IRO 6 - Aprovechamiento de baterías de Segundo Uso

Aprovechamiento de Baterías de Segundo Uso B2U 2 0 2 5

Implicaciones, Riesgos y Oportunidades

Informe IRO No. 6

Aprovechamiento de Baterías de Segundo Uso B2U Julio - Diciembre 2025 ISSN: 2954-8187 (En línea) Grupo Directivo EPM: John Maya Salazar Gerente General Ana Catalina Ochoa Yepes Vicepresidenta Corporativa de Estrategia Carol Ximena Ruiz Gómez Directora Corporativa Innovación y Negocios Emergentes Luis Fernando Díaz Correa Profesional Gerencia Desarrollo e Innovación

Periodicidad semestral Solicitud de canje a: Biblioteca EPM Carrera 54 No. 44-48 Plaza de Cisneros Teléfono: 3807500 bibliotecaepm@epm.com.co Medellín - Colombia

Investigación y desarrollo: Equipo de Vigilancia Estratégica Leidy Selene Alzate Acosta María del Mar Castro Yepes

Empresas Públicas de Medellín E.S.P. Carrera 58 No. 42-125 Apartado 940 E-mail: epm@epm.com.co Tel 3808080 Medellín - Colombia www.epm.com.co

Edición y diseño Camilo Correa Pérez (Diseño) Sandra Milena Naranjo Diosa (Revisión de textos) Equipo editorial Biblioteca EPM Dahianna Elisey Vanegas Moreno Alejandra Acevedo Sánchez Melina del Mar Orgulloso Quiroz

©Copyright: Empresas Públicas de Medellín E.S.P. No está permitida su reproducción por ningún medio impreso, fotostático, electrónico o similar sin la previa autorización estricta del titular de los derechos reservados. Las opiniones expresadas por los autores en este número corresponden a su posición personal EPM - Fundación EPM - Biblioteca EPM.

intr

El equipo de Vigilancia Estratégica hace parte del proceso de Gestión de Información de la Biblioteca EPM. Su labor consiste en rastrear, recuperar y analizar información utilizada en la elaboración de productos que apoyen la identificación y anticipación de oportunidades o riesgos en el sector de servicios públicos. Estos productos también contribuyen a mejorar la formulación y ejecución de la estrategia organizacional, así como a acompañar la toma de decisiones en diferentes fases de la planeación empresarial, tanto a nivel táctico como estratégico.

El informe IRO es un documento elaborado para contribuir al desarrollo de los negocios del Grupo EPM y promover la mejora de los procesos, la creación de nuevas soluciones y la innovación en el sector de servicios públicos y en la ciudad en general, para esto consolida información relevante, sobre temas clave y de tendencia. En esta edición se enfoca en el aprovechamiento de baterías de segundo uso. Para la elaboración de estos informes se usa el formato de un informe de Vigilancia Estratégica e Inteligencia Competitiva (VT/IC) en el cual se realiza una recopilación, análisis y consolidación de datos e información de fuentes confiables, tales como universidades, grupos de investigación, empresas consultoras, agremiaciones y organizaciones que trabajan en el desarrollo de temáticas relacionadas, en este caso, con el aprovechamiento de baterías de segundo uso (B2U).

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Resume

Los entes gubernamentales y de diferentes sectores han realizado esfuerzos para apoyar el desarrollo de comunidades inteligentes, por medio de la generación de sinergias entre iniciativas relacionadas con temáticas tales como fuentes renovables, almacenamiento de energía, servicios complementarios y digitalización de los ciudadanos. Así pues, uno de estos aspectos, el almacenamiento eficiente de la energía se ha convertido en una de las bases fundamentales para la transición energética, ya que este puede flexibilizar la producción por medio de fuentes renovables y asegurar su integración en el sistema. Este informe hace énfasis en uno de los sistemas de almacenamiento más poderosos establecidos para el presente y el futuro de la energía renovable (y a lo mejor de los vehículos eléctricos), las baterías de iones de litio, las que se encuentran en el mercado hoy en día son relativamente costosas, pero gracias a su peso ligero, alta eficiencia, descarga profunda y cantidad de ciclos en una vida competitiva, se vuelven muy importantes para dicho campo del almacenamiento de energía. También, se podrán encontrar los principales drivers del almacenamiento, un análisis de los avances tecnológicos de los sistemas de almacenamiento de energía, los aspectos normativos y regulatorios, se identifican los aspectos económicos y de mercado, los proyectos y casos existentes en el mundo, se destina un apartado para estudiar los aspectos ambientales y se plantea una revisión del panorama colombiano, para finalizar con la identificación de algunos riesgos y oportunidades de los aspectos tratados para la gestión de proyectos asociados con el almacenamiento de energía.

