La revolución en el almacenamiento energético viene con las baterías de sodio

Ya pocos cuestionan que las energías renovables, como la solar y la eólica, son esenciales para combatir el cambio climático y soportar nuestra transición energética, pero no podemos ocultar que se enfrentan a un gran desafío: su producción es intermitente y depende del clima.

Aquí es donde entra en juego el almacenamiento energético, que permite acaparar la energía producida en momentos de alta generación y liberarla cuando la demanda lo requiere, asegurando así un suministro continuo y fiable.

1. ¿Qué son los sistemas de almacenamiento energético en baterías (BESS) y por qué son esenciales?

Los BESS (en inglés, Battery Energy Storage Systems) son sistemas avanzados que almacenan energía eléctrica generada por fuentes renovables, permitiendo su liberación controlada y gestionada según la demanda.

Estos sistemas optimizan la eficiencia del sistema energético, proporcionan estabilidad a la red y disminuyen la dependencia de fuentes fósiles, estimando la Agencia Internacional de Energía (IAE, en inglés) una necesidad global superior a los 1.500 GW de almacenamiento para 2030, destacando su papel estratégico en la transición energética.

2. Las baterías de sodio: ¿qué son y cómo funcionan?

Las baterías de sodio o Na-ion son dispositivos electroquímicos de almacenamiento energético que funcionan mediante la transferencia reversible de iones de sodio (Na⁺) entre el ánodo y el cátodo durante los procesos de carga y descarga.

Al descargarse, los iones de sodio viajan desde el ánodo hacia el cátodo generando una corriente eléctrica; durante la recarga, este proceso se invierte y los iones retornan al ánodo.

La principal ventaja tecnológica de las baterías de sodio es la utilización de materiales abundantes y accesibles, ya que el sodio, uno de los elementos más comunes en la Tierra, es fácilmente extraíble incluso del agua de mar.

Además, las baterías de sodio no requieren metales críticos ni contaminantes como cobalto, níquel o litio, lo que reduce costes, riesgos geopolíticos y problemas éticos y medioambientales derivados de la extracción minera.

Asimismo, estas baterías presentan características destacadas como alta seguridad térmica, bajo riesgo de incendios, capacidad para operar a bajas temperaturas y facilidad de reciclaje.

En cuanto a rendimiento, las baterías de sodio actualmente presentan una densidad energética menor (aproximadamente 160 Wh/kg) frente a las baterías de litio convencionales (200-250 Wh/kg), pero suficiente para su aplicación en almacenamiento estacionario, donde priman la seguridad, coste y durabilidad por encima del volumen o peso.

3. ¿Son las baterías de sodio mejores que las de litio?

Vamos a repasar una serie de cuestiones para contestar a esta pregunta:

3.1 Menor densidad energética, ideal para almacenamiento estacionario

Aunque su densidad energética es inferior a la del litio, las baterías de sodio se perfilan como una alternativa sostenible y económica especialmente adecuada para sistemas estacionarios (parques solares, eólicos, almacenamiento en red), donde el peso y volumen son menos relevantes.

3.2 Seguridad y estabilidad térmica superior

Las baterías de sodio presentan una estabilidad térmica notablemente superior en comparación con las baterías de litio, reduciendo considerablemente el riesgo de incendios o explosiones, lo que se traduce en sistemas más seguros, ideales para grandes instalaciones que requieren altos estándares de seguridad operativa.

3.3 Costes más bajos y materiales accesibles

El sodio es significativamente más económico y abundante que el litio, lo que permite una reducción considerable en los costes de producción y facilita la creación de cadenas de suministro locales, disminuyendo la dependencia de mercados externos volátiles y reduciendo el impacto ambiental derivado del transporte y extracción de materiales críticos.

3.4 Mejor rendimiento en temperaturas extremas

Las baterías de sodio funcionan eficazmente incluso en condiciones climáticas extremas, como bajas temperaturas, donde las baterías de litio suelen perder rendimiento, permitiendo esta ventaja que sean especialmente adecuadas para su uso en regiones con climas muy variables o fríos.

3.5 Reciclabilidad y sostenibilidad

Gracias a que las baterías de sodio no contienen elementos críticos como cobalto o níquel, su reciclaje es más sencillo y económico, fomentando esta ventaja un modelo económico circular más sostenible, reduciendo el impacto ambiental y facilitando el cumplimiento de normativas ambientales estrictas.

4. Ejemplos de empresas liderando la revolución del sodio

Destacamos los siguientes casos que ilustran el desarrollo de las baterías de sodio:

• CATL (China): Líder global en fabricación de baterías, CATL ya comercializa baterías Na-ion avanzadas y planea lanzarlas en vehículos eléctricos en los próximos años.
• Natron Energy (Estados Unidos): Ha desarrollado baterías de sodio con más de 50.000 ciclos para aplicaciones críticas en data centers y telecomunicaciones, confirmando su efectividad y confiabilidad.
• Northvolt y Altris (Suecia): Esta alianza europea está desarrollando baterías de sodio para almacenamiento estacionario, aprovechando materiales innovadores como el azul de Prusia. Actualmente, Northvolt se ha declarado en quiebra en Suecia, pero afirma que sus operaciones en Norteamérica son solventes.
• Faradion (Reino Unido): Empresa pionera en comercializar baterías Na-ion para aplicaciones en movilidad ligera y almacenamiento energético residencial e industrial. Recientemente adquirida por Reliance Industries, está acelerando la producción masiva en India.
• HiNa Battery (China): Especializada en baterías de sodio, cuenta con una línea piloto de producción de 1 GWh anuales y está integrando sus productos en vehículos eléctricos y almacenamiento estacionario en Asia.

5. Conclusión: almacenamiento energético sostenible como herramienta estratégica frente al cambio climático

La integración de baterías de sodio en sistemas de almacenamiento energético es una apuesta estratégica en la transición hacia un modelo energético sostenible y resiliente, permitiendo integrar mayor proporción de renovables en las redes eléctricas, mitigando emisiones contaminantes y asegurando una transición energética segura y efectiva hacia una economía baja en carbono.

Las baterías de sodio ofrecen ventajas en términos técnicos y económicos y fomentan un modelo económico circular gracias a su alta reutilización y reciclabilidad. Además, su uso contribuye a la independencia energética y reduce los riesgos geopolíticos asociados con materiales críticos como el litio y el cobalto.

La posibilidad de disponer de almacenamiento seguro, eficiente y sostenible acelerará la penetración de energías renovables a nivel global, alineándose con los objetivos climáticos internacionales y facilitando el cumplimiento del Acuerdo de París (COP 21).

En definitiva, apostar por tecnologías innovadoras como las baterías de sodio es esencial para alcanzar una transición energética justa, equitativa y eficaz, garantizando no solamente un futuro energético limpio, sino también más seguro y económicamente viable para todos.

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