Los múltiples problemas de las baterías

Por  Iddo Wernick
10 de junio de 2024 8:38 PM Actualizado: 10 de junio de 2024 8:38 PM

Opinión

Como fuente de información energética para muchos responsables políticos mundiales y estadounidenses, los informes de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), hablan con gran autoridad. En su informe publicado en abril, «Baterías y transiciones energéticas seguras», la agencia traza un camino para el crecimiento masivo del almacenamiento de energía en baterías consistente con el objetivo de «Net Zero» para 2050.

Las baterías proporcionan un eje esencial en los planes para reducir las emisiones mundiales de dióxido de carbono en la visión Net Zero. La dramática expansión mundial del almacenamiento de energía en baterías en las próximas décadas se considera necesaria para facilitar el crecimiento de la energía eólica y solar y el transporte electrificado, todos ellos elementos esenciales de la «Transición Energética».

El hecho de que las baterías sean fundamentales para el sistema energético del futuro se da por sentado. Los datos de la última década, que muestran un aumento de las inversiones y una reducción de los costos de las baterías, se suelen ofrecer como prueba del éxito del mercado en el pasado y de su viabilidad en el futuro. Las previsiones anticipan un aumento drástico y sostenido de la capacidad mundial de almacenamiento de energía mediante baterías en las próximas décadas. Queda abierta la cuestión de si la transformación del mercado mundial de almacenamiento de energía en baterías para 2050 influirá en otras partes del sistema energético. Sin embargo, de acuerdo con el espíritu de la época, los autores responden a esta pregunta con confianza.

El punto de partida es 2050 y las políticas deben trabajar hacia atrás a partir de ahí. El argumento parte de la base de que la rápida eliminación del motor de combustión interna no dejará a la sociedad otra opción que utilizar vehículos impulsados por baterías. Del mismo modo, la imprevisibilidad del sol y el viento obligará a la humanidad a tener en cuenta la necesidad de baterías para compensar los recursos intermitentes de energía renovable del futuro.

Un poco de historia: A pesar de los avances en la tecnología de las baterías y la disminución de sus costos, algunas realidades científicas y de ingeniería distinguen a las baterías de otras formas de almacenamiento de energía. Al igual que los combustibles de hidrocarburos, las baterías almacenan su energía químicamente. En la práctica, sin embargo, almacenan la energía de forma menos eficiente que los combustibles de hidrocarburos y liberan esa energía mucho más lentamente que los combustibles durante la combustión. A falta de grandes avances, las tecnologías para almacenar energía y suministrarla mediante baterías electroquímicas requieren mucha más masa y volumen que las tecnologías que hacen lo mismo utilizando combustibles. La densidad de energía de una tecnología de almacenamiento se define por su capacidad de almacenar energía en un volumen o con una masa determinados. Resulta relevante y más que irónico que la densidad energética de los combustibles de biomasa, como la paja y el estiércol animal, sea veinte veces superior a la de las mejores baterías de iones de litio actuales, y que la gasolina tenga una densidad energética más de 50 veces mayor.

Además, la liberación más lenta de la energía de las baterías se hace evidente en los largos tiempos de carga de los vehículos eléctricos y en la necesidad de voltajes ultra altos para acelerar la carga. La masa y el volumen del almacenamiento de energía de las baterías no hacen sino aumentar cuando se incluyen los equipos de acondicionamiento de la energía, como inversores y transformadores, y las líneas de transmisión necesarias para integrar los recursos energéticos distribuidos con estas instalaciones y con la red. Estas características del sistema afectarán profundamente al rendimiento técnico, y a la economía, del almacenamiento de energía en baterías en el futuro.

El informe aborda el desafío de suministrar los muchos minerales críticos necesarios para los enormes aumentos en la fabricación de baterías, incluyendo un gráfico que muestra un aumento previsto de cinco a 30 veces en la demanda de los diferentes metales para baterías en 2050. Sin embargo, los autores se apresuran a calificar este y otros retos de enormes proporciones de «obstáculos» que deben que gestionarse. Al igual que en una publicación anterior de la AIE de 2021, «El papel de los minerales críticos en las transiciones hacia energías limpias», este informe considera ineludibles los fuertes aumentos de la demanda de metales críticos para baterías y manejables las dificultades derivadas de las presiones del mercado.

Con el tono complaciente de los burócratas que han llegado a un consenso, los autores dan por sentado que los mandatos políticos y los arreglos técnicos resolverán el complejo problema de asegurar los minerales de las baterías. Reclaman soluciones políticas para «crear cadenas de suministro seguras y sostenibles» que permitan satisfacer el crecimiento previsto de la demanda de minerales. La perspectiva de fuertes tensiones geopolíticas y la inmensa escala del desarrollo industrial necesario se abordan con adjetivos que aumentan la confianza.

