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A principios de la década de 2000, el gas natural de bajo costo comenzó a expulsar al carbón del negocio de generación de energía estadounidense. Ahora las energías renovables de bajo coste están empezando a desplazar a las centrales eléctricas de gas, con la ayuda de nuevos sistemas de almacenamiento de energía. Reducir esos costos de almacenamiento ayudará a acelerar la transición energética, y la startup holandesa de baterías de flujo Aquabattery espera que la simple sal de mesa funcione.

Una nueva batería de flujo salado para almacenamiento de energía de larga duración

si estas pensando eso Nueva tecnología de baterías de iones de sodio. está en la mezcla, es una suposición bastante buena. Los investigadores han estado observando sodio para reemplazar el litio en baterías de iones de litio para vehículos eléctricos, pero ese no es el tipo de sistema de almacenamiento de energía que Aquabattery tiene bajo la manga.

Aquabattery se especializa en tecnología de baterías de flujo, que aprovecha la reacción química que ocurre cuando dos líquidos especializados se ponen en movimiento juntos, separados solo por una delgada membrana.

Hablar de una batería de flujo coche eléctrico se ha topado con el CleanTechnica radar de vez en cuando, pero el foco principal de atención de las baterías de flujo está en los sistemas estacionarios de almacenamiento de energía de larga duración que podrían reducir la necesidad de construir nuevas plantas de gas de “pico”, si no eliminarlas por completo.

Las baterías de flujo tienen varias ventajas sobre los conjuntos de baterías de iones de litio convencionales para el almacenamiento de energía estacionario. Para empezar, pueden implementar materiales no tóxicos, no inflamables y abundantes en la tierra, lo que reduce los costos en el extremo de la cadena de suministro.

Las baterías de flujo también son relativamente fáciles de ampliar o reducir, ajustando estratégicamente el tamaño de los tanques de almacenamiento.

Aquabattery describe su tecnología distintiva como una “batería de flujo ácido-base basada en disociación reversible del agua”.

"La batería almacena electricidad en forma de energía química en soluciones ácidas, básicas y de agua salada, que se guardan en tanques separados", explica la empresa. “Las bombas hacen circular estos fluidos a través de una pila de energía con electrodos separados por membranas. Las membranas permiten el intercambio iónico entre electrolitos para generar electricidad”.

En cuanto a la escalabilidad, Aquabattery lo tiene cubierto:

“La potencia de salida depende de la superficie de los electrodos, mientras que la duración del almacenamiento depende del volumen del electrolito. Esto hace que las baterías de flujo sean fácilmente personalizables y adecuadas para aplicaciones de larga duración e implementación a escala de servicios públicos”.

La búsqueda de la batería de flujo perfecto

Statkraft, la principal empresa energética noruega, ha estado buscando soluciones de almacenamiento de energía de larga duración que se ajusten a las necesidades del mercado energético europeo. Las matrices típicas de iones de litio duran entre 4 y 6 horas. Las baterías de flujo y otras nuevas tecnologías de larga duración proporcionan 8 horas o más, incluidos días y semanas.

Statkraft ya tiene una larga y profunda huella en el almacenamiento de energía de larga duración, a través de sus participaciones en el negocio de la energía hidroeléctrica. Sin embargo, la energía hidroeléctrica está limitada por la geografía y la disponibilidad de agua. Las baterías de flujo proporcionarían a Statkraft una gama mucho más amplia de oportunidades de almacenamiento, además de evitar la consiguiente infraestructura y geoingeniería que requieren los nuevos sistemas hidroeléctricos.

Si se pregunta por qué no construir conjuntos más grandes de baterías de iones de litio, esa es una buena pregunta. Statkraft ha evaluado que la tecnología de iones de litio es útil en algunos contextos, pero no en otros.

"Las baterías de iones de litio son ante todo una buena solución para el equilibrio a corto plazo en la red, desde unos segundos hasta una hora", explica Matthias Holzenkamp, ​​director de gestión de activos comerciales de la filial alemana de Statkraft.

