¿Cuánto más pueden bajar los precios de las baterías?
(aukehoekstra.substack.com)- Si las baterías de sodio se vuelven muy baratas, las baterías estacionarias podrían desplegarse en viviendas, empresas y toda la red eléctrica, y la respuesta de la demanda local junto con el almacenamiento podrían asumir un papel mayor que la ampliación de la red
- Si se observan los precios de las baterías con una curva de aprendizaje basada en la Ley de Wright, han venido cayendo alrededor de 25% cada vez que la producción se duplica, y si esta tendencia se extrapola hasta 2030, el precio de las celdas podría bajar hasta 8 dólares por kWh
- También en costos de materiales, LFP ya está en 2024 cerca de 50 dólares por kWh, y el sodio, unas 30 veces más barato que el litio, podría reducir el costo de las materias primas del cátodo y ánodo hasta alrededor de 1 dólar por kWh
- En los Países Bajos, por la congestión de la red, más de 10 mil empresas no pueden recibir la electricidad que necesitan, y aunque se busca gastar 236 mil millones de euros en la red durante la próxima década, se calcula que baterías de 5 horas para almacenamiento por un total de 7TWh podrían costar solo unos 5 mil millones de euros
- Para que las baterías baratas transformen de verdad la red eléctrica, también se necesita una estructura interoperable como la de internet, estándares de comunicación automática, criptografía de clave pública y un sistema de confianza basado en libros mayores distribuidos de bajo consumo energético
Por qué las baterías baratas cambian la red eléctrica
- Si las baterías de sodio llegan a ser lo bastante baratas, el papel de las baterías en el sistema eléctrico se ampliará mucho
- La respuesta de la demanda local se vuelve importante
- Mejoran la resiliencia y la estabilidad de la red
- Se reduce la carga de reforzar la red
- La energía solar y eólica pueden crecer con más facilidad
- Las baterías podrían convertirse, más allá de los vehículos eléctricos, en un medio clave para reducir los cuellos de botella de todo el nuevo sistema energético
- A medida que siguieron mejorando los métodos de producción, la composición de materiales y el empaquetado, las baterías se volvieron más ligeras, más duraderas y más baratas, y cada vez se abrieron nuevos casos de negocio y aplicaciones
Cambios históricos en el precio de las baterías de litio
- Las baterías de plomo-ácido se usaron ampliamente durante casi un siglo, pero la demanda de laptops y PCs impulsó el desarrollo de mejores baterías
- En 2008, el precio de las baterías era de más de 1,500 dólares por kWh
- Actualmente, las celdas de baterías NMC pueden comprarse por menos de 100 dólares por kWh
- NMC es una batería de litio que usa materiales catódicos de níquel, manganeso y cobalto
- Las celdas LFP son algo más pesadas que las primeras baterías de litio, pero son mejores en varios aspectos y ya bajaron hasta alrededor de 47 dólares por kWh
- Las baterías de sodio podrían llegar a ser incluso más baratas que las actuales y acelerar la expansión de las baterías estacionarias
Precio calculado para 2030 con curva de aprendizaje
- Para predecir el precio de las baterías se usan dos criterios
- La curva de aprendizaje de la tecnología
- El costo de materiales requerido
- Según la Ley de Wright, cada vez que la producción se duplica, el precio baja en una proporción constante
- Si se toma como referencia el gráfico de precios de baterías del artículo de acceso abierto de Way et al., los precios observados bajan casi en línea recta a medida que aumenta la experiencia de producción
- En un cálculo de ejemplo, mientras la producción de baterías aumenta de 10GWh a 1200GWh, el precio baja de 1,200 dólares por kWh a unos 150 dólares por kWh
- 10→20→40→80→160→320→640→1280 equivale a unas 7 duplicaciones
- La tasa de aprendizaje en ese tramo es de una caída de precio de alrededor de 25% por cada duplicación de la producción
- Usando los datos de producción de baterías de 2015 a 2023 del reporte reciente de baterías de la IEA, una línea de tendencia de crecimiento anual de 59% encaja bien con los datos
- Se presenta una correlación de 99.9% para esa línea de tendencia
- Si se asume un crecimiento anual de 59% desde 2410GWh en 2023, en 2030 se llegaría a 61,917GWh
- Eso corresponde casi exactamente a 8 duplicaciones
- Si se parte de 80 dólares por kWh en 2023 y se aplica una caída de 25% ocho veces, en 2030 el precio de las celdas sería de 8 dólares por kWh
El piso de precio que marcan los costos de materiales
