Baterías de ferro: o futuro da produción de baterías sostible

• autor:
• nome do autor

  Previsión de Quantumrun
• Pode 9, 2024

Resumo de insight

As baterías de ferro ofrecen un camiño prometedor para afastarse da dependencia actual das baterías de ión-litio, coñecidas pola súa alta densidade de enerxía, pero tamén polos seus inconvenientes ambientais e de seguridade. As baterías de ferro, que utilizan materiais comúns e seguros como o ferro e o aire, prometen unha solución máis respectuosa co medio ambiente e escalable para o almacenamento de enerxía, coa capacidade de almacenar enerxía durante períodos significativamente máis longos. Este cambio podería transformar a forma en que se almacena e utiliza a enerxía nos fogares e nas industrias, o que leva a unha maior estabilidade no abastecemento de enerxía renovable.

Contexto das baterías de ferro

As baterías de ferro son unha alternativa potencial ao ión de litio que domina o mercado de vehículos eléctricos, produtos electrónicos portátiles e solucións de almacenamento na rede. As baterías de ión-litio, que destacan por ofrecer unha alta densidade de enerxía, enfróntanse a problemas de dispoñibilidade de recursos e de seguridade. Pola contra, as baterías de ferro utilizan materiais abundantes e non tóxicos, como ferro, aire e, nalgúns casos, sal e auga. Esta composición aborda os problemas ambientais e de seguridade da minería de litio e a eliminación de baterías.

O principio de funcionamento das baterías ferro-aire, segundo o explorado por empresas como Form Energy e iniciativas de investigación que se remontan aos experimentos da NASA na década de 1960, baséase no proceso electroquímico de "oxidación inversa". Este proceso implica a oxidación do ferro no aire para almacenar enerxía e reducir o óxido de ferro a ferro para a liberación de enerxía. Este mecanismo permite un almacenamento rendible e escalable. Ademais, as baterías de ferro e aire teñen unha duración de almacenamento significativamente máis longa, ata 100 horas, en comparación coas aproximadamente catro horas que ofrecen as baterías de iones de litio.

En 2022, a empresa de enerxía limpa ESS desenvolveu baterías de fluxo de ferro que aproveitan unha solución de electrólitos líquidos, o que permite desacoplar a capacidade de almacenamento de enerxía da capacidade de xeración de enerxía. Este deseño permite a ampliación rendible do almacenamento de enerxía, unha característica fundamental para satisfacer as demandas de almacenamento na rede e estabilizar a subministración de enerxía renovable. A colaboración entre ESS e Portland General Electric para construír unha instalación de baterías de ferro a gran escala subliña o crecente recoñecemento do potencial das baterías de ferro para mellorar a resistencia da rede e apoiar a transición a fontes de enerxía renovables.

Impacto perturbador

A medida que se estenden as baterías de ferro, poderían permitirlles aos fogares almacenar o exceso de enerxía xerada a partir de fontes renovables como os paneis solares, reducindo a dependencia de sistemas de rede inestables e reducindo os custos enerxéticos. Este cambio tamén podería empoderar ás persoas a participar activamente no mercado enerxético, vendendo a enerxía excedente á rede durante as horas de pico de demanda. Ademais, os beneficios ambientais e de seguridade das baterías a base de ferro poderían aliviar as preocupacións sobre materiais perigosos nos fogares.

Para as empresas, o cambio cara á tecnoloxía das baterías de ferro sinala a necesidade de adaptar estratexias e operacións para aproveitar esta tendencia emerxente. As industrias que requiren solucións de almacenamento de enerxía a gran escala, como as empresas de servizos públicos e os provedores de enerxía renovable, poden considerar que as baterías de ferro son unha forma rendible de xestionar a oferta e a demanda de enerxía, especialmente durante as horas de baixa frecuencia. Esta tendencia podería levar a prezos da enerxía máis estables e unha mellora da fiabilidade da rede, fomentando máis investimentos en proxectos de enerxía renovable. 

As autoridades locais e nacionais poden ter que introducir regulamentos e incentivos para fomentar a adopción de baterías de ferro, como subvencións para solucións de almacenamento de enerxía limpa ou estándares para a reciclaxe de baterías para garantir a protección ambiental. A nivel internacional, as colaboracións en investigación e desenvolvemento de tecnoloxía de baterías de ferro poderían converterse nun punto focal para a política enerxética, promovendo o acceso global a solucións de almacenamento de enerxía asequibles e limpas. Esta tendencia tamén podería influír nas políticas de seguridade enerxética, xa que os países ricos en recursos de ferro poderían gañar importancia estratéxica no mercado enerxético mundial.

Implicacións das baterías de ferro

As implicacións máis amplas das baterías de ferro poden incluír: 

• Aumento das oportunidades de emprego en rexións con abundantes recursos de ferro, mellorando as economías locais e reducindo as taxas de desemprego.
• Cambios nos mercados globais de enerxía cara a países con capacidades significativas de produción de baterías de ferro, que alteran a dinámica do comercio internacional.
• Mellora a estabilidade da rede e reduciuse os incidentes de apagón, mellorando a seguridade cidadá e a calidade de vida.
• Redución do custo do almacenamento de enerxía renovable, facendo que as tecnoloxías verdes sexan máis accesibles para os fogares de baixos ingresos.
• Novos modelos de negocio no sector enerxético, centrados en sistemas de produción e almacenamento de enerxía descentralizados e comunitarios.
• Os gobernos invisten máis en investigación e desenvolvemento de solucións de almacenamento de enerxía sostible, o que leva a avances tecnolóxicos noutros sectores.
• Aumento do foco político na garantía das cadeas de subministración de ferro, que pode levar a novas alianzas e conflitos.
• Un aumento da demanda dos consumidores de vivendas e empresas independentes da enerxía, impulsando a innovación en solucións enerxéticas residenciais e comerciais.

Preguntas a ter en conta

• Como pode influír o desenvolvemento da tecnoloxía de baterías de ferro nas túas decisións á hora de mercar produtos electrónicos ou vehículos?
• Como poden afectar os sistemas de almacenamento de enerxía mellorados a preparación e resposta ante emerxencias na súa zona?