Inteligencia artificial para cerrar el círculo de la energía verde: reutilizar baterías viejas para almacenar renovables

En España desperdiciamos cada vez más energía limpia ante nuestra incapacidad de consumirla durante los picos de producción. Al mismo tiempo, la industria de las baterías agoniza por la escasez de materias primas. ¿Y si ambos problemas pudieran resolverse con una misma solución gracias a la inteligencia artificial? Eso es justo lo que logra el proyecto IA4BAT de Capital Energy, ganador del Premio Retina ECO 2023 en la categoría de Generación Verde

¿Conoce ese juego en el que hay que golpear con un mazo a un montón de topos que aparecen y desaparecen sin cesar? Pues la transición energética es un poco así: cada solución suele plantear un nuevo problema al que hay que aporrear. Por ejemplo, ¿de qué sirve el espectacular crecimiento de España en producción de energía renovable si esta acaba desperdiciándose cuando no encuentra demanda? En 2022 el país generó tanta energía solar y eólica durante los picos de producción que la cantidad que se desaprovechó fue 10 veces superior a la de 2021.

Una solución está en el almacenamiento. Pero, cuando se golpea al topo del desaprovechamiento energético con un mazo hecho de baterías, aparecen nuevos problemas, como la limitación de las materias primas necesarias para fabricarlas y los impactos ambientales asociados a todo su ciclo de vida. Ahora bien, ¿y si en lugar de producir más y más baterías para almacenar nuestra creciente producción pudiéramos reaprovechar las que han dejado de servir a otras industrias, como la del vehículo eléctrico? Eso es justo lo que ha conseguido el proyecto IA4BAT, de Capital Energy, que acaba de alzarse con el Premio Retina ECO 2023 en la categoría de Generación Verde.

Su propuesta combina tecnologías de vanguardia, como inteligencia artificial (IA), internet de las cosas (IoT) y computación en la nube, para lograr que un montón de baterías que ya no son aptas para propulsar coches eléctricos funcionen como una sola, convirtiéndose en un gran almacén inteligente de energía. “Los objetivos principales del proyecto son alargar la vida útil de las baterías y, al tiempo, aumentar la contribución de las renovables al mix energético”, resume el Chief Sustainability & Digital Officer de Capital Energy, Victor Gimeno.

Como el juego de los topos, el proyecto IA4BAT parece sencillo a simple vista, sin embargo, “a nivel técnico fue un reto excepcional”, advierte su responsable. El primer topo que tuvieron que golpear fue el de “diseñar un software capaz de hacer que todas las baterías se comportaran como una sola”, recuerda. Dicho así también suena fácil, pero la realidad es que Capital Energy se enfrentaba a una infinidad de tipos de baterías de diversos fabricantes que venían con distintos niveles de desgaste.

Dado que uno de sus objetivos era exprimir cada vida útil al máximo, no tenía sentido que el sistema solo pudieran trabajar con un puñado de ellas. Así fue como pasaron del juego de los topos a la Torre de Babel. Gimeno cuenta: “Necesitábamos un sistema capaz de hablar el lenguaje de cada una de las baterías existentes, y lo hemos conseguido. Si ahora quisiéramos integrar otros modelos que hablen idiomas que el sistema todavía ha visto, podría aprenderlos sin problema”.

Gracias a este enfoque, la IA se convierte en una especie de piedra de Rosetta capaz de comunicarse con cada una de ellas para entender sus necesidades de carga y descarga en tiempo real y, lo más importante, su salud. “La inteligencia artificial también está entrenada para alargar al máximo la vida útil de cada batería”, añade el responsable. Se refiere a que, aunque el sistema pueda capturar energía, almacenarla y verterla de nuevo, el propio funcionamiento de la red eléctrica no es homogéneo, por lo que determinados aportes o consumos pueden acelerar el deterioro de las baterías.

Como pasa con los propios vehículos, estos no envejecen igual si los conductores tienden a pegar acelerones y frenazos constantemente que cuanto apuestan por mantener una velocidad estable. Aunque están diseñados para hacer ambas cosas, la velocidad de crucero no solo es más eficiente, sino que tiene un menor impacto en los sistemas internos del vehículo. Pues a las baterías les pasa lo mismo en su relación con la red eléctrica.