- En el pasado, un precio de baterías por debajo de 50 dólares por kWh a nivel de celda parecía poco realista
- En las baterías NMC, tanto NMC111 como NMC811 no mostraban una gran diferencia en el costo de materias primas del cátodo
- Cuando la densidad energética llegaba a su punto máximo de alrededor de 300Wh/kg, el costo de materias primas del cátodo era de unos 50 dólares por kWh
- Si se suman unos 10 dólares por kWh del costo del litio, era difícil bajar de 60 dólares por kWh
- Las baterías LFP volvieron a ganar impulso y CATL elevó la densidad energética a más de 200Wh/kg
- Una batería LFP de 60kWh puede ofrecer unos 350km de autonomía en un EV económico
- El peso de las celdas podría ser de alrededor de 300kg
- El costo de materias primas de hierro y fosfato en LFP es de menos de 20 centavos por kWh, y el carbono para el ánodo está en un nivel similar
- En teoría, el costo de materiales del cátodo y el ánodo podría ser de menos de 1 dólar por kWh
- En ese caso, el litio representaría alrededor de 90% del costo de materias primas, pero el costo total de materias primas sería de unos 11 dólares por kWh
- En los datos de precios de 2024, LFP ya está en alrededor de 50 dólares por kWh
- Incluso hay rumores de que se están ofreciendo baterías totalmente instaladas para red eléctrica por menos de 100 dólares por kWh
- La IEA estima que las baterías estacionarias para red bajarán de 100 dólares por kWh después de 2050
El menor costo de materias primas en las baterías de sodio
- En las baterías LFP, el litio domina el costo de materias primas, pero el sodio es alrededor de 30 veces más barato que el litio
- Las baterías de sodio podrían volver a reducir el costo de materias primas del cátodo y ánodo hasta alrededor de 1 dólar por kWh
- La densidad energética ya está en alrededor de 160Wh/kg
- Una batería de 60kWh podría quedar por debajo de 400kg a nivel de celda
- La extrapolación de la curva de aprendizaje apunta a 8 dólares por kWh en 2030, y el cálculo de costos de materiales también muestra la posibilidad de varios dólares por kWh
- Las baterías de litio-azufre siguen siendo otra posibilidad, con costos igual de bajos y la ventaja potencial de ser muy ligeras
Congestión de red y baterías estacionarias
- Se plantea que es posible un sistema energético barato centrado en solar y eólica
- En los Países Bajos, la congestión de red es un gran problema
- Más de 10 mil empresas no pueden recibir la electricidad que necesitan
- Esa cifra está aumentando rápidamente
- Hay planes de gastar 236 mil millones de euros en la red durante los próximos 10 años
- Las baterías baratas podrían sustituir una parte considerable de esa inversión en red
- Se calcula que el costo de baterías equivalentes a 7TWh de almacenamiento para 5 horas de la electricidad nacional podría rondar los 5 mil millones de euros
- Se prevé que antes de 2030 se puedan desplegar por todos lados baterías duraderas por menos de 50 dólares por kWh
- En viviendas, una batería de 20kWh podría instalarse por alrededor de 1,000 dólares
- El periodo de recuperación de la inversión se plantea en menos de 3 años
- Podría evitar picos de consumo durante el día, reducir variaciones de voltaje y prevenir apagones
- Las empresas y parques industriales podrían comprar baterías más grandes para aliviar rápidamente la congestión de la red
Precio de la solar y la eólica, y estabilidad de la red
- Las baterías absorben el exceso de electricidad producido por la energía solar y eólica cuando el precio está algo bajo, y la vuelven a suministrar cuando el precio está algo más alto
- Gracias a esta forma de operación, la energía eólica y solar pueden recibir un precio casi constante a lo largo del día
- La adopción de baterías permite que el rápido crecimiento de la energía solar y eólica continúe
- Incluso en redes más amplias, las baterías suavizan los picos y los valles
- Apagones
- Variaciones de voltaje
- Congestión de red causada por picos
- Se usa la metáfora de que las baterías baratas pueden convertir una red eléctrica tormentosa en una piscina tranquila
Una red eléctrica abierta y segura, como internet
- Para que las baterías baratas resuelvan la congestión de la red y ayuden a expandir la solar y la eólica, la estructura de la red también debe prepararse al mismo tiempo
- La red eléctrica global necesita una estructura parecida al modelo OSI de internet
- Cualquier persona en el mundo debería poder desarrollar soluciones de hardware interoperables entre sí
