La startup Form Energy está apostando por el hierro en lugar de litio para el almacenamiento a escala de red. Ha dedicado años a construir una batería que emplea el óxido como su sustancia activa, y ahora está enviando productos a gran escala.
El objetivo declarado de la empresa es sencillo: alcanzar los 20 dólares por kilovatio-hora, un nivel que situaría a sus sistemas a la par con las plantas de energía de gas natural en términos de costo. La cuestión de si alcanzará ese objetivo aún está en juego, aunque las primeras indicaciones de progreso son prometedoras.
La Batería de Óxido
La tecnología fundamental detrás de Form se basa en una reacción química sencilla. A medida que la batería se descarga, el oxígeno del aire circundante reacciona con el hierro, convirtiéndolo en óxido y produciendo electrones. La carga funciona a la inversa: una corriente eléctrica revierte el óxido de nuevo en hierro. La empresa se refiere a esto como «oxidación reversible».
El resultado es una batería que puede almacenar energía durante 100 horas. Esto supera con creces las cuatro a seis horas típicas de los sistemas de iones de litio, que dominan el mercado actualmente. Las baterías de iones de litio se cargan rápidamente, son de alta densidad energética y portátiles, pero dependen de metales costosos y son costosas de escalar.
El enfoque de Form con aire y hierro elimina por completo las tierras raras. El hierro es abundante, barato y ampliamente disponible. El compromiso es una huella física más grande: las baterías de Form se apilan en gabinetes del tamaño de contenedores de envío, requiriendo una hectárea para cada dos o tres megavatios.
Primer Despliegue Comercial
En los últimos dos años, Form ha estado fabricando baterías en su fábrica de Virginia Occidental. El primer uso real de estas baterías es un sistema de 150 megavatios-hora construido para el proveedor de electricidad de Minnesota, Great River Energy, que se espera que comience a funcionar en 2027.
Se han concluido varios acuerdos adicionales con proveedores de energía. Entre estos, el más significativo involucra a la empresa de servicios públicos con sede en Minnesota, Xcel Energy. El acuerdo combina la generación eólica y solar con 30 gigawatts-hora de almacenamiento de energía de Form, que abastecerá a un nuevo centro de datos de Google. El proyecto está programado para comenzar a operar por etapas desde 2028 hasta 2031.
Una vez finalizado, el proyecto tendría una capacidad de almacenamiento de energía de 30 gigawatts-hora, lo que podría convertirlo en el sistema de baterías más grande del mundo medido por la cantidad de electricidad que puede almacenar.
Por qué importa la duración prolongada
Lo que se ofrece es simple: las instalaciones solares y eólicas nuevas producen energía a un costo menor que los combustibles fósiles en la mayoría de las ubicaciones. Sin embargo, la cantidad que generan varía según la temporada, la hora del día y el clima. Ahí es donde entra el almacenamiento, suavizando esas fluctuaciones para las empresas de servicios públicos.
La forma de almacenamiento de energía de más rápido crecimiento es la batería de iones de litio, pero su capacidad de salida continua está limitada a cuatro a seis horas. Esta duración es suficiente para suavizar los picos de demanda y mantener la frecuencia de la red, pero no soluciona los desajustes entre la oferta y el consumo que abarcan varios días. Tales brechas surgen cuando las temperaturas se disparan, cuando las olas de frío golpean o cuando períodos prolongados traen escaso sol o viento.
Las baterías de Form están diseñadas para cubrir períodos de varios días. Mantienen su carga durante largos períodos de inactividad sin perder capacidad, una característica que se adapta bien a las necesidades de almacenamiento estacional. La empresa tiene como objetivo reducir los precios a $20 por kilovatio-hora, igualando lo que cuesta el gas natural.
La empresa se negó a revelar cuánto cuestan actualmente sus sistemas de baterías. El objetivo de $20 no se ha confirmado de forma independiente, pero se mantiene como el objetivo declarado.
El ángulo del centro de datos
La asociación Xcel-Google combina la energía eólica y solar con la computación en la nube. Los centros de datos se encuentran entre los usuarios más grandes de electricidad, y su demanda de ella ha aumentado a medida que crecen las tareas de inteligencia artificial. Se espera que la generación eólica y solar combinada con almacenamiento de larga duración demuestre que las energías renovables pueden manejar cargas pesadas sin depender de los generadores de gas natural.
El almacenamiento de energía barato podría ayudar a las energías renovables a satisfacer una mayor parte de este crecimiento impulsado por la inteligencia artificial en la demanda de electricidad. Un centro de datos alimentado por energía eólica y solar, respaldado por las baterías de Form, sería una vitrina para esa idea. Se espera que el proyecto entre en funcionamiento por fases entre 2028 y 2031.
