La revolución del almacenamiento de energía: cómo las baterías transformarán el transporte y las ciudades

El consumo de electricidad sigue creciendo en todo el mundo. Según la IEA, se espera que la demanda global de electricidad aumente aún más rápido, a una tasa media del 3.4% anual, para 2026. Esta demanda será impulsada por una perspectiva económica mejorada y una notable expansión del sector de centros de datos. 

A medida que el consumo de electricidad aumenta, garantizar un suministro de energía estable y sostenible se vuelve cada vez más complejo.

El hecho es que las redes eléctricas tradicionales dependen de combustibles fósiles, y las fuentes de energía renovable como la eólica y la solar son intermitentes. Aquí, el almacenamiento de energía es crítico para satisfacer la demanda energética y apoyar un almacenamiento sostenible. 

Al capturar el exceso de energía cuando la oferta es alta (días soleados para la energía solar) y liberarla cuando se necesita (por la noche o durante días nublados), o en picos de demanda, las soluciones de almacenamiento permiten la integración de renovables y mejoran la fiabilidad de la red.

Además, esto puede reducir potencialmente los costos de electricidad al optimizar el uso de energía y minimizar la necesidad de nuevas centrales eléctricas. Más importante aún, contribuye a los esfuerzos de descarbonización al reducir la dependencia de fuentes de energía intensivas en carbono.

En este contexto, el mercado global de almacenamiento de energía se ha triplicado aproximadamente en 2023 y se espera que continúe creciendo a una tasa anual del 21% hasta 2030. 

El almacenamiento de energía es, de hecho, la gran idea de Ark Invest para 2025 y se espera que “impulse avances exponenciales en todas las industrias y catalice un cambio de paradigma en el crecimiento económico global”.

El informe anual ARK de Cathie Wood ofrece un análisis integral de la convergencia tecnológica y su potencial para revolucionar las industrias. En esta ocasión, la inteligencia artificial, la robótica, las cadenas de bloques públicas y la secuenciación multiómica, junto con el almacenamiento de energía, son las áreas de enfoque que se prevé desbloquearán un crecimiento exponencial.

Estas ideas, según el informe, están listas para impulsar la productividad de manera dramática y crear oportunidades de inversión a largo plazo. ¡Así que echemos un vistazo a la solución de almacenamiento de energía más destacada!

Avances en la tecnología de baterías

Entre las soluciones de almacenamiento de energía, las baterías juegan un papel clave para satisfacer la creciente demanda y acelerar la transición a la energía renovable al actuar como una opción flexible, escalable y respetuosa con el medio ambiente. 

El almacenamiento de baterías es un habilitador esencial de la generación de energía renovable y de aplicaciones como la reducción de picos, la optimización del autoconsumo y la energía de respaldo. A lo largo de los años, los avances en la tecnología de baterías han mejorado significativamente su densidad energética, eficiencia, velocidad de carga, vida útil y seguridad.

Todos estos avances en la tecnología de baterías son impulsados, según ARK en su informe, por otras tecnologías disruptivas. Las innovaciones en la tecnología de baterías están siendo influenciadas por avances en redes neuronales, la nube de próxima generación, dispositivos inteligentes, movilidad autónoma, generación de energía distribuida y cohetes renovables.

Ahora, los avances recientes en la tecnología de baterías incluyen baterías de litio-azufre, que tienen una mayor densidad energética, lo que les permite almacenar más energía; baterías de sodio-ion, que utilizan un material más abundante; baterías con electrolitos organosilícicos más resistentes al fuego; y baterías de litio-tungsteno NanoBolt, que se recargan más rápidamente.

Sin embargo, una innovación importante en la química de baterías ha sido las baterías de estado sólido (SSB), que, en lugar de electrolitos líquidos, utilizan electrolitos sólidos, mejorando así la seguridad y la estabilidad. Estos electrolitos sólidos pueden fabricarse a partir de una gama más amplia de materiales más baratos y respetuosos con el medio ambiente.

El material sólido utilizado como electrolito permite el movimiento de iones entre el ánodo, típicamente fabricado con un material de alta energía como el litio, y el cátodo, que está hecho de materiales compuestos, durante la carga y descarga.

