Hacia el Litio Rural!.Una opción más para el desarrollo de tecnologías de baterías de litio en Bolivia

Miguel Fernández F. - ENERGETICA

1. Contexto

Las baterías de litio, en sus diferentes combinaciones, son un equipo de almacenamiento de energía eléctrica, y actualmente tienen múltiples usos en Bolivia. Con una densidad de energía de 100 – 265 Wh/kg, y una duración aproximada de 1000 ciclos, son pilas que con un pequeño tamaño, pueden almacenar una gran cantidad de energía (de 3 a 4 veces más en relación a las baterías de plomo acido tipo automotriz) además de recargarse más rápido, poder descargarse totalmente y tener un peso relativamente bajo.

El uso más difundido de esta tecnología de almacenamiento de energía está en teléfonos celulares, computadoras portátiles, lectores de música, máquinas fotográficas, entre otros aparatos electrónicos. Sin embargo en los últimos 2 años, se nota una incursión muy fuerte en sistemas fotovoltaicos llamados “de tercera generación”, donde junto a innovaciones como el uso de LED para iluminación y microelectrónica para el control, están desplazando a las características baterías de plomo.

Grandes programa de electrificación rural en Asia y África que están difundiendo soluciones básicas de iluminación que utilizan energía solar, están empleando pequeñas baterías de Litio.

En ese contexto, Bolivia tiene las reservas más grandes de Litio a nivel mundial ( http://wp.cedha.net/) y se encuentra en este momento desarrollando tecnología para explotar el Litio y fabricar baterías de este metal. Sin embargo, el penetrar en un mercado altamente especializado como el de los acumuladores de energía en base a Litio, no es una tarea fácil.

2. La industrialización del Litio

Los esfuerzos que está realizando el país actualmente están centrados en lograr una base para la industrialización futura del Litio; así la fabricación de manera piloto de baterías permite entender y manejar la tecnología de las baterías de Litio, apoya la formación de recursos humanos y el desarrollo paulatino de capacidades locales para avanzar en este campo.

Por otro lado, de acuerdo a informaciones del Centro de Innovacion del Litio de la Universidad de Chile el valor agregado entre la materia prima y las baterías de Litio, puede llegar a ser hasta 500 veces a 1, lo cual ratifica la estrategia de la Empresa de Recursos Evaporiticos, de apuntalar los procesos de industrialización.

En ese sentido, dado que el mercado automotriz y el resto de aplicaciones electrónicas, por su parte, exigen baterías con características constructivas especiales, con exigencias de calidad y performances técnicas que aún se están desarrollando en Bolivia, se debe asentar la capacidad local de fabricación con productos en los cuales se pueda tener cierto tipo de control.

3. El mercado de las baterías de Litio

Al revisar las noticias se dice que Chile tiene una presencia importante en el mercado de las baterías de Litio, sin embargo hay que aclarar que Chile aún no fabrica baterías de Litio, y no tiene presencia en los mercados de Latinoamérica. A fines de 2014 se anunció que desarrollaron un prototipo en la Universidad de Chile y, de acuerdo a la prensa, estarían planificando montar una fábrica de baterías de Litio durante 2015. Se debe tomar en cuenta que, Chile es líder en la producción de Litio como materia prima, el mismo que es exportado mayoritariamente como carbonato de Litio a diferentes países como Japón, Corea del Sur, China, Alemania, Estados Unidos y Bélgica, para la fabricación de baterías.

Escenarios de Evolución de Carros Eléctricos en 15 años

El mercado de baterías de Litio está creciendo de manera acelerada en todo el mundo, los últimos años a razón del 10 a 12% anual. Esto implica un mercado en despegue, dada la gran cantidad de equipos portables que se utiliza (laptops, celulares, cámaras, etc.) de baja potencia, pero también las aplicaciones en autos eléctricos y, finalmente otras aplicaciones de potencia media como sería los sistemas fotovoltaicos de tercera generación.

En ese contexto, la introducción de productos bolivianos de Litio en el mercado internacional será siempre compleja, dadas las economías de escala de los otros países, el desarrollo de una industria relativamente nueva para el país, así como también las exigencias técnicas y de adaptación constante que va surgiendo en un mercado dinámico como este.

