El mercado de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías está creciendo rápidamente. Aquí están las preguntas clave para aquellos que quieren liderar el camino.
Con la próxima fase de los objetivos del Acuerdo de París acercándose rápidamente, los gobiernos y las organizaciones de todo el mundo buscan aumentar la adopción de fuentes de energía renovable.
Algunas de las regiones con el mayor uso de energía tienen incentivos adicionales para buscar alternativas a la energía tradicional.
En Europa, el incentivo proviene de una crisis energética. En los Estados Unidos, viene por cortesía de la Ley de Reducción de la Inflación, una ley de 2022 que asigna $370 mil millones a inversiones en energía limpia.
Estos desarrollos están impulsando el mercado de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS).
El almacenamiento en baterías es un habilitador esencial de la generación de energía renovable, ayudando a las alternativas a hacer una contribución constante a las necesidades energéticas del mundo a pesar del carácter inherentemente intermitente de las fuentes subyacentes.
La flexibilidad que brinda BESS lo hará parte integral de aplicaciones como reducción de picos, optimización del autoconsumo y energía de respaldo en caso de cortes. Esas aplicaciones comienzan a ser más rentables a medida que bajan los precios de las baterías.
Todo esto ha creado una oportunidad importante. Según nuestro análisis, se invirtieron más de $ 5 mil millones en BESS en 2022, casi el triple que el año anterior.
Esperamos que el mercado global de BESS alcance entre $ 120 mil millones y $ 150 mil millones para 2030, más del doble de su tamaño actual.
Pero sigue siendo un mercado fragmentado, con muchos proveedores que se preguntan dónde y cómo competir. Ahora es el momento de descubrir dónde estarán las mejores oportunidades en el mercado BESS que se acelera rápidamente y comenzar a prepararse para ellas.
Aquí hay algunas preguntas y respuestas para ayudar a los jugadores de BESS a formular sus estrategias.
¿Cuáles son las principales oportunidades?
La mejor manera de tener una idea de las oportunidades asociadas con BESS es segmentar el mercado por las aplicaciones y tamaños de los usuarios.
Hay tres segmentos en BESS: instalaciones a escala de servicios públicos de frente al medidor (FTM), que generalmente son más grandes que diez megavatios-hora (MWh); instalaciones comerciales e industriales detrás del medidor (BTM), que normalmente oscilan entre 30 kilovatios-hora (kWh) y diez MWh; y las instalaciones residenciales BTM, que suelen ser inferiores a 30 kWh.
Esperamos que BESS a escala de servicios públicos, que ya representa la mayor parte de la nueva capacidad anual, crezca alrededor del 29 por ciento por año durante el resto de esta década, el más rápido de los tres segmentos.
Los 450 a 620 gigavatios-hora (GWh) en instalaciones anuales a escala de servicios públicos pronosticados para 2030 darían a BESS a escala de servicios públicos una participación de hasta el 90 por ciento del mercado total en ese año.
Los clientes de las instalaciones de FTM son principalmente empresas de servicios públicos, operadores de redes y desarrolladores de energías renovables que buscan equilibrar la intermitencia de las energías renovables, proporcionar servicios de estabilidad de la red o diferir inversiones costosas en su red.
Los proveedores de BESS en este segmento generalmente son productores de baterías integrados verticalmente o grandes integradores de sistemas.
Se diferenciarán en función del costo y la escala, la confiabilidad, el historial de gestión de proyectos y la capacidad para desarrollar sistemas de gestión de energía y soluciones de software para la optimización y el comercio de la red.
Los despliegues de BESS ya se están realizando a gran escala. Una empresa de energía estadounidense está trabajando en un proyecto BESS que eventualmente podría tener una capacidad de seis GWh.
Otra empresa de EE. UU., con intereses comerciales dentro y fuera de la energía, ya superó eso, habiendo alcanzado los 6,5 GWh en implementaciones de BESS en 2022.
Gran parte del dinero que se invierte en BESS ahora se destina a servicios que aumentan la flexibilidad de los proveedores de energía, por ejemplo, a través de una respuesta de frecuencia firme.
