventos que lo desestabilicen y se origine un incendio. Además se pueden transportar totalmente descargadas», añade Ferret. Y funcionan en mayor rango de temperatura: entre -20º y 70ºC. Otra de sus ventajas es el precio. Según cita la IEA, los fabricantes esperan que las baterías de sodio bajen a 40 dólares el kWh una vez que se escale su producción. En comparación, en 2024, las de litio alcanzaron un mínimo histórico de 108 dólares por kWh.
Sin embargo, uno de sus grandes inconvenientes (además de algunos retos técnicos) es que tienen menor densidad energética que las tecnologías de litio. «Y pesa más», explica Pereda. «Por tanto, se necesitan más baterías de sodio para igualar a una de litio -prosigue-. En almacenamiento estacionario, donde el espacio y el peso no es tan importante, el sodio está penetrando, pero esto en movilidad es un problema. No es una alternativa para coches de largo recorrido porque habría que cargar más veces las baterías en el viaje. Por eso, se piensa que son dispositivos para el transporte ligero urbano, que puedes cargar el vehículo en casa o en el trabajo».
Ese es el reto del proyecto Sodigreen, que desarrolla el ITE. «El objetivo es la fabricación sostenible de celdas sodio-ión para movilidad ligera (bicicletas, patines, scooters..)», explica Cristina Herrera. Para ello se trabaja en electrodos libres de disolventes, lo que reduciría el impacto ambiental, el coste de producción y la eficiencia energética. Y en «materiales catódicos a partir de precursores reciclados», dice la investigadora. El proyecto también pretende diseñar paquetes de baterías más compactas y ligeras para reducir el peso y volumen en la movilidad. Se buscan carcasas basadas en composites sensorizados que monitorizan en tiempo real temperatura, voltaje, gases… Así se pueden detectar posibles fallos y aumentar la seguridad.
El centro de investigación CIC EnergiGUNE lleva a cabo varios proyectos para avanzar en el desarrollo tecnológico de las baterías de iones de sodio: «Generamos prototipos para responder a retos de la industria: buscamos materiales, mejores combinaciones, la mejor manera de ensamblar la celda, vemos cómo se deteriora, cómo mejorar su vida útil….», cuenta Iñigo Pereda.
A través de un acuerdo de colaboración, en los laboratorios de CIC EnergiGUNE también desarrolla sus prototipos la startup donostiarra Bihar Batteries: por un lado, la celda electroquímica y, por otro, la batería. «Una batería tiene muchas pilas y hay que desarrollar una electrónica que funcione con el sodio. Las pilas de sodio tienen voltajes y temperaturas diferentes a las de litio. Estamos descubriendo que no se trata de hacer una traslación directa de una a otra tecnología», cuenta Alberto Cendoya, CEO y cofundador de Bihar Batteries. Entre sus innovaciones esta startup también incorpora a su dispositivo lo que denomina «hard carbon». «Viene de la madera que es tratada a una presión y temperatura concreta. Recoge los iones de sodio para generar electricidad», añade Cendoya.
Tras el prototipado y después de testear su batería de sodio con clientes de su entorno industrial, Bihar Batteries prevé comenzar a comercializar su solución a finales de este año. «Nos enfocamos al almacenamiento estacionario y a sistemas de energía portable, por ejemplo pequeños sistemas de emergencia que actúan cuando hay cortes de electricidad. Nuestra intención es crear una cadena de suministros en nuestro entorno», dice. Esta startup ha conseguido financiación privada y ayudas públicas de la Diputación de Guipúzcoa, la Agencia de Desarrollo Empresarial e Industrial del País Vasco (SPRI) y del Perte Cadena de Valor Renovable. Así comienzan las alternativas baterías de sodio a tomar consistencia.
Fuente: ABC.es