En todo caso, una presencia boliviana en el mercado del Litio dependerá de la estrategia que desarrolle la industria nacional, las alianzas que establezca con productores de electrónica y equipamiento que utilizan este tipo de baterías y la calidad y precios con los que se oferten estos productos.

4. Ideas para un producto de Litio innovador

En perspectiva de iniciar una industria de baterías de Litio en Bolivia, se debería ver inicialmente el mercado interno con cierta especialización y en el cual puede existir cierta injerencia directa del Estado. Es decir antes que salir a competir en el mercado internacional, se podría asentar la provisión local de baterías de Litio en todas las aplicaciones que lo requieren.

Así, por ejemplo, la incorporación de baterías de Litio en todas las Laptops, Tablets y celulares que pretende ensamblar la industria Quipus, de propiedad del Estado, podría ser una de las primeras de las demandas a atender.

Pensando en aplicaciones que son más comunes en Bolivia, como es la electrificación rural basada en sistemas fotovoltaicos de 50 Wp, que utilizan batería de plomo de 100 Ah; para este tipo de instalaciones, la batería de plomo podría ser reemplazada por una batería de Litio de 10 Ah. Mientras la batería de plomo pesa cerca de 30 kg, la batería de Litio pesaría aproximadamente 0,9 kg.

Evolución de baterías para Sistemas Fotovoltaicos

Existen aproximadamente 40.000 sistemas fotovoltaicos ya instalados en viviendas rurales y escuelas, en funcionamiento, que podrían requerir estas baterías de Litio para su recambio, una vez que cumplan su vida útil las baterías de plomo acido clásicas que se están utilizando. Esto supone aproximadamente una tasa de cambio de 6000 a 10000 baterías/año para empezar.

Por otro lado, existe un mercado determinado por los sistemas fotovoltaicos para electrificación rural, que podrían ser perfectamente adaptados para utilizar baterías de Litio. Se prevé que se instalarán al menos 200.000 nuevos sistemas fotovoltaicos en el área rural, lo que representa un número igual de baterías de 4Ah a 10 Ah, que deberían incorporarse al mercado y cuya reposición se daría cada 5 años aproximadamente.

En todo caso, esta demanda interna permitiría que una industria naciente de baterías de Litio, pueda ir ganando experiencia, asentándose y preparándose para ser competitiva en un contexto internacional.

Ahora bien, si Bolivia se especializara en la producción de baterías de Litio para aplicaciones fotovoltaicas, adicionalmente podría expandirse a un mercado regional, donde por ejemplo Perú instalará en los próximos años 500.000 sistemas fotovoltaicos. No hay que olvidar que en Latinoamérica y el Caribe existen cerca de 31 millones de personas sin acceso a la electricidad, y que será en gran mayoría atendidas por sistemas fotovoltaicos descentralizados (Experiencias con SFV de tercera generación en Argentina, Bolivia y Bolivia. M. Fernandez. 2015)

5. Conclusiones

No será qué, más allá de ir a pelear un mercado altamente competitivo y donde hay que establecer alianzas con productores de automóviles, de electrónica, etc., al dirigir nuevamente nuestra miranda hacia adentro de Bolivia y su demanda en electrónica, así como hacia la Bolivia rural dispersa, aislada y no electrificada, no tengamos más bien frente a nosotros un mercado donde nadie está trabajando con solvencia aún?

De atender estas demandas, podríamos coadyuvar a resolver los problemas de acceso a la energía para esta población, pero además se podría dar un salto posicionándonos en un segmento de mercado de manera ventajosa e inigualable, de manera paralela a explorar los mercados internacionales más grandes, como el de los vehículos eléctricos.

Quizás se debería al menos explorar este camino para las baterías de Litio: un camino hacia el Litio Rural!

Cochabamba, Diciembre, 2015

  

Acceso universal a la electricidad: el desafío de la adopción de sistemas fotovoltaicos de tercera generación.