A largo plazo, el crecimiento de BESS se derivará más de la construcción de parques solares y parques eólicos, que necesitarán baterías para manejar sus necesidades de almacenamiento de corta duración.
Los modelos de ingresos para FTM BESS a escala de servicios públicos dependen en gran medida de la dinámica de las regiones a las que ingresan los proveedores. La mayoría de los jugadores de BESS a escala de servicios públicos siguen una estrategia de acumulación de ingresos o de recopilación de ingresos de una variedad de fuentes.
Pueden participar en subastas de servicios auxiliares, arbitraje y capacidad. Por ejemplo, muchas instalaciones de BESS en el Reino Unido giran actualmente en torno a servicios auxiliares como el control de frecuencia. Italia tiene jugadores de BESS que se han abierto paso al ganar una de las subastas de capacidad centrada en energías renovables del país. Las oportunidades en Alemania giran más en torno a evitar costosas actualizaciones de la red.
Los jugadores de BESS que han ganado terreno en el segmento de servicios públicos FTM han entendido el valor de responder individualmente a los países y sus regulaciones en lugar de usar una estrategia monolítica.
¿Dónde está el valor en el segmento comercial e industrial?
Comercial e industrial (C&I) es el segundo segmento más grande, y la CAGR del 13 por ciento que pronosticamos debería permitir que C&I alcance entre 52 y 70 GWh en adiciones anuales para 2030.
C&I tiene cuatro subsegmentos. El primero es la infraestructura de carga de vehículos eléctricos (EVCI). Los vehículos eléctricos saltarán de aproximadamente el 23 por ciento de todas las ventas mundiales de vehículos en 2025 al 45 por ciento en 2030, según el McKinsey Center for Future Mobility.
Este crecimiento requerirá una rápida expansión de las estaciones de carga regulares y los súper cargadores, lo que ejercerá presión sobre la infraestructura de la red actual y requerirá actualizaciones costosas que requieren mucho tiempo. Para evitar esto, las empresas y los propietarios de las estaciones de carga pueden optar por colocar un BESS en sus propiedades.
Ya se han formado asociaciones entre los jugadores de BESS y los productores de EV para construir más EVCI, incluso en ubicaciones remotas.
El siguiente subsegmento de C&I es la infraestructura crítica, como torres de telecomunicaciones, centros de datos y hospitales.
En este subsegmento, las baterías de plomo-ácido generalmente brindan respaldo temporal a través de un sistema de alimentación ininterrumpida durante las interrupciones hasta que se reanuda la energía o se encienden los generadores diésel.
Además de reemplazar las baterías de plomo-ácido, los productos BESS de iones de litio también se pueden usar para reducir la dependencia de generadores diésel menos ecológicos y se pueden integrar con fuentes renovables como la energía solar en los techos.
En ciertos casos, el exceso de energía almacenada en una batería puede permitir que las organizaciones generen ingresos a través de los servicios de la red.
Varios jugadores de telecomunicaciones y propietarios de centros de datos ya están cambiando a BESS como su solución de suministro de energía ininterrumpida y por los beneficios adicionales que brinda BESS.
El tercer subsegmento es infraestructura pública, edificios comerciales y fábricas. Este subsegmento utilizará principalmente sistemas de almacenamiento de energía para ayudar con la reducción de picos, la integración con energías renovables en el sitio, la optimización del autoconsumo, las aplicaciones de respaldo y la provisión de servicios de red.
Creemos que BESS tiene el potencial de reducir los costos de energía en estas áreas hasta en un 80 por ciento. El argumento a favor de BESS es especialmente fuerte en lugares como Alemania, América del Norte y el Reino Unido, donde a menudo se aplican cargos por demanda.
El subsegmento final de C&I consta de entornos hostiles: aplicaciones para minería, construcción, exploración de petróleo y gas y eventos como festivales al aire libre.
La fuente del crecimiento será que los clientes se alejen de los generadores diésel o de gas en favor de soluciones de bajas emisiones como BESS y generadores híbridos.
Un factor principal que impulsa la adopción en este segmento son las próximas regulaciones (incluida la iniciativa Big Buyers centrada en la sostenibilidad de la Comisión Europea y el plan de Oslo de cero emisiones netas en los sitios de construcción para 2025). Muchas de las empresas que hacen el cambio comenzarán por convertirse a soluciones de grupos electrógenos híbridos en lugar de pasar inmediatamente a BESS.
