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Innovación en el almacenamiento de energía:
Baterías de flujo y su impacto en el futuro energético de México.
Por: Guillermo Enrique Parra Arteaga
La generación de energía a partir de fuentes renovables, como la solar y la eólica, depende de factores como la radiación solar y la velocidad del viento. Estos factores son variables y no siempre coinciden con la demanda energética, lo que introduce intermitencia en el suministro eléctrico. Por ejemplo, la energía solar solo puede ser generada durante el día y depende de las condiciones climáticas, mientras que la energía eólica fluctúa con los cambios en la velocidad del viento. La integración de fuentes renovables intermitentes ha alcanzado un crecimiento significativo a nivel global, con 733 GW de capacidad eólica y 714 GW de capacidad solar instaladas en 2020 (1). Este crecimiento expone a las redes eléctricas a problemas de estabilidad y confiabilidad.
Los sistemas de almacenamiento de energía permiten almacenar el exceso de energía generado durante los periodos de alta producción, como los días soleados o ventosos, para liberarlo cuando la producción es baja o la demanda energética es mayor. Estas tecnologías incluyen baterías, almacenamiento hidroeléctrico por bombeo y supercapacitores. El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo representa aproximadamente el 90% de la capacidad de almacenamiento global, con 172.5 GW instalados(2). Esta capacidad de almacenamiento es crucial para balancear la oferta y la demanda de energía, reducir las fluctuaciones y mejorar la confiabilidad de la red, permitiendo una mayor penetración de energías renovables sin comprometer la estabilidad del sistema.
 Las baterías de flujo son sistemas electroquímicos diseñados para almacenar energía en soluciones líquidas, conocidas como electrolitos, que se encuentran en tanques externos. El principio de funcionamiento de estas baterías separa la energía almacenada de la capacidad de almacenamiento, lo que permite una mayor flexibilidad en su diseño. Los electrolitos fluyen a través de celdas electroquímicas, donde las especies químicas presentes en ellos se oxidan y reducen, liberando o almacenando energía. Esta separación entre la cantidad de energía y el tamaño de los tanques permite que las baterías de flujo sean fácilmente escalables, ajustando la capacidad energética según la demanda simplemente aumentando el volumen de los tanques(3).
Entre las principales ventajas de las baterías de flujo respecto a las baterías tradicionales, destacan su escalabilidad, larga vida útil y seguridad. Su diseño modular facilita la expansión de su capacidad energética, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de gran escala. Además, estas baterías pueden soportar miles de ciclos de carga y descarga sin degradarse significativamente, lo que la diferencia de las baterías de ion-litio, que tienden a perder eficiencia con el tiempo(4). Finalmente, el uso de soluciones menos inflamables en los electrolitos de las baterías de flujo reduce el riesgo de incendios, mejorando su seguridad en comparación con las tecnologías tradicionales.
Las baterías de ion-litio son compactas y efectivas para almacenamiento a pequeña y mediana escala, pero su capacidad disminuye con el tiempo debido a la degradación por ciclos de carga. En contraste, las baterías de flujo, aunque más voluminosas, son más rentables y eficientes para aplicaciones a gran escala y de larga duración, ya que pueden soportar miles de ciclos sin degradarse significativamente y ofrecen mayor flexibilidad al poder instalarse en distintos entornos geográficos y climáticos sin esas restricciones (Arévalo-Cida et al., 2021; Beh et al., 2017).
Distintos países han implementado proyectos de baterías de flujo a gran escala para gestionar la intermitencia de las energías renovables. En China, la planta de almacenamiento de energía de Dalian, con una capacidad de 200 MW/800 MWh, es uno de los mayores proyectos de baterías de flujo redox de vanadio del mundo, lo que permite estabilizar la red eléctrica ante las fluctuaciones de la energía eólica y solar (Arévalo-Cida et al., 2021). En Europa, países como Alemania han instalado sistemas de
baterías de flujo para mejorar la estabilidad de la red y permitir una mayor integración de energías renovables. En los Estados Unidos, la empresa UniEnergy Technologies ha implementado sistemas de baterías de flujo en proyectos como el de Snohomish County Public Utility District en Washington, que almacena energía para su uso durante los picos de demanda, mejorando la resiliencia energética (Arévalo-Cida et al., 2021).
Con el crecimiento sostenido en la adopción de energía solar y eólica, México enfrenta la necesidad de integrar tecnologías de almacenamiento que permitan maximizar el aprovechamiento de estas fuentes. Las baterías de flujo ofrecen una solución viable para estabilizar la red eléctrica del país, ya que permiten almacenar el exceso de energía generado durante los momentos de alta producción para liberarlo cuando la demanda es mayor. La implementación de estas tecnologías ayudaría a garantizar un suministro continuo de energía renovable, minimizando la dependencia de fuentes no renovables y mejorando la estabilidad de la red (Beh et al., 2017).
México posee regiones con alto potencial para la generación de energías renovables, como el Istmo de Tehuantepec para la energía eólica y el norte del país para la energía solar. Estas áreas presentan la necesidad de soluciones de almacenamiento eficientes debido a la intermitencia de la producción. Las baterías de flujo permiten almacenar el exceso de energía generada durante los momentos de alta producción, optimizando el uso de las fuentes renovables. Su diseño, basado en el
almacenamiento de energía mediante gradientes de pH y el uso de electrolitos no contaminantes, las hace adecuadas para su aplicación en México(5).
La inversión en infraestructura para la implementación de baterías de flujo en México representa una oportunidad clave para impulsar el desarrollo de tecnologías de almacenamiento a gran escala. Si bien aún es necesario establecer una infraestructura más sólida, esta inversión permitirá sentar las bases para una mayor adopción de soluciones innovadoras, como las baterías de flujo. Aunque los costos actuales de producción son elevados, los avances en la optimización de materiales y procesos están proyectados para reducir significativamente estos costos en el futuro(6). Este enfoque no solo facilitaría una adopción más amplia de la tecnología, sino que también promovería una mayor integración de energías renovables en la red eléctrica.
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(1) Worku, Muhammed Y. 2022. "Recent Advances in Energy Storage Systems for Renewable Source Grid Integration: A Comprehensive Review" Sustainability 14, no. 10: 5985.
(2) Íbid.
(3) Arévalo-Cida, P., Dias, P., Mendes, A., & Azevedo, J. (2021). Redox Flow Batteries: A new frontier on energy
storage. Sustainable Energy & Fuels. The Royal Society of Chemistry.
(4) Wedege, K., Dražević, E., Konya, D., & Bentien, A. (2016). Organic Redox Species in Aqueous Flow Batteries: Redox Potentials, Chemical Stability, and Solubility. Scientific Reports, 6, 39101.
(5) Rojas Barragán, R., & Ramos Sánchez, G. (2024). Baterías de flujo ácido-base (ABFB), una alternativa no
contaminante a los sistemas de almacenamiento de energía. Universidad Autónoma Metropolitana.
(6) Íbid.
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Acerca del autor:
Guillermo Enrique Parra Arteaga, es estudiante en la Facultad de Derecho de la UNAM. Es
miembro del Programa de Excelencia Académica de la UNAM, miembro del Comité de
Jóvenes de la AMDE y trabaja en Ritch Mueller.
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Las opiniones e ideas expuestas en el presente son personales y no reflejan la postura de la instituciones aquí mencionadas.
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