El siguiente artículo es el primero de una serie de dos partes y analiza los límites de la innovación en las baterías de iones de litio. La segunda parte de la serie desvelará el futuro de las químicas de las baterías en la próxima década.
Las principales baterías de iones de litio, que ahora impulsan un mercado en rápida expansión para los vehículos eléctricos, eran una propuesta costosa hace apenas una década. Los paquetes de baterías de iones de litio costaban 1.183 dólares por kilovatio hora en 2010; nueve años después, el precio se había multiplicado casi por diez, hasta los 156 dólares/kWh en 2019, según los datos de BloombergNEF.
El ritmo de la caída de los costes pilló desprevenidos 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 previsto cada año», dijo Frith. «Eso es ciertamente sorprendente»
Rebecca Ciez, becaria postdoctoral del Centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente de la Universidad de Princeton que investiga los costes de las baterías, se mostró de acuerdo. «La caída más reciente es bastante dramática», dijo Ciez. «Es sorprendente que el mercado haya cambiado tan rápidamente».
Los expertos apuntan al impulso de la expansión de la producción como razón de la caída de los precios, así como a la creciente innovación en la química de las baterías. Los fabricantes han ido abandonando algunos ingredientes de las baterías más caros, como el cobalto, a medida que aumentan los diseños de baterías con alto contenido de níquel, cuya producción se ha abaratado con la expansión de las fábricas.
Ciez señaló que, hace una década, el mercado de los vehículos eléctricos acababa de recibir la presión de construir coches y camiones en lugares en los que las emisiones de carbono empezaban a estar reguladas, como en California. «Los fabricantes decían: ‘Vale, tenemos que hacer este RAV4 eléctrico'», dijo Ciez, poniendo como ejemplo un coche impulsado por combustibles fósiles. «Desde entonces, el sector de las baterías ha hecho grandes progresos en la reducción de costes, modificando los materiales de las baterías para utilizar metales más baratos y menos cuestionables desde el punto de vista ético, al tiempo que se obtienen 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 costes con sus primos impulsados por combustibles fósiles en torno a los 100 dólares/kWh, o quizás un poco menos, según los expertos. Ese precio se considera un punto de inflexión en el sector, en el que los consumidores dejarán de considerar los vehículos eléctricos como opciones más caras.
BloombergNEF prevé que los costes de las baterías caerán por debajo de los 100 dólares/kWh en 2024 y llegarán a unos 60 dólares/kWh en 2030, dijo Frith. Asimismo, los analistas de Bernstein han previsto que 2024 sea el año en que los vehículos eléctricos convencionales alcancen la paridad de costes con los vehículos de gasolina y diésel, mientras que los líderes del sector de los vehículos eléctricos podrían llegar al mismo punto en 2022 o 2023.
Aunque 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 lo que se puede mejorar, dijeron los expertos a S&P Global Market Intelligence. Un químico de baterías, un destacado científico de baterías de iones de litio que ha llevado a cabo investigaciones para un importante fabricante de vehículos eléctricos que depende de esta tecnología, dijo que las baterías de iones de litio han empezado a llegar al límite en ciertos frentes como el precio, la densidad energética y la velocidad de carga.
«No hay ningún impulso gigantesco en camino», dijo el químico. Desde su punto de vista, las mejoras incrementales pueden ser suficientes para satisfacer a los consumidores, mientras que cualquier revolución de las baterías a partir de tecnologías no probadas sigue estando a años vista.
«Se puede hacer muy bien con las baterías de iones de litio hoy en día», dijo. «Y al ayudar a bajar el coste, eso va a mejorar 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 se está acercando a sus límites. Espera que los precios de las baterías de iones de litio puedan seguir bajando entre un 20% y un 30%, pero que no es probable que se abaraten mucho.
«Nos estamos acercando rápidamente a los límites de los costes de las materias primas», dijo Viswanathan.