- Esto debe incluir no solo el nivel de hardware, sino también protocolos y métodos de comunicación automática entre equipos que regulan el flujo de energía
- En términos de protocolos, se menciona TCP/IP como candidato
- El sector energético también necesita un sistema similar a los W3C standards que garantizan la interoperabilidad entre navegadores
- Todos los dispositivos deberían usar criptografía de clave pública
- Debe ser posible verificar que la información vino de un dispositivo confiable
- Debe poder verificarse que ese dispositivo realmente existe y que tiene las funciones conocidas que afirma tener
- Un libro mayor distribuido de bajo consumo también podría jugar un papel
- Se menciona Proof of Stake, no Proof of Work
- Se podría crear un sistema trustless que funcione sin una autoridad central de confianza
Cambios en la forma de operar la red eléctrica
- Con la aparición de las baterías de sodio modernas, las baterías estacionarias podrían volverse mucho más baratas y comunes de lo esperado
- La red eléctrica podría pasar de una estructura de gestión vertical a una más distribuida y de abajo hacia arriba
- Las viviendas podrían usar baterías para consumir electricidad de forma más estable y más barata
- A nivel vecinal, podría compartirse electricidad local usando baterías
- Podrían reducirse los costos de red
- Podrían reducirse los retrasos en la construcción de red
- La red eléctrica en su conjunto podría operar de forma más barata y resiliente, y manejar energía solar y eólica a gran escala
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
Las baterías LiFePO4 (fosfato de hierro y litio) para uso residencial ya son bastante baratas
Para sistemas residenciales de almacenamiento eléctrico de 48 V montados en rack metálico y conectables, incluyendo sistema de gestión de baterías (BMS), están en alrededor de $89/kWh con envío y aranceles incluidos desde proveedores chinos de buena reputación como CATL/Seplos
Hay que esperar el transporte marítimo, y si quieres comprarlas de inmediato en EE. UU., cuesta unos $30/kWh más
Las baterías de sodio del mismo proveedor están actualmente en $130/kWh y tienen una eficiencia aproximadamente 26% menor en el mismo factor de forma, aunque espero que eso cambie
Por el aumento de la tarifa eléctrica, pasé una casa completamente a solar + baterías LiFePO4 y la uso sin problemas, así que me cuesta imaginar volver a la compañía eléctrica. Los paneles se han vuelto absurdamente baratos y, como tengo mucho espacio, compré un pallet de paneles usados prácticamente al costo del transporte: $34 por panel de 270 W, y entregan cerca del 85% de su capacidad nominal
Menciono esto porque otros comentarios hablaban de costos mucho más altos
Hace unos años pedí una cotización de un sistema de LG y costaba 4 veces más que esto, y además tenía el problema de que mis paneles viejos de 2013 usan un inversor único en vez de microinversores, así que si los tocaba había que reemplazar todo
Sigo esperando que aparezcan muchas pequeñas empresas que electrifiquen todo, y también estaría bueno ver conversiones a vehículos eléctricos que sean buenas, prácticas y seguras, pero no parece que eso se esté haciendo realidad
El reemplazo por garantía puede ocurrir o no
Te puede tocar un producto que aguante mil ciclos sin problemas, o uno que falle en una semana; y puede que consigas un reemplazo por garantía, pero también puede que pases varias horas cada semana insistiendo con el reclamo sin lograr nada
Si estás dispuesto a comprar paneles usados, baterías chinas y hacer todo por tu cuenta, sin duda hay mucha oportunidad, pero mientras el precio del equipo baja, la mano de obra sube, así que los sistemas instalados por profesionales siguen siendo caros
En la mayoría de las zonas tienes que mantener la conexión a la red, salvo que la casa esté en un lugar muy aislado
Las tarifas parecen basadas en el consumo, pero el costo real está dominado por la inversión en capacidad base para cubrir esos pocos días al año en que esa casa tendría que volver a depender completamente de la electricidad de la red
Por eso, mientras siga conectada a la red, aunque use electricidad de la red solo unos pocos días al año, la empresa eléctrica tiene que asumir casi el mismo costo
Estoy pensando en comprar para un proyecto DIY la batería de rack tipo servidor LiFePO4 de 5 kW de EG4, y eso se acerca más a $220/kWh
Lo que estoy pensando comprar ahora es esto, y si conoces algo mejor me gustaría verlo: https://signaturesolar.com/eg4-lifepower4-lithium-battery-48...
