DESARROLLO DE NUEVAS FORMULACIONES DE ELECTROLITOS PARA BATERÍAS REDOX DE VANADIO Exposición de ideas de proyecto sobre Ciudades Inteligentes y Almacenamiento 25 octubre 2017 Madrid
1a.- DEFINICIÓN DEL PROBLEMA La crisis energética tiene consecuencias económicas, medioambientales y humanitarias Ayer Consumo de combustibles fósiles Retos Polución emisiones de CO 2 (10.000 MTn/año), ruido, Elevado coste de generación 90% generación energía mediante combustible diésel Coste volátil diésel/gasolina, vinculado al precio del petróleo Cambio climático incremento global de temperatura entre 1,5 y 2ºC Fuente: Nature Gorscience Study. 2016 2
1a.- DEFINICIÓN DEL PROBLEMA (cont.) Las renovables ofrecen una alternativa real e implementable a gran escala Hoy Las renovables reemplazan a los combustibles fósiles Logros Generación a menor coste reducción de costes año a año Sostenible con el medioambiente sin emisiones de CO 2 ni derrames Proceso estable reembolso de capital invertido Permanente inagotable Grandes desafíos Intermitencia no disponible 24 horas/día 3
1b.- SOLUCIÓN Almacenamiento a gran escala HydraRedox 100% de energía renovable gestionable Abastecimiento 24 horas/día Incremento en los ingresos de la empresa un > 20% Venta de energía cuando el precio es mayor (arbitraje) Reducción de 0,3 toneladas de emisiones de CO 2 por MWh utilizando sistemas de almacenamiento Reducción de la utilización de plantas de combustibles fósiles Mejora del suministro eléctrico Calidad de suministro, UPS, armónicos, regulación de frecuencia, 4
2.- FUERTE PRESIÓN PARA UNA RÁPIDA REDUCCIÓN DE COSTES El grande reto del almacenamiento eléctrico RANGO DE PRECIOS ALMACENAMIENTO ELETROQUÍMICO /kwh 1200 76 SILICON PV CELLS US$/Wp >95% 1000 800 600 >85% 30 12 8 7,5 6 4 2 1,8 1,5 0,28 0,27 0,25 1977 1990 2005 2012 2017 400 200 300 150 0 2004 2008 2012 2016 2020 2024+ Reducción de costes esperada por debajo de 300 /kwh en 2020 Evolución similar a la de los paneles solares pero en un plazo de tiempo más corto 5
3.- FORMAS DE REDUCCIÓN DE COSTES APLICABLES Enfoque sobre reducción de costes en todo el espectro del almacenamiento Costes de SECCIÓN POTENCIA Costes de SECCIÓN ENERGIA Costes de BALANCE OF SYSTEMS (BOS) Coste de PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ALMACENADA 1 CELDAS 1 ELECTROLITO 1 SECCIÓN DE CONTROL 2 BOMBAS 2 TANQUES Y TUBERÍAS 2 3 INVERSOR CONTENEDORES COST TOTAL DE LA INSTALACIÓN 3 ACCESORIOS 3 ACCESORIOS 4 INGENIERÍA, APROV.Y STRUCCIÓN CON 6
4.- SECCIÓN ENERGIA - POTENCIAL DE REDUCCIÓN DE COSTES Dos enfoques simultáneos para maximizar la competitividad CONSTRUCCIÓN PLANTA DE ELECTROLITO COSTES DE SECCIÓN ENERGIA BÚSQUEDA DE CONSORCIO PARA NUEVAS FORMULACIONES DE ELECTROLITO 7
5.- PREPARACIÓN PROPIA DEL ELECTROLITO Suministro de materia prima: Vanadio Norte América; 4% Europa; 7% Sudáfrica; 10% Rusia; 11% Producción - Países Otros; 12% China; 56% US$/Pound V2O5 $35,00 $30,00 $25,00 $20,00 $15,00 $10,00 $5,00 $- Jan-04 Evolución de Precios (2004-2016) Jan-06 Jan-08 Jan-10 Jan-12 Jan-14 Jan-16 Producción de tipo de materia prima Escoria de acero; 68% Minerales primarios; 21% Producto secundario; 11% US$/Pound V2O5 $15,00 Evolución reciente (2016-17) $10,00 $5,00 $0,00 may-16 ago-16 nov-16 mar-17 jun-17 sep-17 dic-17 El vanadio supone 95% del coste total del electrolito 8
5.- PREPARACIÓN PROPIA DEL ELECTROLITO Optimización del proceso de preparación Perfeccionamiento técnicas químicas purificación Ejemplos de fuentes secundarias: Escorias de fundición del acero Petróleo Utilizar vanadio con menor pureza Simplificar proceso de Preparación 9
5.- PREPARACIÓN PROPIA DEL ELECTROLITO Utilización más eficiente del vanadio a través de mejoras químicas Parejas redox auxiliares Utilización de otros compuestos químicos para ampliar la gama de utilización del estado de carga del vanadio Promotores Adición de promotores de reacciones químicas deseadas Inhibidores Estabilizadores y anticoagulantes Adición de inhibidores de reacciones químicas no deseadas - evitar reacciones sobre los electrodos, como la formación de oxígeno y de hidrógeno Utilización de sustancias para evitar la precipitación del pentóxido de vanadio a altas temperaturas Aumentar la capacidad específica del electrolito (en kwh/litro) reduciendo la cantidad de vanadio requerida 10
6.- RESULTADOS ESPERADOS 1 Reducción/gestión del riesgo de volatilidad del precio del vanadio 2 Desarrollo de nuevas composiciones de electrolito para mejorar su calidad y reducir el % de vanadio requerido 3 Reducción del coste del electrolito ( /l) 11
7.- CONSORCIO ESPERADO Vínculo con centro de I+D para desarrollo del proyecto I+D - Centros Tecnológicos - Universidades 12
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