El zinc, la clave para un sistema de almacenamiento de energía seguro y económico - World Energy Trade

El zinc, la clave para un sistema de almacenamiento de energía seguro y económico

El mineral se procesa en una planta de procesamiento de zinc en Matagami, Quebec.

El mineral se procesa en una planta de procesamiento de zinc en Matagami, Quebec.

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Un metal más conocido por el acero galvanizado está dando un salto hacia un mercado en desarrollo de almacenamiento de energía de $ 30 mil millones para redes eléctricas que se considera cada vez más como la clave para liberar la energía solar y eólica en el mundo.  

Menos de cuatro meses después de que el gobernador Andrew Cuomo prometiera producir el 100% de la electricidad de Nueva York a partir de fuentes limpias para 2040, la autoridad estatal de energía lanzó un desafío de innovación que involucra a 60 compañías en una búsqueda para alcanzar ese objetivo. El ganador: una startup con sede en Canadá cuyo tono se puede resumir en dos palabras: Piensa en zinc.  

Los sistemas de baterías construidos alrededor del zinc, dijeron, no se incendian como los sistemas de iones de litio. Cuanto más corren, menos costosos son en comparación. Y el zinc es más barato y está más ampliamente disponible. Es un interés que atrae no solo en Nueva York, que en enero inició un proyecto de $ 2.55 millones con la startup ganadora. Canadá e Indonesia están financiando sus propios proyectos de baterías de zinc.

"El almacenamiento para servicios públicos es un mercado sin explotar", dijo Ron MacDonald, director de Zinc8 Energy Solutions, la compañía que ganó el desafío estatal. "Es un santo grial". 

El almacenamiento estacionario seguirá creciendo  

La inversión anual en almacenamiento estacionario crecerá significativamente en todo el mundo

Figura 1. La inversión anual en almacenamiento estacionario crecerá significativamente en todo el mundo.

Las baterías de iones de litio se comercializaron por primera vez en 1991 y se utilizan en aplicaciones que van desde la electrónica hasta los vehículos. A medida que las empresas de servicios públicos se volcaron hacia las energías renovables para generar electricidad, fueron una opción natural para completar cuando se interrumpió la energía solar o energía eólica.  

Mientras tanto, las baterías a base de zinc, con sus tasas de carga más bajas, se limitaban a pequeños audífonos hasta hace unos dos años. Fue entonces cuando los ingenieros descubrieron por primera vez cómo hacerlos recargables a escala comercial. Desde entonces, compañías como Zinc8, NantEnergy Inc. y e-Zn Inc. han apuntado a su uso para servicios públicos, donde pueden acumular energía durante todo un día y utilizarla por la noche.

"No hay duda de que las baterías de litio y las baterías de plomo-ácido actualmente dominan el mercado de almacenamiento de energía", dijo Andrew Green, Director Ejecutivo de la Asociación Internacional del Zinc. "Pero somos el próximo grupo".  

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En enero, Zinc8 firmó un contrato de tres años con la Autoridad de Energía del Estado de Nueva York para desarrollar un proyecto de demostración que pueda producir energía de respaldo para un edificio municipal o un edificio en un campus universitario durante 8 horas, a un costo de alrededor de $ 250 por kilovatio hora.  

La compañía con sede en Vancouver está en el proceso de encontrar un sitio del tamaño adecuado para el proyecto, muy probablemente en el oeste de Nueva York, dijo MacDonald en una entrevista. Una vez hecho esto, el sistema podría estar en funcionamiento para 2022, dijo.

"La autoridad energética ha establecido una meta para lograr 3 gigavatios de almacenamiento de energía en todo el estado para 2030 para apoyar el Green New Deal del gobernador Cuomo". El objetivo de la compañía, de acuerdo con MacDonald: "Es pasar las pruebas en diferentes escenarios donde podemos agregar nuestras baterías de manera eficiente a diferentes tipos de redes".  