https://geizhals.de/?cat=bmseswresp&sort=t&hloc=at&hloc=de&v...
Este artículo es demasiado disperso en su argumento
Toma la proyección de precios para 2030 de una extrapolación de costos de baterías de litio, pero en la práctica asume que las baterías de química de sodio pasarán a dominar y se masificarán a precios de piso
Y eso aunque las primeras baterías de sodio apenas aparecieron en el último año
También es un problema tratar la batería como si fuera el único componente del sistema. Los cargadores, inversores y estructuras físicas no siguen la misma curva de caída, y son costos fijos que van encima de la batería
Por último, desde la parte donde se felicita a sí mismo por haber predicho los camiones eléctricos en 2017 hasta lo de que blockchain podría servir para coordinar la red eléctrica, hay muchas frases de futurismo difuso mezcladas
La frase que define un “sistema sin confianza” como “un sistema que simplemente funciona” no tiene sentido aunque la leas varias veces, y da la impresión de que cree que blockchain es el futuro de todo
Se puede leer con gusto, pero aparte de “los precios bajan” no me dejó mucho
La “pared de pósters” de la organización que dice dirigir está aquí: https://neonresearch.nl/poster-wall/
Dice “fusión interdisciplinaria mediante narrativa creativa”
Un resumen mucho mejor de este tema es el artículo de portada de Economist de esta semana
Si vemos qué tanto pueden abaratarse realmente las baterías, el precio del litio cayó 80% en el último año y actualmente hay sobreproducción: https://www.reuters.com/markets/commodities/lithium-producer...
Exxon también tiene una división de producción de litio y la está expandiendo, y se están construyendo cinco nuevas minas de litio en Nevada, Sonora (México), Western Australia, Quebec, Zimbabwe y otros lugares
El reciclaje de baterías usadas es una fuente mucho más concentrada que los recursos subterráneos, así que el suministro de litio no parece ser un gran problema
El precio del litio en bruto sube y baja mucho porque afecta poco las ventas de autos a corto plazo, algo normal en materias primas pequeñas
Eso significa que las baterías de sodio probablemente podrían ser innecesarias, lo cual sería bueno si se considera el riesgo de incendio
Para instalaciones fijas y autos económicos, el litio-ferrofosfato es barato y no tiene fuga térmica, y hoy va en la mayoría de los productos de BYD y CATL. Ojalá APS por fin se alinee y saque un UPS pequeño LiFePO4 que dure 10 años
Lo siguiente son las baterías de estado sólido, que tienen mucho hype, algunas pocas muestras y problemas de costo de producción: https://spectrum.ieee.org/solid-state-battery-production-cha...