Si bien la cobertura eléctrica en América Latina es alta, 31 millones de personas aún no tienen acceso a electricidad que les permita iluminarse de manera limpia, sana y sustentable. Esta población normalmente se encuentra en poblaciones rurales, aisladas y dispersas, generalmente con accesos precarios, que impulsan la aplicación de soluciones off-grid.

Aunque los sistemas fotovoltaicos sin duda, han sido una solución para una gran mayoría de familias, la velocidad de implementación de proyectos es baja debido a problemas técnicos que cuestionan su sostenibilidad, de logística de instalación y los modelos institucionales de distribución.

Sin embargo en este momento están en pleno ingreso en el mercado nuevas e innovadoras tecnologías en el área fotovoltaica, equipos más eficiente, menos costosos, más fáciles de transportar y que son susceptible de autoinstalación por parte de los usuarios; y, lo más importante, proporcionando los mismos servicios que los sistemas fotovoltaicos domésticos tradicionales.

Estos nuevos sistemas, denominados de “tercera generación”, pueden constituir una de las soluciones para lograr el acceso universal a la electricidad hasta el año 2030 en nuestra región.

El programa ESMAP del Banco Mundial, junto a Fundación Alimentaris, a través de ENERGETICA se encuentran ejecutando el Proyecto de Despliegue de Nuevas Tecnologías Solares para Zonas Rurales Aisladas. Apoyando su Adopción en América Latina.

Uno de los primeros resultados logrados es la publicación sobre "Experiencias con Sistemas Fotovoltaicos de Tercera Generación en  Argentina, Bolivia y Perú", la misma que muestra el nivel de introducción de estos equipos en estos paises y tambien resumen los resultados de las experiencias,  culminando con una recomendaciones técnicas que pueden aplicarse como una guía basica inicial para seleccionar tecnologías que tengan un desempeño apropiado en el área rural.

La publicación es accesible a tavés del siguiente link:
http://www.energetica.org.bo/energetica/publicacionesd.asp?d=240

Bolivia, el Desafío de Exportar Electricidad!

La posibilidad de que Bolivia se convierta en un exportador de energía eléctrica y que éste desafío sea parte ya de la agenda energética del país, marca la necesidad de contextualizar y responder algunas interrogantes relativas al desarrollo del sector eléctrico, que muchas personas se hacen, como ser ¿cuál es el tamaño relativo del sector eléctrico boliviano en relación a la región y en relación a nuestros países vecinos?; ¿que potencial de crecimiento tiene el sector eléctrico sin considerar el gas natural?; ¿cuánta electricidad podríamos exportar?; ¿que mercado potencial existe para nuestra electricidad?; ¿que significa para el sector eléctrico exportar 3.000 MW el año 2030?... A continuación intentamos dar respuesta a esas preguntas.

¿Cual es el tamaño relativo del sector eléctrico boliviano?

En la región de América Latina y el Caribe (ALAC), es decir desde México hasta la Argentina, de acuerdo a OLADE (Organización Latinoamericana de Energía), la capacidad instalada de generación de electricidad en 2011 alcanzaba a casi 316 GW. De toda esta potencia instalada, entre 2 países, México y Brasil, copaban más del 50% de esa capacidad (Brasil con 117 GW y México con 52 GW). En ese contexto la potencia instalada de Bolivia el 2011 alcanzaba a 1,45 GW representando un 0,45% de toda la potencia instalada en la región.

Capacidad Instalada en Generación de Electricidad 2011 en ALAC

Fuente: OLADE SIEE 2011

¿Cómo son los potenciales de energía renovable en la región?

En la región de ALAC hay un gran potencial de aprovechamiento de las energías renovables como la eólica, solar, biomasa, geotermia y la hidroelectricidad. Sin embargo, los potenciales solar, eólico y de biomasa, aún no tienen estudios detallados de aprovechamiento a nivel de explotación económica, sino evaluaciones de potencial, los cuales pueden volverse energía aprovechable en función de las tecnologías que se empleen. Salvan ese estado dos fuentes, la Geotermia y la Hidroelectricidad, que de alguna manera ya han sido cuantificadas a un nivel general por OLADE.

