El almacenamiento de energía, sobre todo con baterías, se está convirtiendo en un pilar fundamental para un futuro energético más sostenible e independiente. Ya sea almacenando la energía producida por paneles solares o aprovechando las tarifas eléctricas por horas, las baterías nos dan más control sobre nuestra energía.

Pero, ¿cuál es el “coste real” de esta energía almacenada? No basta con fijarse en el precio de compra de la batería. Hay que considerar cuánta energía proporcionará a lo largo de toda su vida útil. Aquí es donde el Coste nivelado de acumulación (LCOS).

¿Qué es el coste nivelado de almacenamiento (LCOS)?

Imaginemos el LCOS como el coste medio por kilovatio-hora (kWh) de energía que la batería es capaz de suministrar durante toda su existencia. Es un poco como calcular el coste por litro de combustible que consumirá un coche a lo largo de su vida, teniendo en cuenta no sólo el precio inicial del coche, sino también cuánta gasolina necesitará.

El LCOS nos permite comparar diferentes soluciones de acumulación sobre una base justa y comprender realmente la inversión a largo plazo.

Los datos que tenemos de su batería

Para nuestro cálculo, disponemos de la siguiente información crucial sobre su batería específica:

1. Coste de compra: €4.900
2. Capacidad nominal: 10 kWh (Esta es la cantidad de energía que la batería puede almacenar cuando es nueva y está completamente cargada)
3. Ciclos de vida declarados: 6.500 ciclos (Se produce un “ciclo” cada vez que la batería se carga y se descarga por completo. El uso parcial cuenta como una fracción de ciclo).
4. Capacidad residual al final de la vida útil: 60% (Esto significa que después de 6.500 ciclos, la batería todavía podrá almacenar y suministrar aproximadamente 60% de su capacidad inicial de 10 kWh. Este punto suele considerarse el “final de la vida útil” para muchas aplicaciones, aunque la batería puede seguir funcionando con un rendimiento reducido).

Conceptos científicos y técnicos explicados de forma sencilla

Antes de calcular, entendamos mejor los términos:

• Kilovatios-hora (kWh): Es la unidad de medida de la energía eléctrica. Piense en el kWh como la “gasolina” de los aparatos eléctricos. Una bombilla de 100 vatios encendida durante 10 horas consume 1 kWh. La capacidad de 10 kWh de su batería significa que, cuando es nueva, puede alimentar, por ejemplo, un horno de 1 kW durante 10 horas (o un aparato de 1 kW durante 10 horas).
• Ciclo de carga/descarga: Una batería de litio no dura indefinidamente. Cada vez que se utiliza (carga y descarga), sufre una ligera degradación. Un ciclo completo equivale a descargar completamente la batería y volver a cargarla por completo. La vida útil de una batería suele expresarse en el número de ciclos completos que puede soportar antes de que su rendimiento disminuya significativamente.
• Degradación de la batería (Fading): El uso (ciclos) y el tiempo provocan una reducción gradual de la capacidad máxima de la batería. La batería de 10 kWh, después de unos cuantos ciclos, podría tener sólo 9 kWh, luego 8 kWh y así sucesivamente, hasta alcanzar los 60% de capacidad inicial especificados. Esto es normal y de esperar.
• Rendimiento energético total: Esta es la cifra esencial para el LCOS. No se trata simplemente de la capacidad nominal multiplicada por los ciclos (10 kWh * 6500 ciclos = 65.000 kWh). Esto se debe a que la capacidad disminuye a lo largo del tiempo. Debemos considerar la energía suministrada en cada ciclo, sabiendo que la energía por ciclo disminuye a medida que disminuye la capacidad.

Cálculo simplificado de la energía total disponible

Para obtener un cálculo sencillo pero razonable de la energía total suministrable, podemos promediar la capacidad útil a lo largo de la vida útil de la batería. La batería comienza con 10 kWh y termina con 6 kWh (la 60% con 10 kWh).

