Los sistemas de almacenamiento de energía térmica o más conocidos como TES (Thermal Energy Storage) son un componente clave de las plantas de energía solar concentrada o Termosolares (CSP) que generalmente utilizan una mezcla de nitratos de sodio y potasio también conocida como “sal solar” como material de almacenamiento térmico. Las mejoras en los materiales TES son importantes para reducir los costos de CSP, aumentar la eficiencia energética y la competitividad con otras tecnologías. Una alternativa novedosa examinada en THEMSYS Initiative (UAI-Earth), SERC-Chile, Programa de Energía Solar (CORFO) y que también se puede encontrar en el trabajo titulado “Techno-Economic Forecasts of Lithium Nitrates for Thermal Storage Systems” (autores M. Montané, G. Cáceres, M. Villena y R. O’Ryan), es el uso de mezclas de sal con Nitrato de Litio que ayudan a reducir el punto de fusión de la sal y mejorar la capacidad térmica. Esto a su vez permite reducir el volumen de materiales requeridos. Se puede esperar entonces que el uso de Litio como material TES sea una opción para las tecnologías actuales de sales solares, y que esto será otro impulso añadido a la demanda actual de producción de las típicas baterías eléctricas para los proveedores de Litio, cuya demanda puede aumentar.
Sobre la base de datos de plantas comerciales y la evolución esperada del mercado del litio, se han evaluado las perspectivas técnicas y económicas de esta alternativa, teniendo en cuenta los recientes desarrollos de Nitratos de Litio y los precios futuros del litio con su incertidumbre. A través de un análisis de costo de energía nivelado (LCOE) se concluye que algunas de las mezclas podrían permitir una reducción en los costos de las plantas CSP de hasta un 5%, mejorando su competitividad.
Una explicación más detallada se puede realizar basándose en los resultados técnicos recientes donde se ha demostrado que las mezclas basadas en Nitrato de Litio, en particular la cuaternaria (KNO3 LiNO3 NaNO3 MgK) y la ternaria (KNO3 LiNO3 NaNO3) tienen importantes propiedades técnicas y desempeño económico que les permitirá convertirse en una opción muy importante para el creciente mercado solar basado en CSP con sistemas de almacenamiento de energía térmica. Debido a su menor punto de solidificación, el rango de temperatura de trabajo de los sistemas TES podría ser incrementado, el riesgo de solidificación de las sales fundidas reducido, y la energía auto-consumida disminuida. Esto también ayudaría a reducir el impacto ambiental de estas plantas, ya que podría requerirse menos material. Otra ventaja identificada específicamente para plantas CSP, es la posibilidad de usar estos materiales fundidos como HTF y cambiar de un sistema TES indirecto activo a un sistema directo activo, eliminando potencialmente un intercambiador de calor, reduciendo los costes de inversión y mantenimiento.
Estos resultados son robustos y esperanzadores cuando se consideran futuros aumentos esperados de los precios para diferentes nitratos relevantes, específicamente los precios del Nitrato de Litio. De acuerdo con el análisis de mercado realizado, para 2017, las previsiones de precios del litio predicen un aumento del 20%, liderado principalmente por la demanda de automóviles eléctricos. A largo plazo, los pronósticos apuntan a aumentos de precios del carbonato de litio por debajo del 30% para el período 2015-2025. Teniendo en cuenta estas proyecciones, estos aumentos esperados son sustancialmente inferiores a los requeridos para que los Nitratos de Litio pierdan competitividad frente a la sal solar en plantas cilindro parabólico. Algunas plantas evaluadas llegaron a tener reducciones de LCOE con incrementos en los precios de los Nitratos de Litio menores al 30%.
En conclusión, seguir dándole valor agregado a nuestras materias primas, como el Litio, no sólo mejoran la economía nacional, sino que también aportamos a las nuevas tecnologías a ser más sustentables y accesibles, lo cual tiene un impacto a nivel mundial.