El proyecto de Nueva York "abre la puerta para que Zinc8 despliegue su tecnología en el mercado de servicios públicos más amplio", dijo.

La idea de las baterías de zinc no es nueva

La idea se utilizado durante mucho tiempo en audífonos porque son livianos y seguros. Pero hay mercados que aún no pueden superar: por ejemplo, las baterías a base de zinc aún no pueden reponerse lo suficientemente rápido como para ser utilizadas en el mercado de vehículos eléctricos.  

Al igual que otras baterías, los sistemas de zinc-aire generan electricidad a partir de una reacción química. Pero en lugar de tener todos los reactivos ubicados dentro de la célula, extraen oxígeno del exterior a través de pequeños agujeros. El oxígeno luego reacciona con moléculas dentro del zinc poroso para liberar electrones que viajan a través de un circuito a los puntos de contacto externos.  

El uso de oxígeno externo hace que las baterías sean menos inflamables que los sistemas de iones de litio. Con una batería de litio, el oxígeno está bloqueado dentro de la celda para que el fuego continúe incluso si le pones una manta húmeda, dijo Fabio Albano, vicepresidente de tecnología de NantEnergy.  

Es seguro y económico

Al mismo tiempo, no hay elementos tóxicos involucrados. El litio crudo puede ser corrosivo para los ojos, la piel y el tracto respiratorio cuando no se maneja adecuadamente. Y el zinc es relativamente barato: el litio se cotizaba a alrededor de $ 8,500 por tonelada métrica el mes pasado, según Benchmark Mineral Intelligence. Mientras que, el zinc cotiza a un promedio de $ 2,117.94 por tonelada.

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En juego está un mercado de almacenamiento estacionario que se pronostica que crecerá globalmente a 155 gigavatios hora en los próximos 10 años a partir de 23 ahora, según James Frith, un analista de almacenamiento de energía en BloombergNEF. Frith también ve que el valor del mercado, incluidos los costos de baterías, instalación y equipo, alcanza los $ 30 mil millones en una década.  

NantEnergy, con sede en Arizona, ya tiene una microrred de almacenamiento solar en funcionamiento en Madagascar, con más de la mitad del financiamiento proveniente de una donación de $ 800,000 de la Agencia de Desarrollo Comercial de EE. UU. también formó empresas conjuntas con Indonesia para proporcionar almacenamiento de energía para microrredes en aldeas remotas allí.

Debido a que las microrredes se encuentran en áreas aisladas, lo que potencia la comunicación y los servicios básicos, la falta de inflamabilidad es especialmente atractiva, dijo Albano por teléfono.

Lección de la OPEP

Mientras tanto, e-Zn, con sede en Toronto, ganó recientemente $ 4,3 millones en subvenciones del gobierno canadiense para desarrollar proyectos allí. El primero es proporcionar energía para una instalación de fabricación fuera de Toronto, con una capacidad de duración de 48 horas.

James Larsen, el CEO de e-Zn, ve otra ventaja para el zinc sobre las baterías de litio.  

"Lo que es atractivo para mí es que es un recurso verdaderamente global que puedes encontrar en casi cualquier lugar", dijo Larsen por teléfono.

Aprendimos las lecciones de la OPEP, donde algunas naciones controlan un recurso muy importante. Vamos por ese camino con iones de litio".  

La producción mundial de zinc alcanzó 13 millones de toneladas métricas en 2019, y hay alrededor de 250 millones de toneladas en reservas, según el Servicio Geológico de EE. UU. que si comparamos con el litio, se produjeron solamente alrededor de 77,000 toneladas métricas y las reservas de litio se estiman en alrededor de 17 millones de toneladas.  

Si bien las baterías a base de zinc deben superar las barreras, las empresas de servicios públicos "deben estar más familiarizadas con ellas a través de proyectos piloto, que luego pueden darles confianza para construir nuevos proyectos", dijo Frith de BloombergNEF.  

 

Noticia de: Bloomberg / Traducción libre del inglés por WorldEnergyTrade.com

 

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