El almacenamiento de energía: quién es quién, dónde estamos y hacia dónde vamos en el desarrollo, fabricación y reciclado de las baterías
Donostia-San Sebastián, 21-092020
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El ciclo clásico de la energía ya no está en discusión … Nuevo paradigma: • • • •
Mix energético Electromovilidad Redes inteligentes Almacenamiento funcional
Más limpio y más eficiente
POR QUÉ LAS BATERÍAS Las baterías establecen un coupling con ESS y con Transporte favoreciendo el desarrollo de ambos sectores ESS – Power Sector
Transporte
Una economía circular, incluyendo sostenibilidad, generación distribuida, reciclabilidad, que aproveche las capacidades de las baterías para potenciar ambos sectores
Almacenamiento de Energía
ELECTROMOVILIDAD
GENERACIÓN DISTRIBUIDA
RENOVABLES
TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
BATERÍAS ELECTROQUÍMICAS
Electricidad donde quieras cuando quieras la cantidad que quieras de forma instantánea
TECNOLOGÍAS DE LITIO
2030
LOS AVANCES SON MUY DIFÍCILES
Y A CONTINUACIÓN ESTÁ LA INGENIERÍA DEL SISTEMA FINAL
Celda “de energía” o “de potencia “ Módulo Celdas + BMS, packaging, refrigeración, comunicaciones
Battery Pack Varios módulos en serie / paralelo para diferentes aplicaciones
CADENA DE VALOR PARA EL DESARROLLO DE BATERÍAS
Ensayo , Caracterización, Normativa
Nuevas Tecnología
Materiales y Componentes
fabricación de Electrodo y Celda
Modelado y Simulación
Fabricación de Módulo y Pack
Control de Módulo y Pack
Aplicaciones
Ciclo de vida
Grandes oportunidades y grandes retos (I) Vehículo eléctrico Necesidad de superar diversos retos Tecnológicos, de fabricación, sostenibilidad
Development driving factors
Safety Time to Market
Cost
BATTERY TARGETS
Durability Lifetime
Electrical Performance Energy Density
CAPACIDAD PRODUCTIVA ACTUAL
10 %
9% 81 %
TODO TIENE UNA EXPLICACIÓN
La capacidad productiva de celdas, en Europa, actualmente está desacompasada La evolución prevista y el escalado en la fabricación harán que las actividades de R&D alcancen de forma acelerada mejoras tanto en precio como en densidad las celdas/battery packs lo que mejorará los ratios actuales
1 GWh $80-120M
Producción
Factorías de tamaños superiores a 8GWh tienen costes sensiblemente inferiores
Ajuste oferta demanda (han anunciado incrementos fuertes de capacidad de fabricación de baterías)
energética en
~300GWh de capacidad en Europa equivalen a entre 4075 nuevas gigafactorías, dependiendo del tamaño, hasta 2028
Desajuste grave, fuerte venta y producción vs. reducida fabricación
Ventas VE
Producción VE
Baterías producidas
x 7-9
China
Europa
USA
Corea del Sur
Japón
Otros
Para alcanzar la demanda esperada de baterías, es necesario contar con una producción consolidada y creciente Capacidad instalada Fabricación de baterías Li-ion: la demanda supera en 2 veces la capacidad instalada Demanda en 2030: 3.652 GWh 4x 2018
2017 120 GWh
289 GWh
La capacidad actual está en crecimiento y se espera un elevado desarrollo futuro
6x 2018
1.054 GWh
En 2023 se espera nuevos impulsos por la reducción de precios del battery pack, aumentando esta cifra
19,4% CAGR
1.714 GWh
Aún no se alcanza el 30% del objetivo Europa de cuota de mercado: es esperable nuevos aumentos de capacidad
LA DEMANDA INCIDE DIRECTAMENTE EN EL PRECIO DE LAS BATERÍAS
Linking European Battery Networks
Implementation Long term strategy & Coordination
• Batteries R&I strategies and short to medium term technology roadmaps • Coordination of battery initiatives • Drive forward SET-Plan action on batteries • A network of research institutions and industry • Long-term technology roadmaps • Coordination of European R&I projects implementing the roadmap
Battery Partnership
Battery specific programmes under Horizon Europe
Other partnerships Battery downstream & complementary work programmes under Horizon Europe Other R&I activities under Horizon Europe MS led Important Projects of Common European Interest => R&I & and first commerical deployment Interregional partnership on advanced battery materials (ERDF/Smart specialisation) National and bilateral R&I activities
Co-programmed partnership on Batteries
European battery Cell manufacturing -> Gigafactories
Supportive framework
Capture a new market worth 250B€/year
Other legislative & funding initiatives at EU and national level EU = Strategic Action Plan on Batteries
Horizon Europe
EBA250, Member States, EU-led initiatives,
European Battery Alliance
EUROPA YA SE MUEVE
A MEDIO/LARGO PLAZO TENDRÁN QUE APARECER RESULTADOS
Regulatorio
Inversor
Industrial
“Better, cleaner, cheaper, EU batteries” Peter Altmaier Federal Minister for Economic Affairs and Energy - Germany
Tecnológico
“Better, cleaner, cheaper, EU batteries” Regulatorio
La Unión Europea (UE) está desarrollando una regulación que cubre las baterías fabricadas en la UE e importadas para su uso en la UE: los requisitos abarcan materiales, fabricación, performance, reciclabilidad. Para todo tipo de baterías y tecnologías: technology neutral
