El documento discute el futuro del almacenamiento de energía en relación con el desarrollo de redes eléctricas inteligentes y la integración de energías renovables. También se analiza el crecimiento del mercado de baterías de litio-ion y otras tecnologías electroquímicas, además de la importancia del reciclaje en este sector. Concluye que las baterías son la opción más técnica y económica para el almacenamiento de electricidad.

2. Retos futuros:
La acumulación de energía y
las nuevas baterías
Eco Encuentro 2013
RECYCLIA
26 de Noviembre de 2013
Joaquín Chacón
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PCM Campus de Cantoblanco, C/Faraday Nº7 , 28049, Madrid

3. >> ENTORNO
 El almacenamiento de la electricidad toma como punto de partida el futuro
desarrollo de las necesidades energéticas y de las redes inteligentes
de la energía (Smart Grids), según la estrategia fijada por la UE confirmada
para los próximos 40 años:




Integración de las energías renovables en la red eléctrica.
Múltiples fuentes de generación eléctrica distribuida.
Demanda inteligente del consumidor-prosumidor.
Vehículo eléctrico.
 Y también el incremento de la necesidad de portabilidad de la energía
eléctrica para múltiples aplicaciones.
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4. >> HABLANDO DE SMART GRIDS…
¿Baterías para?
• Lugares remotos
• Islas
• Suministro eléctrico temporal
• Redes privadas (autoconsumo, microrredes)
On grid versus Off grid
•
•
•
Cobertura de la intermitencia de las fuentes renovables.
Equilibrio entre oferta y demanda.
Energía de reserva ante falta/baja producción.
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5. >> UN PROYECTO DE SMART GRIDS
Cada caso o aplicación requiere un diseño a medida del sistema de
acumulación: autonomía, mantenimiento, potencia, energía, vida
operativa, dimensiones, peso, etc.
 Plomo-ácido.
 Níquel-Cadmio.
 Litio-ión.
 Pilas primarias.
 Supercondensadores.
 Sistemas híbridos.
 Etc.
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6. >> LA VISIÓN DEL INVERSOR
Los retos del mercado europeo de la electricidad tienen mucho que ver con
que el negocio tradicional está llegando a su fin:




Volatilidad de la generación para los operadores de redes.
Fuentes de energía renovables: medioambiente.
Liberalización de los mercados.
Precios de la electricidad.
Flexibilidad (capex y opex) para eliminar la incertidumbre
A través de:
»
»
»
»
Eficiencia energética.
Respuesta ágil a la demanda.
Generación distribuida y consumo.
Almacenamiento energético.
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7. >> MERCADO DE BATERÍAS LITIO-IÓN
 Se duplica de 2012 a 2016.
 22.500 millones de dólares en 2016.
En 2016:
 Electrónica profesional y de consumo 52%
 Automoción de grandes series 25%
 Sectores industriales 23%
Y Europa es el 29% del mercado mundial
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8. >> LITIO - IÓN
El término Litio-ión se refiere a un sistema electroquímico en el que
los iones de Litio se trasladan entre los electrodos negativo y positivo
Electrodo positivo
Materiales de
intercalación (inserción)
como los óxidos o fosfatos
de metales de transición:
Co, Ni, Mn, Mg, Fe, etc.
Los átomos se ordenan
en estructuras diversas o
disposiciones: en capas de
óxidos metálicos,
espinelas, olivinas – la
estructura tiene influencia
en las propiedades finales
de la celda de Li-ión
Electrodo negativo
Materiales de
intercalación como el
carbono y el Li4Ti5O12
También existen ánodos
basados en metales que
forman aleaciones con el
Litio: Si, Sn, Al, Sb, etc.
Desventaja:
>Gran capacidad -> Cambios de
volumen importantes -> Ciclaje
pobre
>La estructura puede
estabilizarse empleando
materiales inactivos
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9. >> ¿NUEVOS SISTEMAS ELECTROQUÍMICOS?
 La familia de las baterías de Litio
 Baterías de Litio con ánodos metálicos.
 Baterías de Litio Sulfuro.
 Baterías de polímero de Litio en estado sólido.
 Etc…
 Baterías de Beta Sodio de alta temperatura
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10. >> ¿NUEVOS SISTEMAS ELECTROQUÍMICOS?
Las baterías de Flujo Redox (RFB)
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11. >> ¿NUEVOS SISTEMAS ELECTROQUÍMICOS?
Dentro de la familia metal/aire, el par electroquímico que presenta unas
mayores posibilidades de éxito comercial en su aplicación a las diversas
necesidades en las Smart Grids es el basado en el Aluminio/aire.
La semi-reacción de oxidación en el ánodo es:
Al + 3OH- → Al (OH)3 + 3e- -1,66 V
La semi-reacción de reducción en el cátodo es:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 0,40 V
La reacción total es pues:
4Al + 3O2+ 6H2O → 4Al (OH)3
FUENTE www.motorpasionfuturo.com
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12. >> CONCLUSIONES
•
Mercado creciente para sistemas de almacenamiento energético:
– Smart Grids
– Portabilidad de la energía.
•
Múltiples tecnologías electroquímicas para almacenar energía eléctrica.
•
Las baterías constituyen la mejor opción para almacenar electricidad
desde el punto de vista técnico y económico.
•
Reciclaje eficiente y rentable:
–
–
–
–
Metales
Carbono
Sales
Plásticos
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13. > GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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