Aquí está el proceso de fabricación a escala de laboratorio del Fraunhofer Institute, y en el laboratorio funciona: https://www.youtube.com/watch?v=j5SVrp8N-1M&
La escala de pruebas de producción está aquí: https://www.youtube.com/watch?v=_eZGuDaqZAE
El consenso en IEEE es que la tecnología de producción de baterías de estado sólido está unos 10 años detrás de la producción actual de ion-litio, pero las pruebas de producción avanzan rápido, desde Shenzhen hasta Belgium y Maryland
Este tipo de procesos se abarata a medida que aumenta la escala. Para elevar la aceptación del consumidor, hace falta carga en 10 minutos, así que las baterías de estado sólido son importantes
Entre la energía solar y la tecnología de baterías, los combustibles fósiles pronto perderán mucho terreno
Ya existe un mercado general, así que los inversores/cargadores pueden tomar señales de precio del mercado existente y operar como quiera el propietario, sin necesidad alguna de blockchain ni de control centralizado
Como los medidores inteligentes ya se están volviendo más comunes, también es fácil incentivar el uso de energía de batería cuando el precio en horas pico es alto
Dicho eso, los inversores/cargadores también seguirán bajando de precio. No tan rápido como las baterías, pero bajarán
Los FET de semiconductores de banda prohibida ancha siguen volviéndose más baratos y mejores, manejando más corriente y voltaje por dispositivo, y permitiendo topologías de potencia más eficientes, lo que facilita la refrigeración, reduce el peso y la cantidad de material de los disipadores, aumenta la potencia por unidad de volumen y reduce la masa
El aumento de producción también traerá economías de escala
Ahora mismo puedes comprar un inversor/cargador Victron Multiplus 2 de 48V DC/230V AC y 8000VA por 1,800 dólares, y pronto pienso comprar uno para armar un sistema DIY con una batería AGM de 31kWh que obtuve casi gratis de un sitio de pruebas de una empresa quebrada
No me sorprendería que para 2030 se pueda comprar un inversor/cargador de la misma capacidad a casi la mitad de precio y con unos puntos porcentuales más de eficiencia. Ahora el máximo es 95%, pero espero que para entonces 97~98% sea más común
Seguramente ya habrá muchos productos baratos chinos, pero esto es para respaldo conectado a la red y también debe operar en modo aislado durante apagones, así que tiene que cumplir bien con Australian Standards
Va a quedar debajo de la casa, así que debe ser seguro, y Victron me da confianza por su buen historial de uso en el sector marino y de caravanas
Las dos cifras más importantes que hay que mirar en este artículo son 200Wh/kg para LFP y 160Wh/kg para ion-sodio
Tanto LFP como ion-sodio parecen no requerir refrigeración masiva por problemas de incendio por fuga térmica como las baterías de cobalto y níquel, así que la densidad real del paquete es mejor y la estructura también es más simple
200Wh/kg corresponde, según la eficiencia, a autos con autonomía de 300~400 millas, tal vez 500 millas
160Wh/kg de ion-sodio corresponde a autos de 200~300 millas, tal vez 400 millas
Viéndolo así, el significado para la electrificación del transporte de consumo es grande. La densidad del ion-sodio, si logra una escala adecuada, es una tecnología que podría resolver el auto urbano para 4 mil a 5 mil millones de personas en todo el mundo
La densidad del LFP sugiere que, asumiendo una buena infraestructura de carga, también podría abarcar a otros 1.000 a 2.000 millones de personas que necesitan un poco más de autonomía
Tanto el LFP como el ion sodio en la hoja de ruta probablemente mejoren al menos un 20% en los próximos 2 a 3 años, o como máximo en 5 años
Si se logra resolver la familia de químicas basadas en azufre, como litio-azufre y sodio-azufre, la densidad podría aumentar de 2 a 3 veces en 10 a 15 años
En general, es un cambio muy revolucionario
Los cargadores, inversores y estructuras físicas no seguirán la misma curva de descenso que las baterías, pero la tasa de aprendizaje es un fenómeno común, así que esos costos también están bajando
El artículo de 2018 “Estimating the learning curve of solar PV balance–of–system” estimó una tasa de aprendizaje del BOS de 11%, frente al 20% de los módulos
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.016
Quiero tener en casa un respaldo de batería de 5~20 kWh y tengo dónde ponerlo, pero llamé a una empresa local de instalación de solar/baterías y me dijeron que es ilegal instalar en una casa un respaldo de batería recargable desde la red
Vivo en Minnesota
Incluso dijeron que ni siquiera se trata de almacenar energía de una instalación solar virtual, sino de venderla a la red y, a cambio, obtener un descuento en futuras tarifas de invierno; la verdad, suena como un trato bastante malo
Vivo en Kyiv, Ucrania, y Rusia destruyó muchas plantas eléctricas; además, las nucleares están en reparación y recargando combustible, así que estos días tenemos menos de 10 horas de electricidad al día
En South Africa ha habido cortes rotativos intermitentes desde 2008, y en hogares de clase media se está volviendo bastante estándar tener inversores con batería y, opcionalmente, solar
Pero hay un problema: cuando termina el corte rotativo, muchas baterías empiezan a cargarse al mismo tiempo. Sobre todo de noche
También está el problema de no poder aprovechar completamente la batería por culpa de los cortes rotativos. Idealmente, querrías usar casi toda la batería durante la noche después de cargarla con solar durante el día, pero como los cortes son irregulares, tienes que configurarla para que no se descargue demasiado
Puede alimentar la casa durante un apagón y, por supuesto, se puede cargar con solar o desde la red
Un proveedor es este: https://www.sunrun.com/ev-charging/ford-f150-lightning
Es seguro que en Minnesota sí se usan UPS
Viendo el título como no experto, lo primero que pensé fue: “¿qué tan seguras pueden llegar a ser?”
