CIDETEC. El almacenamiento de energía: quién es quién, dónde estamos y hacia dónde vamos

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

+ +

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