El ion litio es la principal tecnología que se utiliza en baterías para autos eléctricos a nivel internacional y local, de acuerdo a las estimaciones realizadas por ESK Consulting, donde se proyecta un crecimiento de siete veces en la demanda de este recurso entre 2018 y 2025, con una capacidad total de 700.000 GWh que serán consumidas en electromovilidad.

De acuerdo a los especialistas consultados por ELECTRICIDAD este tipo de baterías se caracteriza por su densidad energética, además de que puede duplicar su vida útil respecto a otras tecnologías pensadas para la movilidad eléctrica.

Características

Javier Rojas, profesional de Electromovilidad de la Agencia de Sostenibilidad Energética (AgenciaSE), considera que son dos las principales características en torno a las baterías para electromovilidad. La densidad energética, correspondiente a la cantidad de energía que se puede almacenar por kilo de batería, y el ciclo de vida, que se entiende como la cantidad de ciclos de carga y descarga completa que podrá realizar la batería antes de dejar de ser útil para el vehículo

“Dependiendo del fabricante y de la batería en sí, la cantidad de ciclos de carga pueden variar, sin embargo algunos fabricantes estiman hasta 3000 ciclos de carga, lo que equivale a aproximadamente 8 años de uso”, indica el especialista.

Rojas menciona que en los últimos años se ha probado una variada gama de baterías desde el punto de vista tecnológico para buscar la solución idónea para los vehículos eléctricos.

“En un principio se utilizó la clásica batería de plomo-ácido, ya que es una tecnología familiar y de bajo costo, sin embargo son pesadas y se recargan muy lentamente. Actualmente se está dejando de utilizar para suministrar energía al motor. Otro tipo de batería es la níquel-cadmio, la cual ha sido bastante utilizada por la industria, sin embargo su elevado precio no se condice con la cantidad de energía que puede almacenar con el mismo peso en comparación con otras tecnologías, por lo que actualmente la batería más utilizada actualmente, y por la cual la industria se está decantando, es la batería de ion-litio”, precisa.

Mauricio Delgado, jefe de Capacitación Técnica Automotriz de Automotores Gildemeister, indica que la densidad energética permite que se pueda almacenar más energía: “si se compara la batería de ion-litio versus la batería de níquel en densidad energética, la primera es 13% superior a la segunda (ver gráfico).

Esto es compartido por Rodrigo Sánchez, head of Green Mobility de Engie Services Chile: “La batería de ion litio es la más extendida en su uso y también hay ofertas de litio titanio para los vehículos más grandes. La diferencia es que el segundo tipo de batería es más densa y tiene un mayor precio, con una vida útil superior, pues puede llegar a ser capaz de duplicarla, entendiendo que la vida útil de los vehículos livianos es de ocho a diez años, con una pérdida de capacidad de almacenaje de 15 a 20%”.

Otro rasgo que distingue a la tecnología del ion litio es que, a diferencia de las baterías de níquel no tienen efecto memoria, afirma Mauricio Delgado, “por lo que los vehículos se pueden cargar sin esperar a que se descargue 100% la batería y se puede utilizar con la carga que tenga el vehículo en su momento”.

El especialista de Automotores Giledemeister afirma que estas baterías no necesitan mantenimiento, “pues cada módulo que compone la batería tiene un microcomputador que monitorea el estado de carga, el estado de las celdas y la temperatura, entre otros”.

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Almacenamiento domiciliario

La perspectiva hacia futuro es la implementación de baterías en los hogares para la carga de los vehículos eléctricos, donde los primeros pasos los está dando la Agencia de Sostenibilidad Energética, junto con Nissan Chile y a Enel X, instalaron un cargador piloto que incorpora el sistema de recarga inteligente Vehicle-to-Grid (V2G), con el cual se inyecta energía desde la red eléctrica a la batería del vehículo, y viceversa, dependiendo de la demanda energética del momento.

Para Rodrigo Sánchez, destaca esta iniciativa, señalando que el futuro para baterías de almacenamiento domiciliario es bien promisorio, siendo este uno de los elementos interesantes a explorar a futuro”.