Si RESCI significa riesgo de explosión, sobretensión, combustión e inhalación, hay métricas difíciles de estimar a grandes rasgos al evaluar un producto
Cosas como el aumento en RESCI al comprar a los vendedores del 25% más barato; el aumento al elegir productos de líneas que no debieron haber pasado garantía de calidad; el aumento al comprar en AliExpress o en cualquier sitio al azar; el aumento si se te cae, si le pegas con un martillo, si lo dejas al sol o si recibe una sobretensión; y el aumento por vivir en un vecindario densamente poblado donde la gente compra el 25% más barato de AliExpress y a veces se les cae o los golpea
En Occidente ya hay bastante experiencia con el servicio eléctrico residencial, pero según varios criterios sigue siendo mucho más riesgoso de lo que uno esperaría
Parece ser un problema sobre todo de los sistemas basados en litio; los basados en hierro o sodio son mucho más seguros
A cambio tienen menor densidad energética, pero es una compensación razonable, y la vida útil de carga/descarga también tiende a ser mucho mayor: podría llegar a decenas de miles de ciclos en vez de apenas unos miles
La parte que dice: “si empieza en 2410 GWh en 2023 y crece 59% al año, en 2030 llega a 61.917 GWh. Eso significa casi exactamente 8 duplicaciones para 2030” tiene un error de orden de magnitud
Eso es un aumento de unas 26 veces. Para que fueran 8 duplicaciones tendría que ser un aumento de 256 veces
Cualquiera puede cometer un error simple de cálculo, pero debería ser bastante evidente que crecer 60% anual durante 7 años no puede acercarse a crecer 100% anual durante 8 años
Más aún si el autor, en la primera página del texto, presume su trayectoria infiriendo crecimiento exponencial
No es solo quisquillosidad, porque ese resultado incorrecto luego se usa como base para estimaciones posteriores de reducción de costos
Si empieza en 2410 GWh y crece 59% compuesto cada año, llega a 61,915 GWh, o sea unos 61.915 TWh
Así que quizá el autor quiso escribir TWh en vez de GWh
Aun así, sigue sin estar ni remotamente cerca de 8 duplicaciones. Eso tomaría 12 años, o sea alrededor de 2035. 1.59^12 = 261 veces
De verdad se agradecen los textos que muestran también su proceso de razonamiento, porque así se pueden contrastar sus conclusiones con fuentes externas, y eso me gustó
En California, además de los subsidios, algo que ayudó al crecimiento de la energía solar fue que, gracias a la interconexión con la red, no hacía falta gestionar directamente la tecnología de baterías
Al principio había tarifas efectivas tipo intercambio de watt por watt, pero cuando las eléctricas se dieron cuenta de que la caída en las ganancias por venta de electricidad afectaba su capacidad para mantener la infraestructura y pagar indemnizaciones judiciales por hacer explotar pueblos y quemar bosques, hicieron que la CPUC cambiara a un modelo que convierte a los dueños de casas con solar en algo así como aparceros de la eléctrica
La ventaja es que eso está reavivando el interés por el 100% off-grid, porque elimina la palanca de las eléctricas y devuelve el control de precios al mercado y a los consumidores
Lo interesante es que ahora se empieza a escuchar que las eléctricas quieren usar los sistemas eléctricos “de todo el edificio” de consumidores y edificios comerciales como respaldo de la red en emergencias de demanda pico, e incluso obligar la conexión a la red aunque no se necesite
Estoy escribiendo de buena fe a mis representantes para rechazar que la CPUC me diga a qué precio debo revender mi energía para sostener la red en una emergencia, y para conservar el derecho a cobrar lo que el mercado pueda soportar
En términos de disfunción es bastante texano, pero el objetivo es acelerar la expansión de redes eléctricas residenciales libres de carbono, y sacar del medio a las eléctricas tradicionales también ayuda a ese objetivo