Para 2011 se estimaba el potencial hidroeléctrico de ALAC en 693,5 GW, de los cuales aún sin explotar se encontraban 536,7 GW, es decir un 77%. El potencial hidroeléctrico de Bolivia es de 40,4 GW y prácticamente el 99% se encuentra sin explotar; de explotarlo completamente, representaría un 7,5% de la totalidad del potencial hidroeléctrico disponible en la región.

Potencial y Capacidad Hidroeléctrica Instalada en ALAC

Fuente: Panorama General del Sector Electrico en ALAC. OLADE. 2013

En relación a la Geotermia y siempre con los datos de OLADE 2011, se estima que en la región existe un potencial de 35,5 GW, que corresponde sobre todo a los países que se encuentran en la región llamada “cinturón de fuego del Pacífico”. Bajo esa estimación Bolivia tendría 2,49 GW de potencial geotérmico.

Fuente: Matriz Energética en ALAC. Situación y Perspectivas. OLADE 2012

¿Cuál la situación de Bolivia en relación a los países limítrofes?

Para particularizar el análisis, si consideramos solamente los países limítrofes a Bolivia, tendríamos qué, la suma de las potencias instaladas en electricidad de Bolivia, Argentina, Brasil, Paraguay, Perú y Chile alcanzaba a 186,5 GW. Si en 2011 el tamaño del sector eléctrico boliviano era de 1,4 GW, porcentualmente representaba, redondeando hacia arriba, el 1%; esto se aprecia de manera sintética en el siguiente gráfico.

Fuente: Elaboracion propia en base a OLADE SIEE 2011

En relación al potencial hidroeléctrico, Bolivia y los países limítrofes totalizan 437,1 GW, de los cuales ya se tienen utilizados 111,2 GW, quedando aún sin explotar un 74,5%. En relación a este potencial sin explotación, la capacidad de expansión del sector hidroeléctrico boliviano significa 39,5 GW es decir un 12,2%.

Con relación a la Geotermia, se tiene un potencial en Perú de 2,99 GW, en Chile 2,35 GW y en Argentina 2,01 GW. En el subgrupo de Bolivia y países limítrofes el potencial existente en Geotermia totaliza 9,84 GW y hasta el momento su utilización ha sido prácticamente nula.

Capacidad Instalada Bolivia y Países Limítrofes 2011

País	Potencial  Hidroelect. MW	Potencial Geotermia MW	Capacidad Instalada por tipo de planta (MW)
			Hidro	Termo	Nuclear	Otros (*)	Total MW
Argentina	40.400	2.010	10.045	22.660	1.018	87,0	33.810,0
Brasil	260.093	-	82.458	31.243	2.007	1.426,0	117.133,8
Peru	58.937	2.990	3.453	5.103	0	0,7	8.556,4
Chile	25.156	2.350	5.991	10.711	0	827,7	17.529,6
Paraguay	12.516	-	8.810	6	0	0,0	8.116,1
Bolivia	40.000	2.490	485	974	0	0,0	1.459,2
Total MW	437.102	9.840	111.242	70.697	3.025	2.341,4	186.605,1

(*) Geotermia + Solar + Eolica

Fuente: Elaboración propia en base a OLADE SIEE 2011

¿Cuánta electricidad se podría exportar desde Bolivia?

Ahora bien, con todos los datos anteriores y de manera muy simplificada se puede resumir las posibilidades de exportación de electricidad a los países limítrofes, de la siguiente manera:

• Si se consideran solamente los potenciales de energía renovable susceptibles de explotación de manera constante y prácticamente sin intermitencia como son la hidroelectricidad y la geotermia, y asumiendo un aprovechamiento económico de al menos un 50% de los potenciales estimados por OLADE, en un periodo de 15 años, se tendría una posibilidad de crecimiento adicional a lo existente en el sector, de 21 GW.