Otros posibles inconvenientes de un mercado mundial de baterías en rápida expansión reciben poca atención. Se reconoce el dominio chino en la fabricación de baterías y en el procesamiento de los minerales utilizados para fabricarlas, pero no se exploran sus implicaciones. Cualquier mención a los residuos de las baterias se refiere a los residuos posteriores y a la necesidad de reciclado en el futuro, y se presta poca atención a los residuos anteriores a la fabricación de las baterias. La mención pasajera de la lixiviación ácida a alta presión evita mencionar la reciente implantación masiva de este proceso financiado por China, para fabricar níquel apto para baterías en Indonesia.

No hay alusiones a los otros flujos de residuos que acompañarían a los enormes aumentos en la fabricación de baterías. La inflamabilidad de las baterías de iones de litio, que ya es un factor de seguridad en la aviación y el comercio marítimo y en zonas urbanas muy pobladas, solo merece mención en el contexto de las nuevas químicas de las baterías el fosfato de hierro y litio (LFP) y el ión sodio—, que plantean menos riesgos de incendio y son también mucho menos densas energéticamente.

De hecho, el volumen es inherente al almacenamiento de energía en baterías se muestra rápidamente en aplicaciones del mundo real. Utilizando las tecnologías actuales, la mitad de la energía producida por el paquete de baterías de un vehículo eléctrico se destina a mover las propias baterías, un problema básico para una fuente de energía móvil. No obstante, debido que el costó de las baterías desempeña un papel tan preponderante en el precio de los vehículos eléctricos, los fabricantes están recurriendo a químicas de baterías menos costosas, como las LFP, que excluyen los metales raros pero tienen densidades energéticas inferiores a las actuales baterías de iones de litio. En el caso de las redes eléctricas residenciales, el volumen de baterías necesario para mantener una ciudad en funcionamiento durante un día entero es asombroso. Pensemos en el área metropolitana de Seattle. Para alimentar la red de Seattle durante 24 horas con baterías se necesitaría un cilindro de más de 60 metros de diámetro a la altura de la Aguja Espacial (605 pies), lleno de paquetes de baterías fabricadas.

Hoy, en el almacén de energía de Kapolei, a las afueras de Honolulú, más de 6000 toneladas de baterías LFP (suficientes para llenar un poste de un metro de diámetro y la altura del Mauna Loa, a 13,679 pies) pueden suministrar la electricidad que demanda una sexta parte del millón de habitantes de Oahu durante tres a seis horas.

El informe pasa por alto opciones de cambios graduales en el sistema energético que podrían reducir las emisiones de forma más eficaz y tienen mayores posibilidades de aplicación. Considérese el hecho de que aumentar la producción de energía a partir del gas natural y la energía nuclear podría reducir las emisiones de carbono de forma más eficaz que construir y mantener la elaborada infraestructura física necesaria para la energía solar y eólica y las baterías. O el hecho de que los vehículos eléctricos híbridos requieren paquetes de baterías mucho más pequeños, aprovechan la familiaridad del consumidor y pueden ser más prometedores para reducir las emisiones vehiculares agregadas que los vehículos totalmente eléctricos a largo plazo.

En cambio, los autores muestran preferencia por los algoritmos que gestionan a la perfección los sistemas energéticos residenciales e industriales del mundo real. Cunde el entusiasmo por la «carga inteligente» para mejorar la eficiencia de la carga masiva de vehículos, las «tarifas variables» para equilibrar la demanda diaria de electricidad y la «IA para la innovación y la sostenibilidad».

La ideología climática está ahora tan extendida que sus supuestos se asumen como imperativos de política global sin reservas. El informe ignora la enorme magnitud de la actividad industrial (y contaminante) necesaria para respaldar el crecimiento del mercado de tecnologías de baterías a la escala imaginada, así como las deseconomías de escala que se derivan de los límites inherentes de las baterías como tecnología de almacenamiento de energía. La falta de escrutinio crítico se manifiesta finalmente en la expectativa de que los consumidores y los contribuyentes absorberán indefinidamente los costos más elevados mediante subvenciones públicas.

En un mundo inundado de tensiones y guerras internacionales, modernizar el sistema energético mundial para que la población de todo el mundo tenga cada vez más acceso a una energía asequible es vital para garantizar la paz y la prosperidad en el futuro. Proporcionar esa abundancia de energía con el menor impacto posible en la naturaleza exige enfrentarse a las realidades de la física y la química. El aumento masivo del almacenamiento eléctrico en baterías puede ser esencial para un futuro energético imaginado por los decididos tecnócratas del Net Zero. Pero un examen más detallado revela graves defectos en la base técnica para implantar las baterías como solución integral. Hay formas más fáciles para la humanidad de evitar los problemas que las baterías pretenden resolver.

De RealClearWire


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Las opiniones expresadas en este artículo son propias del autor y no necesariamente reflejan las opiniones de The Epoch Times

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