La siguiente historia es la primera de una serie de dos partes y analiza los límites de la innovación en baterías de iones de litio. La segunda parte de la serie analizará el futuro de la química de las baterías durante la próxima década..
Las convencionales baterías de iones de litio, que ahora impulsan un mercado de vehículos eléctricos en rápida expansión, eran una propuesta costosa hace apenas una década. Los paquetes de baterías de iones de litio costaron 1.183 dólares EE.UU. por kilovatio hora en 2010; nueve años después, el precio se había reducido casi diez veces a 156 dólares/kWh en 2019, según datos de BloombergNEF.
El ritmo de la caída de costos tomó por sorpresa a los expertos en baterías, incluido el analista James Frith, jefe de almacenamiento de energía de BloombergNEF. "Han bajado más rápido de lo que había pronosticado cada año", dijo Frith. "Esto es ciertamente sorprendente."
Rebecca Ciez, becaria postdoctoral en el Centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente de la Universidad de Princeton, que investiga los costos de las baterías, estuvo de acuerdo. "La caída más reciente es bastante dramática", dijo Ciez. "Es sorprendente cómo el mercado cambió tan rápidamente".
Los expertos señalaron el impulso en la expansión de la producción como motivo de la caída de precios, así como la innovación incremental en la química de las baterías. Los fabricantes se han ido alejando de algunos ingredientes más caros de las baterías, como el cobalto, a medida que aumentan los diseños de baterías con alto contenido de níquel, cuya producción se ha vuelto más barata a medida que las fábricas se expanden.
Ciez señaló que hace una década, el mercado de vehículos eléctricos estaba bajo presión para fabricar automóviles y camiones en lugares donde las emisiones de carbono comenzaban a regularse, como en California. "Así que había autos de cumplimiento en los que los fabricantes decían: 'Está bien, tenemos que hacer que este [Toyota] RAV4 sea eléctrico'", dijo Ciez, usando un auto propulsado por combustibles fósiles como ejemplo. "Y entonces simplemente juntaban un montón de baterías de portátiles que estaban disponibles".
Desde entonces, el sector de las baterías ha logrado grandes avances para reducir los costos, modificando los materiales de las baterías para utilizar metales más baratos y menos cuestionables desde el punto de vista ético, al tiempo que logra economías de escala.
100 dólares/kWh es el santo grial
Los fabricantes se están acercando a un punto en el que los vehículos eléctricos alcanzarán la paridad de costos con sus primos que funcionan con combustibles fósiles en alrededor de 100 dólares/kWh, o tal vez un poco menos, dijeron los expertos. Ese precio es ampliamente visto como un punto de inflexión en el sector, donde los consumidores ya no considerarán los vehículos eléctricos como opciones más caras.
BloombergNEF pronostica que los costos de las baterías caerán por debajo de los 100 dólares/kWh en 2024 y alcanzarán alrededor de 60 dólares/kWh en 2030, dijo Frith. Asimismo, los analistas de Bernstein han proyectado 2024 como el año en que los vehículos eléctricos convencionales alcancen la paridad de costos con los vehículos de gasolina y diésel, mientras que los vehículos eléctricos líderes en el sector pueden alcanzar el mismo punto en 2022 o 2023.
Si bien esto se logrará sin grandes innovaciones en las baterías de iones de litio, la tecnología madura de iones de litio se está acercando rápidamente a los límites de cuánto se puede mejorar, dijeron los expertos a S&P Global Market Intelligence. Un químico de baterías, un científico líder en baterías de iones de litio que ha realizado investigaciones para un importante fabricante de vehículos eléctricos que depende de esta tecnología, dijo que las baterías de iones de litio han comenzado a alcanzar su máximo en ciertos frentes, como el precio, la densidad de energía y la velocidad de carga. .
"No se avecina ningún gran impulso", afirmó el químico. Desde su punto de vista, las mejoras incrementales pueden ser suficientes para satisfacer a los consumidores, mientras que aún faltan años para cualquier revolución en las baterías a partir de tecnologías no probadas.
"Hoy en día, las baterías de iones de litio pueden funcionar muy bien", afirmó. "Y ayudar a reducir los costos mejorará la penetración en el mercado de toda la tecnología".
Venkat Viswanathan, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Carnegie Mellon, coincidió en que la tecnología está llegando a sus límites. Espera que los precios de las baterías de iones de litio aún puedan bajar entre un 20% y un 30%, pero que probablemente no serán mucho más baratos.
"Nos estamos acercando rápidamente a los límites de los costes de las materias primas", afirmó Viswanathan.