"Las baterías son capaces de suministrar grandes cantidades de energía en un corto período de tiempo y, por lo tanto, son muy eficaces para hacer frente a las fluctuaciones a corto plazo en el suministro de energía", añade. "Las baterías también pueden ser relevantes para el equilibrio a lo largo del día, pero a menudo compiten con otras tecnologías más baratas".

Holzencamp ve un uso continuo de las baterías convencionales en regiones donde la disponibilidad de energía eólica o solar es bastante constante. Sin embargo, la necesidad de un almacenamiento de energía de larga duración es clara en Europa, donde los patrones climáticos son más variables.

"El mercado europeo necesita principalmente flexibilidad a largo plazo durante días y semanas", subraya. “Por ejemplo, si almacenas energía para compensar una semana sin sol, necesitas una batería enorme, y no sería rentable porque la batería se utiliza poco”, afirma. "Las baterías son muy caras y, por lo tanto, necesitan muchas horas de funcionamiento para amortizarse".

Statkraft se encuentra con Aquabattery

En los últimos años han surgido del laboratorio muchas baterías de flujo nuevas y diferentes, incluidas una fórmula de zinc-bromo explorado por primera vez por Exxon allá por los años 1970.

Statkraft parece haber encontrado lo que buscaba en Aquabattery. La semana pasada, las dos compañías anunciaron una nueva asociación destinada a realizar pruebas piloto de la batería de flujo de sal de mesa de Aquabattery en una ubicación en la ciudad holandesa de Delft.

Si todo va según lo planeado, los beneficios de la transición energética serán significativos.

“El almacenamiento de energía de larga duración se puede utilizar para trasladar la energía de las horas pico a las horas de baja generación y para aplazar costosas inversiones en infraestructura de red. También puede aliviar la congestión de la red, que hoy es un problema en muchos países y dificulta plantas eólicas y solares impedir que se conecten a la red”, explica Statkraft.

Lo sabremos muy pronto. Se espera que la prueba piloto dure entre 6 y 12 meses y proporcione suficiente información para evaluar la escalabilidad del sistema y su idoneidad para aplicaciones comerciales.

Statkraft anticipa que la batería de flujo de Aquabattery proporcionará almacenamiento de energía de larga duración con un mínimo de ocho horas para empezar, durante un máximo de "varios días o semanas".

EE.UU. contrae la fiebre de la batería de flujo

Las baterías de flujo también serían una buena opción para el mercado estadounidense, y el ejército estadounidense ya está trazando planes para compartir el amor por las baterías de flujo. A principios de este año el ejército comenzó baterías de flujo de prueba desarrollado por Lockheed Martin en Fort Carson en Colorado. Si les gusta lo que ven, se podrían instalar baterías de flujo en las instalaciones del Departamento de Defensa en todo el mundo, así como aquí en los EE. UU.

El Departamento de Energía de Estados Unidos también está en el caso. El Laboratorio Nacional Argonne de la agencia, por ejemplo, ha estado evaluando el comportamiento de las baterías de flujo en microrredes con miras a Adopción generalizada de estaciones de carga para vehículos eléctricos..

En julio pasado, el Departamento de Energía emitió un rotundo respaldo a la tecnología de baterías de flujo en su nuevo Hallazgos de Storage 2030 informe. “Con la promesa de un almacenamiento de energía más barato y confiable, Las baterías de flujo están preparadas para transformar la forma en que alimentamos nuestros hogares y negocios y marcamos el comienzo de una nueva era de energía sostenible”, dijo entusiasmada la agencia.

Eso aún está por verse. Sin embargo, el Departamento de Energía también enumera varios nuevos despliegues importantes de baterías de flujo comercial en EE. UU. y otros lugares, lo que indica que la industria está lista para el horario de máxima audiencia.

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Imagen: Statkraft, la principal empresa energética noruega, se ha asociado con la startup holandesa Aquabattery para evaluar el rendimiento de una batería de flujo. a base de sal de mesa (cortesía de Aquabattery).

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• Fuente: https://cleantechnica.com/2023/12/10/flow-battery-table-salt-long-duration-energy-storage/