Las baterías son el núcleo de eso, y si el autor tiene razón y podemos llegar a baterías de $1/kWh para 2030, me da gusto pensar que voy a vivir para verlo
[1] ¿Que sueno amargado? ¿Por qué pensarías eso? :-)
Me gustaría escuchar pronósticos de ingenieros, científicos y responsables de operaciones del sector
Aunque este texto piensa mucho en baterías, se lee como si lo hubiera escrito un experto de sillón bastante alejado de construir realmente el futuro que describe
Hay momentos en los que los detalles técnicos importan, y las tendencias proyectadas de escalado no son inevitables
Aun así, la tesis central es razonable
Aunque el autor no sea un experto técnico profundo, aún puede ajustar una exponencial y extrapolar correctamente
El crecimiento exponencial se detiene en algún momento, pero no hay motivo para pensar que se detendrá este año
El cálculo rápido sobre sodio y costo de baterías al menos parece válido, así que en vez de descartarlo solo porque el autor no es ingeniero, vale la pena examinarlo seriamente
El autor trazaba cómo había aumentado la velocidad de la humanidad a lo largo de 10 mil a 20 mil años, y consideraba que la domesticación del caballo, los clippers, las locomotoras de vapor, los automóviles, los aviones y los cohetes habían ido elevándola
Si fue justo después de Gagarin, eso significaba que la humanidad había llegado a 5 millas por segundo
Mientras que desde correr hasta la domesticación del caballo pasaron miles de años, desde los hermanos Wright hasta Gagarin solo habían pasado unos 60 años, así que decía que la aceleración se estaba acelerando, y al extrapolarlo parecía obvio que para el año 2000 superaríamos la velocidad de la luz con algo como un motor warp
Claro, la velocidad récord actual es de unas 7 millas por segundo, lograda en 1968, y desde 1972 ni siquiera eso se ha vuelto a alcanzar. Ese es el límite de la extrapolación
Esto ya ha pasado antes. Los primeros científicos de la computación no pudieron imaginar los dispositivos que hoy llevamos en el bolsillo todos los días sin pensarlo. Apenas hace una generación, o dos para alguien con la mitad de mi edad
Personalmente, creo que el tema de este siglo será hacer que la energía barata y sostenible sea absurdamente abundante, al punto de preguntarnos qué hacíamos antes y cómo aguantábamos
Hay demasiados avances tecnológicos convergiendo en esa dirección como para que no ocurra; la pregunta no es “si pasará”, sino “cuándo”
El calendario es incierto, pero no terriblemente incierto. El autor está extrapolando algunas tendencias en un horizonte bastante corto y podría equivocarse. Incluso si se equivoca por un factor de 5, seguiría ocurriendo dentro de un plazo razonable
Tampoco parece probable que falle por tanto. Para 2030~2035, los motores de combustión interna y los combustibles fósiles estarán acabados
Será una locura no usar electrones muy baratos almacenados en baterías muy baratas. Con $50/kWh ni siquiera hay mucho que pensar, y con $5/kWh usar otra cosa sería completamente anormal. Eso es “solo” una mejora de 10 veces
Suponer que toda innovación se detiene en 2024 y que después ya no habrá progreso técnico parece ingenuo, porque hay demasiadas cosas en marcha que están bien financiadas y parecen prometedoras
La visión opuesta es que el progreso está prácticamente garantizado, y aunque algunas cosas se desaceleren, otras que aún no imaginamos podrían llenar el vacío
De aquí a 2030 todavía se pueden hacer varias estimaciones informadas, y lo que hace el autor se acerca a eso
La energía barata y limpia es transformadora. La mayoría de los grandes problemas actuales tienen cuellos de botella energéticos, directa o indirectamente