• A esta potencia disponible habría que restar el consumo interno, el mismo que por ejemplo para el año 2030 ha sido estimado en 3,6 GW (Plan Optimo de Expansión del SIN. MHE 2012). Es decir que se podría disponer al año 2030 de 18,8 GW netos para exportación basados solo en la generación de hidroelectricidad y goetermia, disponiendo aún otros recursos como la energía solar, eólica o biomasa y, claro el propio Gas Natural, una utilizacion intensiva del Gas Natural en la generación de electricidad para exportación estará sujeta al incremento de reservas.

• Considerando que la potencia instalada de Bolivia y los países limítrofes sumaba 186,6 GW a 2011, una capacidad de exportación de Bolivia de 18,8 GW en electricidad podría representar un 10% del total instalado en este subgrupo. Sin duda una cantidad importante de energía. Sin embargo se debe considerar que este potencial de exportación es teórico, pues los esfuerzos técnicos y económicos a desarrollar por el país debería ser muy intensivos y responden a una planificación meticulosa

¿Exportar electricidad ahora es posible?

Con la inauguración de las nuevas centrales a Gas Natural, se han hecho los anuncios de exportación de electricidad a los países limítrofes, empezando con 100 MW (0,1 GW) a fines de este año y con la intención de llegar a ofertar en 2030, 3GW a los mercados externos para el año 2030 (La Razón 30/09/2014).

Si consideramos que Argentina, Brasil y Chile son importadores netos de electricidad (SIEE - OLADE  2010), y en 2011 estos 3 países sumaban una capacidad instalada de 167 GW, una oferta del potencial de exportación de 3 GW desde Bolivia tiene un mercado más que asegurado.

             Fuente: Matriz Energética en ALAC. Situacion y Perspectivas. OLADE 2012

Para finalizar...

Si bien, el tamaño del sector eléctrico boliviano es el más pequeño de la región, a nivel de ALAC 0,45% y en relación a los países limítrofes 1%, esta situación representa ante todo una oportunidad de crecimiento.

Para la exportación de electricidad en estos momentos, lo importante es desarrollar proyectos de generación, pero también proyectos de interconexión eléctrica que faciliten la integración energética del país con sus vecinos y se cuide todos los aspectos técnicos de capacidad de transporte, calidad, seguridad, precios, etc. qué toma su tiempo negociar y construir. Empezar con pequeñas cantidades, es una estrategia que permitirá ir validando la capacidad exportadora de electricidad de Bolivia.

Se debe recalcar la importancia de lograr un marco legal apropiado que favorezca a las renovables y la exportación, sin descuidar el abastecimiento interno que debe ser prioritario, el trabajar en los conceptos de seguridad energética, el desarrollo de un sector eléctrico sustentable, y la integración energética que permitirá consolidar los mercados eléctricos subregionales que a partir de ahora se convertirán en un objetivo a conquistar y, de manera paralela crear las condiciones propicias para el desarrollo de infraestructura eléctrica de gran envergadura y lograr las inversiones respectiva debe ser parte de la agenda sectorial.

En la actual coyuntura se ha planteado ya la meta de llegar a exportar 3 GW en el año 2030; aunque estas cantidades parezcan pequeñas en el contexto regional (se indicaba en 186,8 GW el tamaño del mercado eléctrico de Bolivia y los países limítrofes), se debe considerar el esfuerzo interno que implicará desarrollar el sector eléctrico boliviano. Esto significa pasar de un tamaño actual de 1,45 GW, y llegar el 2030 a 6,6 GW; es decir que en los próximos 15 años, el sector multiplicará en casi 5 veces el tamaño actual que posee.

Si aún estas cifras no impactan, este crecimiento significará que cada 3 años el sector eléctrico debería crecer en una proporción similar al tamaño actual que tiene. Es decir, en los próximos 3 años, las empresas generadoras de ENDE corporación deberían duplicar su capacidad de generación y mantener este ritmo de crecimiento hasta el 2030, es decir que se debería incorporar cerca a 500 MW/año al SIN.

Asi, en 2030, Bolivia seria un exportador neto de electricidad, que pondría en el mercado externo el 45% de su capacidad instalada y, esperamos que toda ella sea mayoritariamente en base a fuentes renovables de energía. Sin duda, todo un desafío!

Cochabamba, Octubre, 2014

Miguel Fernández F.