En el reciente webinar organizado por ATA Insights Channel, representantes de Wärtsilä Energy Storage & Optimisation, compartieron una visión integral sobre el diseño de hardware para sistemas de almacenamiento de energía (BESS) y cómo abordar los costos y el rendimiento operativo en este contexto. 

Neha Sinha, gerente de producto de hardware de la empresa, destacó las claves para mejorar la eficiencia de estos sistemas, especialmente en un escenario donde la reducción de costos es tan importante como el rendimiento a largo plazo.

Su enfoque principal giró en torno al costo total de propiedad de un sitio de BESS (almacenamiento a partir de baterías). Según Sinha, aunque las baterías siempre representaron la mayor parte del gasto, en los últimos años los costos han disminuido. «Históricamente, las baterías han sido el factor de costo más grande, pero vemos que los costos de las baterías están disminuyendo», afirma. 

Esta disminución ha redirigido la atención hacia otros componentes del sistema, como los equipos y los costos de ingeniería y construcción (EPC y BOP). La integración rápida de nuevas celdas de mayor capacidad se presenta como una estrategia crucial para aprovechar estas mejoras tecnológicas lo antes posible.

De acuerdo con el último reporte de IRENA, entre 2010 y 2023, los costos de los proyectos de almacenamiento de baterías se redujeron drásticamente en un 89%, pasando de 2,511 USD/kWh a 273 USD/kWh. Esta notable disminución se debe a la expansión de la producción, la mejora en la eficiencia de materiales y la optimización de procesos de fabricación. En el mismo período, las adiciones de capacidad anual de almacenamiento de baterías aumentaron de 0.1 GWh a 95.9 GWh.

Sumado a esto, los costos de las baterías de iones de litio también mostraron una disminución significativa, con una caída aproximada del 82% entre 2013 y 2023. En Alemania, los costos se redujeron en un 72% desde 2014 hasta el primer trimestre de 2023. La química de batería predominante ha sido el fosfato de hierro y litio (LFP), que alcanzó un costo de 95 USD/kWh en 2023, siendo un 32% más barato que otras alternativas.

Finalmente, en 2023, el costo promedio global de sistemas de almacenamiento de energía llave en mano varió entre 325 USD/kWh y 260 USD/kWh, con precios más bajos para sistemas de mayor duración. Esta tendencia sugiere un futuro prometedor para el almacenamiento de energía, impulsando su adopción en el sector energético.

Por otra parte, al referirse al hardware, Sinha enfatiza la importancia de reducir tanto el costo individual de los componentes como el número total de unidades necesarias en un sitio. 

La ejecutiva explica que «cuanto menos tengamos en el sitio, menor será su costo total de equipo», señalando que aumentar la capacidad de cada sistema BESS reduce el número de envolturas y optimiza el diseño de los inversores. Una novedad en este campo es el sistema de bloque de CA, que ofrece mayor flexibilidad en la operación de los sistemas BESS. 

“Un bloque de CA permite controlar cada estante de manera independiente, lo que le brinda la capacidad de estructurar su sistema de una manera muy diferente a la que lo hace con bloques de CC”, añade Sinha.

La logística también juega un papel fundamental. La tendencia hacia el uso de contenedores estándar de 20 pies facilita el transporte, pero plantea desafíos debido al aumento del peso de los sistemas de mayor capacidad. 

«Cuando aumenta la capacidad dentro de su sistema, esos módulos de batería de mayor capacidad vienen con un peso mayor, lo que indica que realmente hemos comenzado a alcanzar ese límite superior», advierte. El desafío, por tanto, es equilibrar el aumento de la capacidad y el mantenimiento de bajos costos de transporte.

Consideraciones de diseño de hardware para el costo total de propiedad de BESS, de acuerdo con Neha Sinha de Wärtsilä Energy Storage & Optimisation.

Otros factores clave

Otro aspecto destacado fue el papel de la localización de la cadena de suministro, que permite reducir costos de transporte al acercar la producción de componentes a los sitios de instalación. Con el crecimiento del mercado de almacenamiento en diversas regiones, la diversificación de proveedores y la producción local se tornan esenciales. «Cuanto más podamos diversificar nuestra cadena de suministro y localizarnos donde se encuentran nuestros sitios, menor será la distancia que tiene que viajar este equipo», subrayó.

En la fase de puesta en marcha y ciclo de vida, el diseño de hardware debe facilitar el acceso a los componentes para simplificar las tareas de instalación y mantenimiento. «Gran parte de eso proviene de hacer que los componentes sean más accesibles», dijo Sinha, explicando que esto puede reducir los tiempos de inactividad y minimizar los costos de servicio durante los 20 años que se espera que operen estos sitios de baterías.

Finalmente, Sinha subrayó la importancia del monitoreo y control en tiempo real para garantizar un rendimiento óptimo y evitar costosos tiempos de inactividad. «Cuanto más podamos monitorear el rendimiento de su equipo y controlarlo en tiempo real, cuanto más rápido podemos reaccionar si algo sale mal», afirmó. La implementación de software avanzado de control de baterías se ha convertido en una estrategia fundamental para maximizar el uso de los sistemas y, en última instancia, los ingresos generados por estos sitios.

Este webinar dejó claro que el almacenamiento de energía no solo depende de innovaciones tecnológicas en las baterías, sino también de una visión holística que considere costos, transporte, longevidad y control del sistema para garantizar su eficiencia y sostenibilidad a largo plazo.

La caída de los precios de la electricidad trae consigo la desaceleración del mercado de baterías

Un reciente informe de SolarPower Europe destaca que, aunque el mercado de almacenamiento de energía en baterías en Europa sigue creciendo, se anticipa una desaceleración en los próximos años debido a la reducción de los precios de la electricidad.

En 2023, Europa instaló 17,2 GWh de nueva capacidad de BESS, casi el doble de los 8,8 GWh del año anterior. Este incremento marca el tercer año consecutivo de crecimiento anual duplicado, llevando la capacidad total en el continente a 36 GWh. No obstante, el informe prevé un crecimiento más moderado en el futuro. Para este 2024, se espera que la capacidad instalada aumente solo un 31%, alcanzando los 22,4 GWh.

El informe también advierte que, a pesar del crecimiento actual, el continente aún está lejos de alcanzar los 200 GW de capacidad de almacenamiento que se necesitan para liberar todo el potencial de las energías renovables del continente para 2030. Obstáculos como políticas de red restrictivas y la falta de señales claras del mercado están dificultando el avance.

Walburga Hemetsberger, directora ejecutiva de SolarPower Europe, subrayó la importancia de adaptar la infraestructura y los mercados para maximizar el papel de las baterías. «El aumento de la capacidad de almacenamiento y la flexibilidad de las baterías representa un cambio fundamental respecto de nuestra visión actual del mercado centrada en la red eléctrica», afirmó.

A pesar de los desafíos, se proyecta que la capacidad total podría multiplicarse por siete para alcanzar los 260 GWh en 2028, con una combinación creciente de almacenamiento a gran escala y sistemas residenciales.

Para ese año, las baterías instaladas en los sistemas detrás del medidor habrán contribuido con más de la mitad de la capacidad total de almacenamiento, mientras que las baterías a gran escala representarán el 44%, un aumento significativo respecto al 9% previsto para 2024.