Ampliación de la Fábrica
Para abordar su acumulación de producción, Form está agregando nuevos equipos a su fábrica para aumentar la capacidad de fabricación. La compañía reveló nueva financiación en agosto, lo que, combinado con las subvenciones del estado de Virginia Occidental y de los Estados Unidos, ha impulsado su financiación total a más de 2 mil millones de dólares.
Una importante inversión señala la fe en la empresa, pero la firma debe demostrar que puede cumplir sus compromisos. Actualmente, su producción se sitúa en 2 gigavatios-hora de almacenamiento anual, una modesta proporción de los 80 gigavatios-hora asegurados a través de acuerdos comerciales.
Si el esfuerzo tiene éxito o fracasa dependerá de si la fábrica puede ampliarse. La compañía debe demostrar que puede tomar su prototipo y convertirlo en una línea de producción en funcionamiento capaz de producir grandes volúmenes mientras mantiene intactas tanto la calidad como la confiabilidad.
La Huella Física
Las baterías utilizadas por Form están lejos de ser modestas en tamaño. Cada módulo mide el tamaño de un contenedor de envío, y la propia estimación de la compañía sitúa el requisito de espacio en una hectárea por cada dos o tres megavatios. Esto sugiere que su instalación para Google cubriría el equivalente a al menos 75 campos de fútbol.
El tamaño del espacio involucrado es considerable. Para aquellos que construyen líneas de energía y centros de datos, la pura escala del proyecto exige una reflexión seria. Sin embargo, las personas que impulsan esta tecnología insisten en que el costo está justificado: el hierro cuesta menos y la vida útil de la batería supera lo que pueden ofrecer los sistemas de iones de litio.
Competidores y Desafíos
Si bien el mercado para almacenar energía durante períodos prolongados sigue siendo joven, el sistema de aire-hierro de Form compite contra una serie de otros métodos. Estos incluyen la energía hidroeléctrica por bombeo, el gas comprimido, las pilas de combustible, los sistemas gravitacionales y las baterías de flujo que almacenan energía en líquidos.
Largos periodos de inactividad son comunes para los sistemas de baterías de varios días porque sus altos costos iniciales significan que rara vez se utilizan. Esa dificultad para que funcione el caso de negocio ha sido un problema persistente. La duración de 100 horas de Form sí ayuda a abordar esto, aunque no resuelve el problema por completo.
El dinero de los constructores de centros de datos podría darle a la empresa un gran impulso. El acuerdo con Google demuestra que los hyperscalers están listos para respaldar nuevos métodos de almacenamiento. Lo que sigue incierto es si la empresa realmente podrá entregar esas tecnologías a una escala lo suficientemente grande como para importar.
El Camino a Seguir
El camino a seguir para Form es directo: debe completar su primer proyecto comercial, aumentar la producción de fábrica y comenzar a trabajar en el retraso. El dinero ha sido asegurado y los acuerdos se han realizado.
Los próximos años pondrán a prueba la escalabilidad de la tecnología. El proyecto de Google de 30 gigavatios-hora es la verdadera prueba. Si se pone en marcha a tiempo y cumple lo prometido, Form tendrá un argumento sólido para una aceptación más amplia.
Fundada en 2017, la empresa tiene su sede en Somerville, Massachusetts y ha atraído más de 2 mil millones de dólares en financiación, con subvenciones estatales y federales entre sus fuentes.
Caja de Datos Clave
- Empresa: Form Energy
- Fundada: 2017
- Sede: Somerville, Massachusetts, EE. UU.
- Tecnología de baterías: Aire-hierro, oxidación reversible
- Duración: 100 horas
- Primer despliegue comercial: 150 megavatios-hora para Great River Energy, en línea en 2027.
- Proyecto más grande: 30 gigavatios-hora para Xcel Energy/Google, en línea entre 2028 y 2031.
- Producción actual: 2 gigavatios-hora por año.
- Pedidos pendientes: 80 gigavatios-hora comprometidos.
- Financiamiento obtenido: Más de $2 mil millones de dólares.
- Meta: Alcanzar $20 por kilovatio-hora.
Un sistema de batería de hierro genuino ya existe, opera con éxito y actualmente está siendo puesto en servicio. Si podrá expandir su producción lo suficiente como para alterar la economía de la red eléctrica aún es desconocido. Las primeras indicaciones, sin embargo, son alentadoras, y la empresa posee los fondos, los contratos y el impulso para intentar la expansión.
Hasta ahora, la narrativa sigue una progresión constante. El trabajo de diseño ha pasado de los bancos de laboratorio a las plantas de fabricación, de los modelos iniciales al uso real, y de la demostración experimental a una presencia real en el mercado. La siguiente sección revelará si la tecnología puede igualar lo que ha prometido.
Fuente: “Form Energy y sus baterías de hierro”, MIT Technology Review.
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