Inversor
Industrial
Tecnológico
UE posee el 9,0% de la producción global (221 GWh/año/Li-ion worldiwde mientras Asia-81,9% y US9,5%)
a pesar de destinar millones a las actuaciones de I+D Un entorno regulatorio favorable potenciará el desarrollo e involucración de todos los actores relevantes/necesarios
“Better, cleaner, cheaper, EU batteries” Regulatorio
Inversor Gobiernos y corporaciones esperan un incremento del 400% en la capacidad instalada en los próximos 10 años, desde los 221GWh/año a superar 1Twh/año. Desde Europa, se quiere incentivar el ecosistema de producción de baterías, fijando un objetivo: EU quiere proveer el 30% de la demanda mundial para 2025
Industrial
Tecnológico
Apoyo público aprobado de €3,200M y potencial de capital privado adicional de €5,000M, para proyectos
Para cumplir esta demanda, +30 Gigafactorías deben construirse
en toda la cadena de valor • • • • • •
Alemania Francia Italia Polonia Suecia Belgica
€1,200M €960M €570M €240M €50M €30M
La European Battery Alliance ha anunciado €100,000M en proyectos en toda la cadena de valor
Un entorno regulatorio favorable potenciará el desarrollo e involucración de todos los actores relevantes/necesarios
“Better, cleaner, cheaper, EU batteries” Regulatorio
Inversor
Industrial
La UE quiere ampliar el foco desde el I+D hacia la creación de una cadena de valor completa, creando “baterías mejores, más baratas y dando preeminencia a la sostenibilidad: desde las materias primas hasta el reciclado y 2da vida, generando empleo y riqueza para los estados que apuesten por el sector
Tecnológico
4 áreas principales: 1) materias primas y otros materiales avanzados, 2) celdas y módulos, 3) sistemas y 4) reciclado y 2do uso
17 participantes directos (BASF, BMW, Solvay y otros) y +70 partners externos entre los que se encuentran
organismos de I+D
Un entorno regulatorio favorable potenciará el desarrollo e involucración de todos los actores relevantes/necesarios
“Better, cleaner, cheaper, EU batteries” Regulatorio
Inversor
Industrial
Tecnológico
UE proporcionó €315M para I+D en baterías de 2014 a 2018 50% para Li-ion
El roadmap se divide entre Li-ion que dominará el mercado claramente hasta 2025 con la promesa de nuevas tecnologías entrantes a partir de esa fecha. El esfuerzo inversor en I+D es constante, para alcanzar mayores cotas de rentabilidad en los diversos modelos de negocio y sectores relacionados
En la última call, €114M anual para I+D en baterías, focalizado en celdas y materiales pero cubriendo otros eslabones de la cadena de valor
Un entorno regulatorio favorable potenciará el desarrollo e involucración de todos los actores relevantes/necesarios
Europa ya está anunciando desarrollos que multiplican la capacidad instalada (aún no en España) Producción actual y prevista de Li-Ion en GWh
Impacto en generación de empleo directo + 300.000 puestos de trabajo
32
OEM centros de producción de VE Centros de materias primas
Impacto en otros sectores críticos Empleo directo/indirecto, NMN, nuevos productos y servicios
Ensambladores
2 Producción de vehículos sin producción de baterías
10
3
45
Retención de tecnología crítica para la evolución económica/sostenible
14
7.5
16
Fomento de la actividad innovadora crosssectorial teniendo como vínculo los materiales, las baterías y los sistemas Asimismo, Europa (fundamentalmente Alemania y Francia) cuenta con otros actores privados, especializados en la cadena de valor de las baterías de Li-ion proporcionando sistemas completos a todo el abanico de sectores
… aunque a futuro la oportunidad es masiva y se presenta en todos los eslabones de la cadena de valor Una oportunidad de $300.000M en 2030
$8.000M (3%)
$70.000M (25%)
$25.000M (8%)
$137.000M (46%)
$47.000M (16%)
$11.000M (4%)
Materias Primas
Refinado de Materias Primas
Materiales Activos
Celdas
Battery Packs
Reciclado/ Segunda vida
x5 – x40
x14
x15
x19
x19
x15
Existen instalaciones productivas en Europa y se han anunciado nuevos desarrollos
Europa tiene instalaciones y conocimiento excelentes en la caracterización de materiales
Se está desarrollando una innovación continua en la materia para alcanzar mejoras en densidad energética
Recientes anuncios han catapultado a Europa por encima de USA acercándose paulatinamente a China. La gran oportunidad se encuentra en nuevas tecnologías con el distintivo de la sostenibilidad Cobertura del 80% de la oportunidad en baterías
La adaptación a las necesidades particulares de los clientes va a ser obligatoria en el futuro
Ambos conceptos van a ser muy necesarios en la próxima década, para potenciar Modelos de Negocio y para la sostenibilidad
Fuente: WEF, GBA, análisis Alfil Partners y CIDETEC
RECICLADO
• Optimizar el uso y alargar el tiempo de vida • Segundos usos • Recuperación de baterías • Separación de elementos de reciclado • Tratamiento de battery packs (piezas, electrónica,…)
HIDRÓGENO
ELECTROMOVILIDAD CON PILA DE COMBUSTIBLE