• Capacidad inicial: 10 kWh
• Capacidad al final de la vida útil: 10 kWh * 60% = 6 kWh
• Capacidad media estimada durante la vida útil: (10 kWh + 6 kWh) / 2 = 8 kWh

Ahora, podemos estimar la energía total que suministrará la batería en sus 6.500 ciclos utilizando esta capacidad media:

• Energía total disponible ≈ Capacidad media * Número de ciclos
• Energía total entregable ≈ 8 kWh/ciclo * 6.500 ciclos = 52.000 kWh

Esta estimación (52.000 kWh) representa la cantidad total de “gasolina” que se puede obtener de esta batería a lo largo de su vida útil, teniendo en cuenta la degradación.

Cálculo del LCOS

Ahora que tenemos la energía total que se puede suministrar y el coste inicial, podemos calcular el LCOS básico:

LCOS=Energía total disponibleCoste total​

En nuestro caso más sencillo, sólo consideramos el coste de compra como “Coste total”:

LCOS=52.000 kWh€4.900​

$$LCOS\approx €0,094\text{ por kWh}$$

Así que, basándonos sólo en el coste inicial y la vida útil estimada, cada kilovatio-hora de energía que utilices de esta batería te “cuesta” unos 9,4 céntimos de euro.

¿Qué falta para un cálculo más completo? (Factores adicionales)

El cálculo que hemos hecho es una base excelente, pero un LCOS verdaderamente completa debe tener en cuenta otros factores que influyen en el coste real:

1. Costes de explotación y mantenimiento (O&M): Hay costes de supervisión, software, pequeñas intervenciones técnicas y limpieza (si es necesario). Aunque suelen ser bajos en el caso de las baterías residenciales, deben añadirse al coste total.
2. Eficiencia de ida y vuelta (RTE): Ningún sistema de almacenamiento es eficiente a 100%. Durante la carga y la descarga se pierde algo de energía (disipada en forma de calor). La ETR típica de las baterías de litio se sitúa entre 85% y 98%. Si la ETR es de 90%, significa que para extraer 1 kWh de la batería, hay que haber introducido unos 1,11 kWh. Esto reduce la energía realmente utilizable que la energía inyectada, lo que incrementa el coste por kWh suministrado. Para un cálculo más preciso, la energía suministrada (52.000 kWh) debe multiplicarse por la ETR (por ejemplo, 52.000 * 0,90).
3. Costes o valor al final de la vida: ¿Qué ocurre con la batería cuando alcanza la capacidad 60%? ¿Hay costes de eliminación o reciclaje? ¿Existe algún valor residual (quizá para un uso menos exigente, la llamada “segunda vida”)? Estos factores también afectan al coste total final.
4. Factor de descuento (tipo de descuento): En un análisis financiero completo, habría que considerar el valor del dinero a lo largo del tiempo. Un euro gastado hoy vale más que un euro gastado dentro de 10 años. Este factor, típico del análisis financiero, haría el cálculo más complejo pero más exacto desde el punto de vista económico.

Conclusión

El cálculo del Coste Nivelado de Almacenamiento (Levelised Cost of Storage, LCOS) es una potente herramienta para evaluar la rentabilidad de un sistema de baterías. A partir de los datos facilitados (coste de adquisición, capacidad, ciclo de vida y capacidad al final de la vida útil), hemos calculado un coste nivelado de la energía (LCOS) básico de aproximadamente 1.000 millones de euros. 0,094 euros por kWh para su batería.

Este valor le da una idea clara del coste intrínseco de la energía que almacenará y utilizará de su batería a lo largo de su vida útil. Recuerda que se trata de un valor estimado y que factores como la eficiencia, los costes operativos y la gestión al final de la vida útil influirán en el LCOS final en un análisis más profundo.

Comprender el LCOS le permite tomar decisiones informadas sobre el almacenamiento de energía, maximizando el valor a largo plazo de su inversión.