“Hay mercados que pueden perjudicar su vida útil, por ejemplo, los que piden mucha potencia en muy poco tiempo. En estos casos, el sistema puede optar por no verter su energía si la rentabilidad que va a obtener no compensa el impacto sobre la vida útil de la batería. Aunque en esas situaciones no logremos sustituir a las fuentes de energía contaminantes, el beneficio está en que la batería dura más tiempo”, detalla el responsable de Capital Energy. Esa es otra de las claves IA4BAT: su capacidad de predecir los precios del mercado eléctrico a partir de variables como la demanda peninsular y los precios del gas natural y el CO2. El responsable detalla: “Cada microsegundo tenemos un montón de vectores de generación y de demanda. Lo que hace el sistema es decidir en tiempo real qué es más eficiente en términos de precios y del coste de oportunidad de cada activo”.

La rentabilidad es una de las cuestiones más estratégicas en la industria de la energía. De hecho, reconoce que su sistema, que acaba de concluir la fase demostración piloto, todavía no lo es, ni siquiera con la financiación pública que han recibido a través de los Fondos FEDER y de Red.es. No obstante, tampoco parece preocuparle demasiado, y detalla: “Se volverá rentable a medida que el mercado madure. Estos pilotos funcionan como elementos tractores de la industria. Hace 40 años las renovables tampoco eran rentables, con esto pasa lo mismo. Los fondos asociados a la innovación permiten justo esto”.

MAZAZO A LAS EMISIONES CONTAMINANTES

Y así es más o menos como funciona IA4BAT: se trata de un sistema inteligente que logra orquestar un montón de viejas baterías para que funcionen como una sola, y también que es capaz de entender el estado de cada una, así como el del mercado eléctrico para decidir cuándo resulta adecuado capturar y verter energía a la red y en qué cantidad. Y todo gracias a la inteligencia artificial.

Aunque no haya día en que la actualidad mediática no esté salpicada por escándalos de malos usos en torno a ella, el proyecto de Capital Energy demuestra que también es posible “ponerla al servicio de la humanidad y la sostenibilidad”, dijo orgulloso Gimeno durante la ceremonia de entrega de los galardones. Y es que, aunque los desafíos para construir IA4BAT fueron como el juego de los topos, su contribución a la sostenibilidad del planeta por varias vías distintas también se parece un poco a él.

El mazazo más directo procede, obviamente, de la reducción de emisiones contaminantes de través de la mayor la penetración de renovables en el mix que se logra al aumentar la capacidad de almacenamiento del país. El segundo mazazo a nivel ambiental procede del segundo uso que da a las baterías, ya que alargar su vida útil se traduce en una menor huella de carbono global y evita las emisiones que se producirían si el sistema funcionara con unidades de nueva creación.

Gracias a estos dos golpes de efecto, el piloto de Capital Energy ha evitado la emisión de 618,30 toneladas de CO2 equivalente. Pero, dado que la compañía planea escalar la iniciativa a cinco proyectos que integrará en sus propias plantas de producción con una capacidad de 20 MWh, en los próximos 10 años calcula que la cifra podría aumentar hasta las 115.386,24 toneladas. A modo de comparativa, las emisiones de toda la industria del transporte español en 2019 rozaron las 100.000 toneladas, por lo que cada década de funcionamiento del proyecto escalado de IA4BAT podría compensar el impacto de nuestros desplazamientos a lo largo de todo un año.

Fuera del ámbito de las emisiones, la innovación de Capital Energy promete un último gran mazazo: la creación desde cero de una industria para la segunda vida de las baterías. Gimeno detalla: “Cuando se habla de sostenibilidad todo el mundo se centra en la E. Para lo nosotros lo diferencial es dar un segundo uso a las baterías, porque habilita una industria que ahora mismo no existe, con nuevos perfiles de trabajo”. Por ello, frente a la creciente consciencia de todas las externalidades ambientales y sociales que provoca la producción de baterías, el responsable sentencia: “Nuestro apalancamiento en la circularidad permite poner en tela de juicio ese rechazo”.

Así que, ya ve, frente a quienes se frustran cuando un proyecto se convierte en el juego de los topos, con retos apareciendo uno detrás de otro y haciendo que sea casi imposible abordarlos todos a la vez, Capital Enegy ha demostrado que posee mazos y voluntad suficientes para golpearlos. Y lo mejor es que con su partida ganamos todos, incluso la inteligencia artificial.

Sobre la firma

Marta del Amo

Periodista tecnológica con base en ciencias. Coordinadora editorial de 'Retina'. Más de 12 años de experiencia en medios nacionales e internacionales como la edición en español de 'MIT Technology Review', 'Público', 'Muy Interesante' y 'El Español'.

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