Javier Rojas detalla la experiencia de este cargador piloto, indicando que uno de los principales descubrimientos fue la limitación de carga de la batería, “donde no solamente se depende de la potencia del cargador, sino que también del convertidor que viene integrado en el vehículo para carga en corriente alterna”.

“Por otro lado, por mucha que sea la potencia entregada por el cargador, el vehículo reconoce cuánto es el máximo que pueden aceptar las baterías, limitando también la carga para que éstas no se dañen, y otra observación importante fue el peso del consumo energético del aire acondicionado, ya que al simplemente prenderlo, las proyecciones de autonomía se ven considerablemente reducidas”, agrega.

El especialista también menciona la importancia del freno regenerativo, “el cual cambia bastante la dinámica de manejo a la cual uno se encuentra acostumbrado, por ser un sistema mediante el cual las baterías son recargadas cuando se utiliza el freno, lo que reduce de manera importante el consumo total del vehículo, aumentando la autonomía de viaje. Es particularmente interesante cuando se realizan recorridos que tengan una pendiente pronunciada”.

A nivel internacional en el avance tecnológico de las baterías en el hogar, Javier Rojas señala la experiencia de Tesla y Nissan. “Tesla plantea una batería de ion-litio dedicada para el hogar como respaldo de la red eléctrica, la cual es cargada por la generación de energía mediante fuentes renovables no convencionales o desde la misma red mediante señales de precio en los horarios en que la energía es más barata”.

“Por otro lado, Nissan plantea un almacenamiento integrado con baterías fijas, las baterías de un posible vehículo eléctrico y la red del hogar, a la cual se le puede sumar generación de energía mediante fuentes renovables. Una vez que el auto renueva las baterías, las antiguas pueden ser integradas y dejadas como sistema de almacenamiento de respaldo fijo al hogar, las cuales pueden funcionar en razón de las señales de precio de la venta de energía desde la red”, explica.

 

Desafíos

Los especialistas indican varios desafíos a futuro en este tema, especialmente a nivel regulatorio y medioambiental. Rodrigo Sánchez asegura que “hay que ir clarificando aspectos como el acceso a las baterías, de cómo se insertan en el sistema de redes, bajo qué tarificación y ver cuáles son sus limitaciones”.

“Hay otro tema no resuelto a nivel regulatorio y es qué hacer con la batería al final de su vida útil, porque después de los ochos años sigue almacenando energía con una menor capacidad, así que desde ahí se puede ir pensando en usos secundarios como por ejemplo en bancos estacionarios”.

“Lo que hacen las fábricas automotrices es exigir que las baterías se devuelvan al país de origen donde se fabricó o disponer de una acción local que vaya en línea con las exigencias que el país de origen exige, lo que requerirá que la Ley de Responsabilidad Extendida se haga parte en esto y le dedique un capítulo más específico a las baterías”, añade Sánchez.

En esto concuerda Mauricio Delgado: “Hay que investigar profundamente cuales serían las consecuencias al medio ambiente sobre la explotación del mineral de litio, de manera de que en el futuro no se dañe el ecosistema de nuestro desierto, donde están las reservas de este mineral, por lo que habría que establecer un proceso de explotación que no genere daños al medio ambiente. También en este punto es importante el que se hará con las baterías una vez que cumplan con su ciclo de vida, pues no existe un procedimiento de reciclado de ellas”.

Otro reto a futuro es ver el efecto de las temperatura de las baterías en las distintas zonas del país, como sostiene Javier Rojas. “Las temperaturas muy elevadas o muy bajas pueden tener efectos en el funcionamiento y envejecimiento de las baterías, siendo un factor a considerar si se prevé el desarrollo de la electromovilidad en las zonas calurosas en verano o muy frías en invierno”, dice el especialista de la Agencia de Sostenibilidad Energética.

“Por otro lado, considerando que las baterías deben ser cambiadas cada cierto tiempo, es fundamental contar con un plan de manejo de éstas una vez que no sean requeridas en el vehículo. Su reutilización parece ser la opción más atractiva, como sistemas de respaldo para edificios, sin embargo es necesario contar con ideas para su tratamiento posterior a esta segunda vida que se le podría dar”, agrega.