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El caso de Tesla

Las baterías del vehículo eléctrico “perdidas” antes de su reciclaje

Alex Johns, director de Desarrollo de Ventas de Altelium

23/11/2020

Alex Johns, director de Desarrollo de Ventas de Altelium se pregunta: "¿Qué hace Tesla con sus baterías después de que se retiren de los vehículos eléctricos, pero antes de que estén listas para el reciclaje?” En su opinión, serían perfectas para el almacenamiento de segunda vida en unidades de baterías estáticas.

Tesla es el líder mundial en la producción de vehículos eléctricos (EV), y su modelo 3 es el modelo de vehículo eléctrico enchufable más vendido en el mundo. Más de 1 millón de Teslas se han construido desde 2012 y el número de vehículos Tesla en la carretera está aumentando rápidamente.

La batería de Tesla, suministrada por Samsung, LG Chem, CATL y cada vez más fabricada internamente, es la segunda en la industria automotriz y está facilitando exactamente el cambio de comportamiento que la empresa se propuso lograr en su misión, “acelerar la transición del mundo a la energía sostenible”.

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El SoH de la batería es una medida absoluta, que se convertirá en la moneda de cambio de la batería en el futuro.

Midiendo la salud y la vida útil de las baterías

Mi propia experiencia de primera mano sobre la longevidad y la excelencia de la batería de Tesla es extensa, a través de una experiencia previa supervisando el ensayo de los taxis eléctricos de Tesla en el aeropuerto de Gatwick. Los cinco primeros vehículos Tesla Modelo S 90D recorrieron 1,5 millones de kilómetros mientras estaban estacionados en el aeropuerto, recorriendo aproximadamente 300.000 kilómetros cada uno durante la prueba de tres años. Sin embargo, las baterías estaban al 82% del estado de salud (SoH). A este ritmo, los vehículos habrían pasado fácilmente 500.000 millas antes de llegar al 70% de SoH; un resultado impresionante y más de tres veces la distancia garantizada.

Tesla ha anunciado que está estableciendo un plan de reciclaje para sus baterías de “fin de vida”. Esto plantea la pregunta: ¿qué entendemos como una batería “al final de la vida”?

Diferentes fabricantes han estado estudiando esta cuestión y el consenso parece ser que una batería sigue siendo comercialmente útil, si se utiliza cuidadosamente hasta un 50% de SoH. Por debajo del 50% de SoH la probabilidad de que ocurra un punto de inflexión es demasiado alta para la fiabilidad comercial.

Entonces, ¿qué les sucede a las baterías de Tesla entre el 70% y el 50% de SoH?

Los propietarios de coches eléctricos puros se centran principalmente en el estado de carga (SoC), porque, aunque estos vehículos son todavía un concepto bastante nuevo, el acceso a los puntos de carga puede estar limitado a los límites de las carreteras. Por lo tanto, el SoC está naturalmente en la mente del conductor porque le dice si tiene suficiente energía para llegar a su destino.

Los SoC indicados no son una medida absoluta. Los fabricantes lo ajustan a lo indicado para asegurar que el usuario no arruine la batería al ponerla a cero y que el Sistema de Gestión de la Batería (BMS) del vehículo pueda mantener la batería en condiciones óptimas.

El SoH de la batería es una medida absoluta, que se convertirá en la moneda de cambio de la batería en el futuro. Una batería al 70% puede que ya no sea adecuada para su uso en un vehículo eléctrico, pero será muy útil en un Sistema de Almacenamiento de Energía con Batería (BESS) de segunda vida durante más de 5 años hasta que alcance el 50% de SoH.

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La capacidad de almacenamiento de baterías en MWh se ha multiplicado por diez en sólo cinco años.

Previsión de mercado del BESS

El mercado de los Sistemas de Almacenamiento de Energía con Batería, BESS, está a punto de despegar de forma espectacular. La capacidad de almacenamiento de baterías en MWh se ha multiplicado por diez en sólo cinco años, mostrando la clásica y dramática curva en S que hemos visto en todas las grandes innovaciones tecnológicas como el almacenamiento de datos, la capacidad de la red o, más fundamentalmente, la energía de los ordenadores.

A principios de este año, por ejemplo, España anunció un objetivo de almacenamiento de energía de 2,5 GW para 2030 y la nación vecina Portugal está organizando una licitación solar con una importante opción adicional para el almacenamiento.

Los países ibéricos se encuentran sin duda entre las naciones campeonas de BESS, y España es el único país de Europa que hasta ahora ha anunciado un objetivo definido para el almacenamiento. Aunque se trata de un objetivo interesante, las condiciones actuales del mercado deberán reconocer el valor de BESS para que se logre.

Sin embargo, el gobierno ha reconocido la brecha actual en el almacenamiento de energía, así que está adaptando el marco regulador y de financiación para los próximos años. En consecuencia, esperamos que España y Portugal surjan como opciones atractivas para los desarrolladores de almacenamiento de energía.