En comparación con las baterías tradicionales de iones de litio, las baterías de estado sólido ofrecen una mayor densidad energética y pueden almacenar más energía en el mismo espacio. El electrolito sólido también minimiza el riesgo de fugas e incendios al utilizar un sólido estable e ininflamable, lo que también previene el sobrecalentamiento.

De esta manera, elimina la necesidad de sistemas de gestión térmica, ofreciendo a su vez un mejor rendimiento en temperaturas extremas, tiempos de carga más rápidos, mayor autonomía y ciclos de vida más largos.

La longevidad y el ciclo de vida de las baterías de estado sólido se han enfocado especialmente en mejorar mediante innovaciones en materiales de electrolitos sólidos, que les permiten soportar más ciclos de carga y descarga. Esto no solo extiende la vida útil, sino que también convierte a estas baterías en una opción más sostenible en comparación con las baterías convencionales. 

Mientras que las baterías de iones de litio pueden soportar de 1,500 a 2,000 ciclos de carga, las SSB pueden durar de 8,000 a 10,000 ciclos. Esta mejora significativa en eficiencia y durabilidad muestra su potencial para superar las tecnologías de baterías actuales en aplicaciones exigentes y convierte a las baterías de estado sólido en una opción altamente prometedora para futuras soluciones de almacenamiento de energía en todas las industrias.

La industria automotriz, en particular, se beneficiará enormemente de la tecnología de baterías de estado sólido debido a la necesidad de los vehículos eléctricos de una alta densidad energética y baterías seguras, duraderas y de carga rápida.

Actualmente, para la carga rápida, las empresas también están explorando baterías sin ánodo, electrolitos novedosos, nuevos materiales y tecnologías de enfriamiento que disipen el calor de manera más eficiente; diseños avanzados de convertidores para gestionar niveles de alta potencia mientras reducen la generación de calor y la pérdida de energía; y tecnologías de IA y carga inalámbrica para optimizar el proceso de carga.

Además de la química de las baterías, otros avances tecnológicos en este campo incluyen el reciclaje y la reutilización de baterías para reducir su costo y la monitorización en tiempo real para optimizar el rendimiento de las baterías.

Vehículos eléctricos y almacenamiento en la red

La tecnología avanzada de baterías, que ha traído mejoras en la eficiencia de las baterías y el almacenamiento de energía, está catalizando avances en la movilidad autónoma, la generación de energía distribuida y la robótica humanoide.

Desde los vehículos eléctricos hasta los sistemas de energía renovable y el almacenamiento de energía en la red, todas estas aplicaciones dependen de soluciones de almacenamiento de energía eficientes y asequibles. Los desarrollos recientes demuestran que, de hecho, estamos avanzando en la dirección correcta, ya que el costo de las baterías está disminuyendo.

Si observamos los datos históricos, una batería con una capacidad de un kilovatio‑hora costaba unos asombrosos $7,500 en 1991. Desde entonces, los precios han disminuido significativamente, y las baterías de iones de litio se han convertido en la solución de almacenamiento de energía más rentable.

En 2008, el costo por kilovatio‑hora (kWh) era de $1,355, lo que luego descendió a $153 por kWh en 2022. Esto no se detuvo aquí; los precios de los paquetes de baterías de iones de litio han caído aún más a un mínimo histórico de $115 por kilovatio‑hora en 2024, una disminución del 20 % respecto al año anterior. 

La razón principal de esta caída ha sido el progreso en la tecnología y química de baterías, así como un aumento sustancial en la producción, la reducción de los precios de materias primas, la adopción de materiales más asequibles y una mayor competencia.

Estos costos decrecientes deberían acelerar la adopción de EV, ya que los paquetes de baterías son una parte clave de los EV y ayudan a almacenar la energía necesaria para impulsar estos vehículos. Los altos costos de las baterías han sido en realidad un gran obstáculo para la adopción de EV. Esto se debe a que pueden representar un tercio del costo de un EV. Y con la disminución de los costos de las baterías, también debería bajar el precio de los EV.

BNEF predice que los precios de los paquetes de baterías caerán por debajo de la marca de $100/kWh para 2026 y $69/kWh para 2030. Se proyecta que esto ayude a los EV a alcanzar la paridad de costos con los vehículos de motor de combustión interna (ICEV).