Hacer más barata la energía importa. Una mejora de 2 veces ya es buena, 10 veces es mejor, y quizá veamos 100 veces en unas décadas. Cualquier punto dentro de ese rango sería transformador, y más allá de eso cuesta imaginarlo, pero tampoco es imposible
Algún día quizá logremos la fusión nuclear, y quizá también logremos abaratarla
Pero ya tenemos una magnífica planta de fusión orbitando, es decir, el Sol, y nos envía varios órdenes de magnitud más energía de la que realmente necesitamos
Estamos aprendiendo a recolectarla con paneles solares, y las plantas y los árboles ya aprendieron ese truco hace mucho
Este texto trata de usar baterías para almacenamiento, y la combinación de ambas cosas dibuja un panorama hermoso
El punto clave del ion-sodio es que no requiere materiales raros ni especiales. Los materiales son baratos y es poco probable que se agoten
¿Cuántos TWh de baterías harán falta? Podrían ser decenas, cientos o miles de TWh. El consumo eléctrico actual es de unos 25 PWh al año, y esa cifra seguirá creciendo
¿Qué se podría hacer con 25,000 TWh de baterías? La producción anual pronto superará 1 TWh, y la mayoría de esas baterías durarán varias décadas
Tener 25 PWh en baterías cargadas sería una cantidad enorme de energía, y en unas décadas podríamos tener algo así alrededor
Con las tasas actuales de crecimiento y experiencia, predice que las celdas de batería llegarán a $8/kWh en 2030. Sorprendente
Dice que al multiplicar por 1.59 cada año durante 7 años, el total de baterías aumenta 25 veces, pero en realidad hacen falta 8 años; eso todavía podría pasarse por alto
Pero luego dice que eso equivale a 8 duplicaciones, cuando 8 duplicaciones son un aumento de 256 veces
Incluso con 100% de crecimiento anual harían falta 9 años, y con 59% anual llegar a 256 veces toma unos 13 años
También parece haber un error en la reducción de costos. Si baja 25% por cada duplicación, para llegar al 10% del precio actual se necesitan 9 duplicaciones
Por lo tanto, para llegar a $8 hay que sumar otro 1 o 2 años
Aun así, que pudiera alcanzarse $8/kWh alrededor de 2040 es interesante, sobre todo porque parece que las baterías de sodio sí podrían abaratarse físicamente hasta ese nivel y permitir almacenamiento en red de varios días
Incluso aceptando la afirmación del autor de $80/kWh en 2023, para 2030 todavía sería posible una caída de casi dos tercios, hasta $28/kWh
Estoy operando un blog con energía solar durante la noche usando una configuración de 12V con 4 celdas LiFePO4 de 230Ah
También hago funcionar durante varias horas, a través de un inversor, un entorno de computación de 90W
Ojalá más gente entendiera lo baratas que se han vuelto estas celdas y lo realista que ya es armar tu propio sistema de almacenamiento con baterías
Ahora uso una tarifa eléctrica variable de día siguiente/intradiaria donde el precio cambia cada hora
Algunos días hay varias horas en las que te pagan por consumir electricidad, y sorprende ver qué tan abundantes se han vuelto la eólica y la solar
Jugar con la API de Tiber y Python para cargar un poco la batería en los horarios baratos, pero dejando espacio para cuando entre la solar, es realmente divertido
El costo de las baterías de ion-litio de 50Ah ha bajado hasta acercarse a un nivel en el que pueden competir con las baterías de plomo-ácido de los autos de combustión interna
Un fabricante de autos puede diseñar un sistema que caliente la batería hasta una temperatura en la que pueda cargarse después de arrancar, pero no es tan simple como solo instalar una batería de plomo-ácido
No sé qué tan fácil sería diseñar una batería LiFePO4 adecuada para ese uso
Entiendo por qué usan 12V, pero no sé por qué no usan una batería de litio de 12V
Pero las baterías de litio no se pueden reciclar, y decir que “ya casi llegan” o que “el futuro es prometedor” vuelve a sonar a “moverse rápido y romper cosas”