¿Qué pasa con el juego de consumo residencial BESS?
Las instalaciones residenciales, que generarán alrededor de 20 GWh en 2030, representan el segmento BESS más pequeño.
Pero el residencial es un segmento atractivo dada la oportunidad de innovación y diferenciación en áreas que van desde el almacenamiento doméstico tradicional hasta la creación de microrredes en comunidades remotas.
Desde una perspectiva de ventas, BESS puede combinarse con paneles fotovoltaicos o integrarse en hogares inteligentes o sistemas de carga de vehículos eléctricos domésticos. Los productos personalizados ayudarán a los clientes residenciales a lograr objetivos como la autosuficiencia, el autoconsumo optimizado y un menor consumo de energía pico, y pueden significar márgenes más altos en este sector.
Nuestra reciente encuesta de consumidores sobre compras de energía alternativa sugiere que el interés en un producto BESS se reducirá a algunos factores, comenzando con el precio, la seguridad y la facilidad de instalación.
¿Cómo podríamos pensar acerca de nuestro posicionamiento estratégico?
En un mercado nuevo como este, es importante tener una idea de los ingresos y márgenes potenciales asociados con los diferentes productos y servicios. La cadena de valor de BESS comienza con los fabricantes de componentes de almacenamiento, incluidos paquetes y celdas de batería, y de inversores, carcasas y otros componentes esenciales en el equilibrio del sistema.
Según nuestra estimación, los proveedores de esta parte de la cadena recibirán aproximadamente la mitad de las ganancias del mercado de BESS.
Luego están las actividades de integración de sistemas, incluido el diseño y desarrollo general de sistemas de gestión de energía y otro software para hacer que BESS sea más flexible y útil. Esperamos que estos integradores obtengan otro 25 a 30 por ciento del fondo de ganancias disponible.
Finalmente, entre el 10 y el 20 por ciento del fondo de utilidades está asociado con entidades de ventas, organizaciones de desarrollo de proyectos, otras actividades de adquisición de clientes y puesta en servicio (Anexo 4).
Anexo 4
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¿Qué está pasando en el área de la tecnología de baterías que necesitamos saber?
Desde una perspectiva tecnológica, las principales métricas de batería que preocupan a los clientes son el ciclo de vida y la asequibilidad. Las baterías de iones de litio dominan actualmente porque satisfacen las necesidades de los clientes.
El cátodo de níquel, manganeso y cobalto solía ser la química principal de la batería, pero el fosfato de hierro y litio (LFP) lo ha superado como una opción más económica. (Los clientes de fosfato de hierro y litio parecen estar dispuestos a aceptar el hecho de que la LFP no es tan fuerte como una batería de níquel en ciertas áreas, como la densidad de energía). tecnologías de batería prometedoras, especialmente opciones basadas en celdas como iones de sodio (Na-ion), sodio-azufre (Na-S), metal-aire y baterías de flujo.
El ion de sodio es una tecnología a tener en cuenta. Sin duda, las baterías de iones de sodio todavía están detrás de las baterías de iones de litio en algunos aspectos importantes. Las baterías de iones de sodio tienen un ciclo de vida más bajo (2000 a 4000 frente a 4000 a 8000 para el litio) y menor densidad de energía (120 a 160 vatios-hora por kilogramo frente a 170 a 190 vatios-hora por kilogramo para LFP).
Sin embargo, el ion de sodio tiene el potencial de ser menos costoso (hasta un 20 % más económico que el LFP, según nuestro análisis) y la tecnología continúa mejorando, especialmente a medida que la fabricación alcanza escala.
Otra ventaja es la seguridad: las baterías de sodio son menos propensas a la fuga térmica. También hay un caso de sostenibilidad para las baterías de iones de sodio, porque el impacto ambiental de la extracción de litio es alto.
Todo esto hace que sea probable que las baterías de iones de sodio capturen una parte cada vez mayor del mercado de BESS. De hecho, se espera que al menos 6 fabricantes lancen la producción de baterías de iones de sodio en 2023.