De hecho, el gigante español de servicios públicos Iberdrola ha declarado recientemente que operará un sistema BESS de 50MW en Nueva Gales del Sur, Australia. Iberdrola también lanzó el primer sistema de almacenamiento de energía con baterías de iones de litio para redes de distribución en España el pasado mes de diciembre. La planta de 3MWh en Murcia almacenará la energía generada por las instalaciones solares. Puede funcionar de forma aislada y comprende una plataforma inteligente que estima tanto el consumo como la potencia de generación renovable de las plantas solares.

Este dramático incremento en el tamaño y número de grandes BESS en Iberia, en toda Europa y a nivel mundial, refleja el crecimiento del pequeño mercado de BESS para uso doméstico como el Tesla Powerwall. Todo esto demuestra que existe una demanda de BESS, y sabemos que habrá un número exponencialmente creciente de baterías Tesla EV de segunda vida disponibles en el lado de la oferta de la ecuación. Entonces, ¿por qué no se hace la conexión?

El modelo de segunda vida

El costo de las baterías de segunda vida es tan inferior al de las de primera vida que el retorno de la inversión (ROI) mayor y económicamente atractivo por sí mismo, a pesar de la menor duración

. Una batería al 75% de SoH durará la mitad del tiempo que una batería nueva, pero costará mucho menos de la mitad de la cantidad a comprar. Este es exactamente el punto dulce donde las baterías “perdidas” Tesla, que aún no están listas para su completo reciclaje, pero que tampoco están en los coches en la carretera, se sentarán.

El valor de segunda mano de las baterías para vehículos eléctricos seguramente será parte del modelo de negocios de las nuevas ventas y veremos las baterías de segunda vida en BESS como económicamente atractivas y ambientalmente esenciales.

Ser capaz de demostrar que la batería de su vehículo pasará a una larga y significativa segunda vida es enormemente importante emocional y racionalmente para los consumidores domésticos y comerciales. También tendrá que estar integrada en la métrica de los vehículos para respaldar las credenciales ambientales, y los datos de las aplicaciones de BESS de segunda vida indican el valor económico y ambiental esencial añadido.

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Alex Johns, director de Desarrollo de Ventas de Altelium.

La confianza viene de los datos en tiempo real

Altelium ya está proporcionando la información para permitir a los fabricantes de vehículos pivotar sus baterías de aplicaciones EV a BESS.

Los avances en el aprendizaje de la Inteligencia Artificial (IA) y el intercambio seguro de datos lo hacen posible. Cuanta más información conozcamos sobre una batería, mayor será su valor. El sistema de datos Altelium utiliza una combinación de datos en tiempo real y aprendizaje de la IA. El Bat Lab de la Universidad de Lancaster utiliza un campo de baterías de laboratorio para imitar los patrones exactos de las baterías eléctricas en una variedad de ciclos de uso. Estos datos son luego mejorados con algoritmos generados por la IA, lo que proporciona los robustos datos de predicción sobre el rendimiento de las baterías.

Con esta información es posible comprar la batería con confianza, con el pleno conocimiento de que algunas celdas de combustible han fallado o fallarán, y cuándo. El acceso desigual al conocimiento ha tradicionalmente sesgado los mercados o ha frenado el crecimiento y, en este sentido, los datos de Altelium son un avance tecnológico, que da igual acceso a la información entre compradores y vendedores, y con ello la capacidad de acceder al valor de las baterías de segunda mano para vehículos eléctricos

El flujo de información de vuelta a Altelium desde las baterías operativas también proporciona la información necesaria sobre el terreno para mejorar las condiciones de funcionamiento en el BESS y prolongar la vida útil de las baterías. Los datos en tiempo real pueden señalar la necesidad de ajustar la temperatura o el uso de “afeitado de la red”, por ejemplo, extendiendo la vida de la célula de la batería en el BESS en un año o más.

Entonces se pueden ofrecer garantías extendidas para las baterías, y al proporcionar esta seguridad se abre el uso de la segunda vida. Es esta convergencia de ambas garantías aseguradas, los grandes datos impulsados por la IA y la ciencia de las baterías lo que se necesita para apoyar la viabilidad comercial de los vehículos eléctricos.

Baterías “perdidas”

Pero todo esto se reduce a saber dónde están las baterías, para poder usarlas. Típicamente, cuando el vehículo eléctrico tiene entre 7 y 9 años su batería estará disponible para usos de segunda vida y aunque estamos a unos pocos años de que esto suceda a gran escala, ya estamos proporcionando el servicio entre el fabricante del coche y los proveedores de almacenamiento de energía. Estamos a pocos años de que esto suceda a gran escala en todo el mundo.

Las empresas de energía y los fabricantes de BESS están asegurando asociaciones con los fabricantes de automóviles para asegurar que tengan un suministro de baterías de segunda vida, y hay un gran interés en las baterías Tesla que estarán en este estado.

Debemos tener claro que pocos Teslas están actualmente circulando con baterías de menos del 70% - pero un día habrá muchos de ellos. ¿Tesla rastreará y contactará a los dueños de cada vehículo durante su vida útil?

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