Los precios más bajos de las baterías también hacen que los sistemas de energía intermitente sean económicamente atractivos con un 100 % de tiempo de actividad. Esto mejora la viabilidad de soluciones de almacenamiento de energía a gran escala y facilita la integración de fuentes de energía renovable en las redes eléctricas.

Según el informe de ARK:

“La disminución de los costos de la tecnología avanzada de baterías debería provocar una explosión en los factores de forma, habilitando sistemas de movilidad autónoma que reduzcan drásticamente el costo del transporte.”

Una reducción en el costo del tren motriz eléctrico, en particular, debería desbloquear la micromovilidad y sistemas aéreos como taxis voladores, lo que permitiría modelos de negocio que transformarán las ciudades, predice ARK. La autonomía también se espera que reduzca el costo de taxis, entregas y vigilancia en un orden de magnitud, habilitando un transporte sin fricciones, lo que a su vez aumentará la velocidad del comercio electrónico y hará que la propiedad individual de automóviles sea una rareza.

Todas estas innovaciones, junto con la energía solar, la fisión a pequeña escala y las baterías estacionarias a gran escala, según ARK, pueden transformar completamente el sector energético, sustituyendo la electricidad por combustible líquido y aumentando la producción y resiliencia a nivel de sistema.

Oportunidades de inversión

El almacenamiento de energía es la base de un futuro energético sostenible, que está siendo impulsado por los avances en la tecnología de baterías. Así que echemos un vistazo a algunos nombres destacados en este sector:

#1. Tesla

Tesla (TSLA ) es una fuerza dominante en la producción de baterías y vehículos eléctricos, con sus avances tecnológicos y expansiones estratégicas desempeñando un papel clave en fomentar los sueños eléctricos de la industria. En cuanto a la tecnología de baterías de la compañía, Tesla utiliza una variedad de químicas de baterías de iones de litio (Li‑ion), que incluyen diferentes composiciones de NMC (níquel‑manganeso‑cobalto) así como el más barato LFP (fosfato de hierro y litio).

Sin embargo, la mayoría de las baterías de EV de Tesla provienen de otras compañías, incluidas Panasonic Energy y LG Energy, por lo que la empresa ha estado intentando aumentar la producción de sus celdas de batería 4680 en EE. UU. para reducir costos y mejorar los márgenes. El desarrollo de la batería 4680, sin embargo, ha enfrentado problemas significativos, perdiendo hasta un 80 % de los cátodos en la producción de pruebas.

A pesar de estos desafíos, Tesla sigue avanzando, habiendo desplegado 11 GWh de almacenamiento de energía en el cuarto trimestre de 2024 y un récord de 31,4 GWh en todo 2024, lo que representa un aumento interanual del 244 % y 114 %, respectivamente. Sus productos Megapack y Powerwall fueron los principales impulsores de este crecimiento.

Según ARK, Tesla representa alrededor del 19 % del almacenamiento de energía global, lo que puede parecer sorprendente para algunos hoy, pero como dijo una vez Musk, el propósito de Tesla siempre ha sido “acelerar la llegada de la energía sostenible”.

Tesla también está planeando diseñar cuatro nuevas versiones de baterías internas para alimentar su Cybertruck, el próximo robotaxi y otros EV, según un informe de Reuters en octubre del año pasado.

El fabricante también se está preparando para lanzar su robotaxi en 2025. ARK espera que el Cybercrab de Tesla sea rentable a un precio de $15,000 o menos, basándose en una eficiencia de 5.5 millas/kWh y un costo de batería de tan solo $2,300. 

En cuanto a los datos financieros de la compañía, Tesla reportó ingresos de $25.71 mil millones en el trimestre cuarto más reciente de 2024. Esto incluye $19.8 mil millones en ingresos automotrices — una caída del 8 % respecto al cuarto trimestre de 2023 — de los cuales $692 millones provienen de créditos regulatorios y $3.06 mil millones en ingresos de generación y almacenamiento de energía, que aumentaron un 113 % respecto al mismo período del año anterior.

El ingreso operativo de Tesla fue de $1.6 mil millones, el ingreso neto de $2.32 mil millones y las ganancias por acción fueron de 73 centavos ajustados. Durante este período, Tesla entregó 495 570 vehículos, y en el año completo, se entregaron aproximadamente 1.8 millones de EV. Este año, la compañía planea lanzar “Full Self‑Driving no supervisado como servicio de pago”.