Claramente, los proveedores tendrán que tomar decisiones sobre por qué tecnología apostar. Es posible que los integradores deseen configurar sus sistemas para que su transición a las baterías de iones de sodio sea sencilla a medida que las baterías estén ampliamente disponibles.
¿Existe una receta para el éxito en el mercado de BESS? Si es así, ¿qué es?
Esta es una pregunta crítica dada la gran cantidad de segmentos de clientes disponibles, los diferentes modelos comerciales que existen y los cambios tecnológicos inminentes. Aquí hay cuatro acciones que pueden contribuir al éxito en el mercado:
- Identificar una necesidad desatendida en la cadena de valor. En una industria naciente como esta, vale la pena que las empresas piensen en otros productos y servicios en los que podrían participar, ya sea a través de movimientos orgánicos o inorgánicos. Por ejemplo, ¿hay algo que impida que un integrador de sistemas empaque las baterías internamente? ¿O del desarrollo conjunto de una nueva química celular con un fabricante de baterías? De hecho, ¿hay algo que impida que un fabricante de baterías agregue capacidades de servicio o integración de sistemas para atraer a un segmento específico de BESS, como los servicios públicos?El software es un área particularmente crítica para explorar. Es probable que el valor de los sistemas de almacenamiento evolucione de solo el hardware al software que controla y mejora el sistema, desbloqueando la oportunidad de capturar segmentos de clientes más grandes y márgenes más altos. Los jugadores de BESS necesitan desarrollar estas capacidades temprano.
- Construir resiliencia en las cadenas de suministro.Muchos componentes críticos de BESS (que van desde celdas de batería hasta semiconductores en inversores y sistemas de control) se basan en cadenas de suministro complejas, que son susceptibles a choques de suministro de una multitud de fuentes, incluida la escasez de materias primas y cambios en la regulación. Las asociaciones estratégicas, el abastecimiento múltiple y el abastecimiento local son palancas a tener en cuenta al definir una estrategia de cadena de suministro, sin olvidar la planificación de posibles cambios tecnológicos. Además de los componentes BESS, otro cuello de botella para los que están en el mercado es la capacidad y la capacidad de ingeniería, adquisición y construcción (EPC), en particular para las aplicaciones frontales del medidor. Las asociaciones estratégicas con grandes actores de EPC listos para instalaciones de BESS a gran escala son cruciales para garantizar la ejecución exitosa de los proyectos de BESS.
- Concéntrese en las características del producto que más importan. Las especificaciones del producto deben reflejar lo que les importa a los clientes. Tener una estrategia de segmento de clientes que informe la hoja de ruta aumentará las probabilidades de que cada característica sea importante para los clientes. Este enfoque es especialmente importante dado que es probable que la competencia de precios siga siendo una realidad permanente en el mercado de BESS. La hoja de ruta correcta del producto también aumentará las probabilidades de tener una propuesta de venta única en cualquier segmento en el que se encuentre una empresa. Por ejemplo, tomar la decisión correcta sobre la arquitectura del sistema y la integración con la infraestructura existente del cliente (por ejemplo, al acoplar corriente continua con tecnología fotovoltaica) podría reducir las barreras de entrada para muchos clientes.
- Piensa en grande y muévete rápido. Con BESS en el centro de atención y los ingresos comenzando a aumentar rápidamente, ahora no es el momento de ir a lo seguro. Si bien es cierto que el mercado está muy fragmentado, también es cierto que algunos jugadores más grandes están comenzando a acumular participación de mercado. Esto aumenta los riesgos para todas las empresas, especialmente para las pequeñas que pueden haber comenzado hace una década como proyectos de investigación y ahora se encuentran en la cima de una valiosa propiedad intelectual. Es probable que estas empresas deban asumir algunos riesgos para tener la oportunidad de ganar participación y evitar que las empresas más grandes las presionen.
El mercado de BESS se encuentra en una etapa explosiva de desarrollo; los jugadores que no se muevan ahora se perderán. Los ganadores en el mercado serán las empresas que exhiban las cuatro cosas necesarias para el éxito. Estos ganadores crearán valor en un nuevo mercado a medida que se acelere la transición energética.
McKinsey & Company
