Tecnología de fabricación avanzada para energía baja en carbono en la UE

El núcleo de la tecnología de energía baja en carbono: batería de iones de litio

La Comisión de la Unión Europea emitió un informe. Este informe examinó el mercado y la tecnología de las tecnologías clave de fabricación neta cero. Encontró que la competitividad de la industria neta cero de la UE cambia. Este cambio depende de las tecnologías netas cero específicas y sus cadenas de suministro. Sin embargo, existen importantes vulnerabilidades. Además, existen riesgos considerables en la seguridad del suministro.

Rápido crecimiento de la energía baja en carbono en Europa, pero baterías de almacenamiento de energía limitadas

Las baterías son cruciales para cambiar los sistemas de energía a energías renovables. Se utilizan principalmente en coches eléctricos y almacenamiento fijo de energía. En este momento, la UE necesita alrededor de 140 GWh debaterías de iones de litiopor año. Es probable que esta demanda aumente en los próximos años. Sin embargo, las proyecciones para 2030 varían, desde 362 GWh hasta 1000 GWh por año. Al mismo tiempo, el mercado de aplicaciones fijas sigue creciendo.

La UE desempeña un papel clave en la producción de automóviles. Esto es particularmente cierto en el caso de las baterías de vehículos eléctricos y las ventas de automóviles, que contribuyen con casi el 8% del PIB de la UE. En 2022, las ventas de vehículos eléctricos en la UE alcanzaron poco más de 2 millones. Esto representa el 21,5% de la cuota de mercado de automóviles. El año anterior vendieron 1,75 millones de vehículos eléctricos. Por otro lado, China vendió 3,3 millones y Estados Unidos vendió 630.000. Ambos mercados están creciendo más rápidamente que el de la UE. En 2021, el aumento global de la capacidad de las baterías de vehículos eléctricos fue de 278 GWh. Para 2030, este aumento anual podría superar los 2100 GWh.

Fijadobaterías de almacenamiento de energíaTienen menos aplicación en comparación con las baterías de vehículos eléctricos. En 2021, la capacidad instalada mundial de almacenamiento de energía se situó en 22 GWh. Para 2030, se prevé que alcance unos 250 GWh. Sin embargo, la capacidad de almacenamiento de energía de la UE en 2021 fue de solo 3,7 GWh, por detrás de Estados Unidos y China. Aunque las instalaciones de energía renovable en Europa se están expandiendo rápidamente, las instalaciones de baterías de almacenamiento de energía no. La razón es que la red eléctrica de la UE es más fuerte y densa, lo que reduce la dependencia del almacenamiento.

El costo de la batería de iones de litio

BloombergNEF realizó una encuesta anual sobre el precio de las baterías. Reveló que los precios mundiales de las baterías cayeron un 89% en 2021. El precio pasó de más de 1200 dólares por kilovatio-hora en 2010 a 132 dólares en 2021. Este precio es un promedio, considerando todas las regiones y usos. Incluye varios vehículos eléctricos, autobuses y baterías fijas de almacenamiento de energía. Los costos de las baterías son más baratos en China, 111 dólares por kilovatio-hora. Son un 40% y un 60% más caros en Estados Unidos y Europa, respectivamente. Esta tendencia refleja el uso de baterías baratas de fosfato de hierro y litio, especialmente en China.

En 2022, los precios de las baterías de los vehículos eléctricos en la UE oscilaban entre 125 y 150 euros por kilovatio-hora. Esta gama es para baterías LFP y baterías NMC622 o NMC712, respectivamente. Para 2030, los costes podrían caer entre 95 y 110 euros por kilovatio-hora. A nivel mundial,baterías de iones de litioDomina alrededor del 90% del mercado de almacenamiento de baterías fijas. El precio de estos sistemas está bajando, pero a un ritmo más lento que el de las baterías de vehículos. En 2022, los sistemas de almacenamiento de energía en el lado de la red costarán entre 300 y 400 euros por kilovatio-hora. Otros tipos de sistemas de almacenamiento de baterías tienen costos variables. Las baterías de flujo redox de plomo-ácido y zinc-bromo cuestan entre 150 y 400 dólares por kilovatio-hora. Un sistema de almacenamiento de energía doméstico de 10 kilovatios-hora cuesta entre 600 y 2.000 dólares por kilovatio-hora, que es mucho más caro que los sistemas de almacenamiento a escala de red.

La mayoría de los principales fabricantes de baterías de la UE son sucursales europeas de empresas del este de Asia. En 2022, la capacidad estimada de la UE era de unos 75 GWh al año. Sin embargo, la producción real es diferente. Lograr la capacidad nominal puede llevar hasta cinco años. Para 2030, la capacidad de fabricación de la UE podría alcanzar unos 886 GWh al año. Esto cubriría el 89% de la demanda de baterías prevista en la UE. Esta inmersión profunda en la industria destaca el importante papel que tiene la tecnología de baterías en el futuro neto cero de la UE.

Aumento previsto en la producción de baterías de iones de litio

La UE se enfrenta a varios problemas. Depende en gran medida de terceros países para las materias primas. Además, la UE carece de capacidades de refinación de litio. Las empresas de la UE no tienen mucha experiencia en la producción en masa de baterías de iones de litio. Además, los equipos de producción de baterías se importan principalmente de Asia. Las empresas con sede en la UE se enfrentan a enormes desafíos a la hora de producir baterías en masa a precios globalmente competitivos. Actualmente, la atención de la UE se centra en el desarrollo de baterías de alto rendimiento como las NMC ricas en níquel. Los productos químicos de menor rendimiento como LFP, iones de sodio o flujo redox no son una prioridad para las empresas europeas.

En los últimos cuatro años, se anunciaron alrededor de 300 mil millones de dólares para inversiones en nuevas megafábricas de baterías de iones de litio. Esto incluye 131.000 millones de dólares sólo en 2022. Gracias a estas inversiones, la producción mundial de baterías de iones de litio debería quintuplicarse de aquí a 2030. Se espera que China lidere este crecimiento con un aumento del 70%. Esto agregará 102 nuevas megafábricas y 31 teravatios-hora de capacidad adicional. Generalmente, los costos de las materias primas influyen significativamente en los costos totales de las baterías, y generalmente representan entre el 50% y el 70%. Como resultado, los costos futuros son sensibles a los precios de las materias primas clave, dada la volatilidad del mercado. Los suministros de material para baterías suelen concentrarse en países o regiones específicos. En 2020, el valor de mercado mundial de las baterías de iones de litio superó al de las baterías de plomo-ácido. Las ventas de iones de litio deberían superar las ventas de plomo-ácido en 2022 si esta tendencia continúa.

La UE tiene un fuerte control en el mercado de baterías de plomo-ácido. Es una economía exportadora neta, con una facturación de más de 7 mil millones de euros. Europa aporta alrededor del 20% del suministro mundial, o unos 75 GWh al año. Enbatería de iones de litioproducción, la UE proporciona alrededor del 7% del suministro mundial. China suministra alrededor del 77% y Estados Unidos, alrededor del 5%. Con todo, la UE es fuerte en productos integrados/finales como vehículos eléctricos y almacenamiento fijo. Pero es más débil en materias primas, materiales avanzados y equipos de fabricación de baterías de iones de litio.