Con una capitalización de mercado de $1.12 billones, las acciones de Tesla, al momento de escribir, cotizan a $349, con una caída del 13.15 % en lo que va del año. Su EPS (TTM) es 2.04, mientras que la relación P/E (TTM) es 172.20.

2. QuantumScape  

QuantumScape (QS ) ha desarrollado un diseño de celda que no involucra un ánodo para ofrecer alta densidad energética, al tiempo que simplifica la fabricación y reduce los costos de materiales. Su tecnología original de celdas de batería afirma permitir un almacenamiento de energía más eficiente y fiable.

Con sus baterías, la compañía busca impulsar la movilidad de próxima generación y ayudar con la transición verde en el sector del transporte, que es uno de los principales contribuyentes a las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Pero los EV actuales, según QuantumScape, aún carecen del rendimiento, la seguridad y el costo necesarios para la adopción masiva de vehículos de cero emisiones.

Por lo tanto, el enfoque de QuantumScape está en baterías de estado sólido de litio‑metal, que, según afirma, cargarán más rápido, tendrán mayor autonomía, durarán más y operarán de forma más segura que los EV existentes, así como los vehículos de combustión.

Además de la arquitectura sin ánodo, otra innovación de QuantumScape que puede ayudar a inaugurar esta nueva era del almacenamiento de energía es su separador cerámico sólido patentado, que puede cumplir con los requisitos clave de alta conductividad, estabilidad y baja impedancia interfacial, lo que permite alta densidad energética, carga rápida y larga vida.

Su primer producto comercial planificado es el QSE‑5, que está diseñado para combinarse con diferentes químicas de cátodo, incluidas NMC y LFP. Las celdas QSE‑5 tienen una densidad energética medida de 844 Wh/L y pueden cargarse del 10 % al 80 % en aproximadamente 12 minutos.

Con una capitalización de mercado de $2.56 mil millones, las acciones de QuantumScape, al momento de escribir, cotizan a $5, con una caída del 3.47 % en lo que va del año. Su EPS (TTM) es -0.95 mientras que la relación P/E (TTM) es -5.25.

En cuanto a los datos financieros de la compañía, el último trimestre reportado fue el Q3 2024, durante el cual sus gastos de capital fueron $17.9 millones, los gastos operativos GAAP fueron $130.2 millones y la pérdida neta GAAP ascendió a $119.7 millones, mientras que la liquidez al final del trimestre era $841 millones.

QuantumScape también informó haber iniciado la producción de bajo volumen de sus primeras celdas de muestra B, implementando con éxito el proceso Raptor y asociándose con el fabricante de baterías de Volkswagen, PowerCo, con un prepago de $130 millones para llevar la tecnología QSE‑5 a la producción masiva.

3. Solid Power  

Solid Power (SLDP ) está desarrollando tecnología de celdas de batería totalmente de estado sólido, que se espera mejore las celdas híbridas de próxima generación y la tecnología convencional de iones de litio basada en líquido. La compañía utiliza electrodos de mayor capacidad, como silicio y litio metálico, para ofrecer mayor seguridad, vida útil más larga y una ventaja de costo del 15‑35 %.

El ingrediente clave de la batería de estado sólido total de Solid Power es un electrolito sólido a base de sulfuro, que promete una combinación sólida de rendimiento a nivel de celda, fabricabilidad y conductividad. Esta tecnología de electrolito sólido a base de sulfuro utiliza materiales abundantes, y la compañía pretende escalar su producción para alimentar anualmente a 800 000 EV con sus celdas de batería totalmente de estado sólido para 2028.

Con una capitalización de mercado de $240 millones, las acciones de Solid Power, al momento de escribir, cotizan a $1.36, con una caída de casi el 30 % en lo que va del año. Su EPS (TTM) es -0.47 mientras que la relación P/E (TTM) es -2.80.

Para el tercer trimestre de 2024, la compañía reportó $4.7 millones en ingresos, una pérdida operativa de $27.6 millones y una pérdida neta de $22.4 millones. Su liquidez al final del trimestre, sin embargo, fue de $348.1 millones. Solid Power también ha asegurado una subvención de $50 millones del Departamento de Energía de EE. UU. para continuar la producción de su electrolito sólido a base de sulfuro. Además, extendió el acuerdo con VMW y comenzó trabajos en la I+D del electrolito y el laboratorio prepiloto EIC.

Desafíos

A medida que los EV experimentan una rápida expansión y la red eléctrica transita hacia las renovables, las baterías se han convertido en un elemento clave para lograr un futuro más verde. Pero aunque las baterías ofrecen una tecnología verde prometedora en comparación con los combustibles fósiles, también generan emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de forma directa o indirecta a lo largo de su ciclo de vida.

La fase de fabricación de baterías, que incluye la extracción y el refinado de materias primas, es un contribuyente significativo a las emisiones de GEI. Además, estos materiales también plantean otros desafíos para el desarrollo de la tecnología de baterías y, por extensión, para los EV y el almacenamiento de energía.

El litio es actualmente el componente más crítico en la producción de baterías, y se espera que su demanda aumente más de 40 veces para 2040. Sin embargo, el propio mercado del litio está enfrentando desafíos significativos debido a recortes en la producción y a cambios en los patrones de demanda.

Los minerales, que se encuentran principalmente en Australia, Chile y China, representan el 90 % de la producción mundial y también son perjudiciales para el medio ambiente. Además de la distribución desigual de estos minerales críticos para baterías (litio, cobalto, níquel, manganeso y grafito), también enfrentan problemas de escasez y requieren operaciones mineras intensivas para su extracción.

La creciente tensión geopolítica agrava aún más esta situación. Políticas comerciales como los posibles aranceles a las importaciones chinas por parte del presidente estadounidense Donald Trump y los aranceles de represalia de China a las importaciones estadounidenses ya están amenazando con alterar los precios globales de baterías y las cadenas de suministro.

Los cambios de política en torno a los EV y la energía renovable presentan otro desafío. Por ejemplo, en Europa, países como Francia y Alemania han reducido los subsidios a los EV, lo que puede ralentizar el crecimiento de los EV y, a su vez, afectar el desarrollo y avance de las baterías.

Además de todo ello, la tecnología de baterías aún enfrenta desafíos en términos de seguridad, lo que limita el uso de los EV y el uso de baterías para el almacenamiento de energía. Luego está el problema de la baja calidad de las baterías¹, que puede afectar la fiabilidad de los dispositivos que alimentan. La eliminación de estas baterías también genera residuos peligrosos, mientras que la vida útil más corta de las baterías retiradas conlleva gastos de reemplazo, instalación, transporte y tiempo de inactividad. 

Ahora, para abordar las preocupaciones de sostenibilidad de las baterías, el enfoque principal sigue siendo prolongar su vida operativa, pero deben ir mucho más allá. Además de maximizar la eficiencia energética, debemos minimizar el uso de materiales tóxicos, utilizar fuentes renovables para alimentar los dispositivos de baterías, desarrollar sistemas de baterías multifuncionales y promover el reciclaje y la reutilización de baterías.

Conclusión

A medida que se intensifica el impulso global hacia la energía renovable, la necesidad de un almacenamiento de energía eficiente se vuelve más crítica que nunca. Los sistemas de almacenamiento de energía robustos pueden garantizar un suministro de energía estable y continuo, reducir costos, minimizar la carga de la red, alimentar vehículos eléctricos y ayudar a alcanzar los objetivos de descarbonización.

El almacenamiento de energía está impulsado por los avances en la tecnología de baterías, que han dado lugar a la reducción de costos, mayor eficiencia y mayor seguridad. Es a través de la innovación constante en la tecnología de baterías que el almacenamiento de energía puede revolucionar industrias que van desde la IA, la robótica, hasta la movilidad autónoma y la generación de energía distribuida.

En general, el almacenamiento de energía catalizado por la tecnología avanzada de baterías está listo para impulsar la adopción generalizada de vehículos eléctricos, habilitar redes inteligentes resilientes y alimentar un futuro sostenible!

Haga clic aquí para obtener una lista de las principales acciones de EV.

Referencia del estudio:

^{1. Attia, P.M., Moch, E., & Herring, P.K. (2025). Desafíos y oportunidades para la producción de baterías de alta calidad a escala. Nature Communications, 16, 611. Disponible en línea 12 de enero de 2025. https://www.securities.io/top-10-evs-stocks-to-invest-in/}