Palabras clave Reciclaje de baterías, almacenamiento de energía, baterías de iones de litio, facilitadores de almacenamiento de energía, proyectos de almacenamiento de energía, almacenamiento de energía en Colombia. Key words Battery recycling, energy storage, lithium-ion batteries, energy storage enablers, energy storage projects, energy storage in Colombia

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Sigla

AAC/CA AEE AI/IA ALC ANLA B2U/ SLB BESS BMS CAS CC CV DBO DC DOD DQO EOL FL-BOL FL-EOL HEV i+D IoT LFP LGPGIR Li -On MME NH-N Ni MH NMC PADBUPA RAEE REP RUL RUNT SLA SLBESS SL-BOL SL-EOL SOC SOH SS UE/EU VE

Corriente Alterna Aparatos eléctricos y Electrónicos Inteligencia Artificial América Latina y el Caribe Autoridad Nacional de Licencias Ambientales Baterías de Segundo Uso Sistema de Almacenamiento de Energía Sistema de Gestión de Baterías /Battery Management System Chemical Abstract Service Corriente Continua Voltaje Constante Demanda Biológica de Oxígeno Corriente Directa Ciclos de Descarga Demanda Química de Oxígeno Final de la Vida Útil / End of life Inicio de Primera Vida / First Life – Beginning of Life Final de Primera Vida Útil /Second Life – End of Life Vehículos Eléctricos Híbridos Investigación y Desarrollo Internet de las Cosas Litio-Hierro- Fosfato Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos Iones de Litio Ministerio de Minas y Energía Nitrógeno Amoniacal Hibrido de Níquel Meta Níquel-Manganeso-Cobalto Planes de Gestión de Devolución de Productos Posconsumo de Baterías Usadas Plomo Ácido Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos Responsabilidad Extendida del Productor Vida Útil Restante / Remaning Useful Life Registro Único Nacional de Transito Ácido de Plomo Sistema de Almacenamiento de Energía de Baterías de Segundo Uso Inicio de la Aplicación en Segunda Vida / Second Life – Beginning of Life Punto Final de la Batería en su Segunda Aplicación / Second Life – End of Life Estado de Carga Estado de Salud /State Of Health Sólidos Suspendidos Unión Europea Vehículos Eléctricos

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Capítulo 1. Generalidades • Aplicaciones de las Baterías en la Transición Energética ▪ Baterías en Vehículos Eléctricos (VE) ▪ Baterías en Paneles Solares ▪ Baterías en Sistemas de Almacenamiento de Energía (BESS) ▪ Tecnologías Emergentes • Baterías de segunda vida o segundo uso (SLB por sus siglas en ingles)

Página 11 a la 23

Capítulo 2. Aplicaciones •

Aplicaciones Eficientes en el Sector Página 24 Eléctrico a la 29

Capítulo 3. Aprovechamiento de Baterías de Segundo Uso • Viabilidad técnica de las baterías de segunda vida • Rutas de Reciclaje de Baterías de Litio: pirometalúrgica, hidrometalúrgica y directa ▪ 1. Reciclaje Pirometalúrgico ▪ 2. Reciclaje Hidrometalúrgico ▪ 3. Reciclaje Directo (o Regeneración de Cátodos)

Capítulo 4. Mercado • Descripción general del mercado • Factores de crecimiento del mercado de baterías de segunda vida para VE • Dinámica del mercado • Mercado Colombiano

Página 30 a la 40

Página 41 a la 50

Capítulo 5. Modelos de Negocio • Empresa a nivel mundial y sus modelos de negocio • Otras empresas del sector y sus modelos de negocios ▪ Redux Recycling GmbH ▪ Redwood Materiales Inc ▪ American Battery Technology Copany ABTC • Empresas en América Latina ▪ Altero (Colombia) ▪ Batx (Colombia) ▪ Auteco Mobility y Contemporary Amperex Technology Página 51 • Caso de éxito a la 62

Capítulo 6. Sostenibilidad. • Impacto en la sostenibilidad • Cadena de Gestión de baterías • Cuantificación económica ambiental de las SLB • Alineación de las B2U con los ODS

Capítulo 7. Regulación y Normatividad • Diagnóstico normativo sobre B2U en América Latina y el Caribe • Normatividad en Colombia

Análisis IRO

Página 63 a la 69

Página 70 a la 78

Página 79 a la 82

Figura

Figura 1 Características de los diferentes tipos de celda para sistemas BES ...........................................................................17 Figura 2 El impacto de la velocidad de carga y descarga y la profundidad de descarga en la esperanza de vida de una batería BESS....................................................................17 Figura 3 Aplicaciones y tecnologías de almacenamiento de energía. ......................................................................................18 Figura 4 Tipos de baterías utilizados en diferentes proyectos de microrredes .......................................................................18 Figura 5 Costo de energía en función del tipo de batería utilizado y del porcentaje de energía renovable en la microrred ..................................................................................18 Figura 6 Nuevos materiales y nuevas alternativas para el almacenamiento de energía en baterías. .................... 19 Figura 7 Puntos de cambio de la batería del EV...........................21 Figura 8 Posibles rutas de aprovechamiento de las baterías..................................................................................... 22 Figura 9 Barreras del desmontaje de celdas de baterías..................................................................................... 23 Figura 10 Distribución de la capacidad de la batería en diferentes áreas de aplicación......................................... 28 Figura 11 Proceso de fabricación, aplicaciones, reúso y reciclaje de baterías de segundo uso ............................................. 28 Figura 12 Ciclo de vida de una batería de un VE. ..........................29 Figura 13 Aplicaciones de baterías de litio de VE ......................... 33 Figura 14 Segundo uso de las baterías para el negocio de almacenamiento.................................................................... 33 Figura 15 (a) Diagrama de bloques de aplicación de respuesta a la demanda residencial y (b) aplicación de integración de energías renovable con control en la demanda ..................................................................................36 Figura 16 Metodología para el dimensionamiento y definición del perfil de aplicación de un SLBESS............................36 Figura 17 Diagrama de bloques de la transición de la primera vida a la segunda prueba de vida. ................................... 37 Figura 18 Procesos de reciclado de baterías de iones de litio..............................................................................................39

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Figura

Figura 19 Rutas de aprovechamiento y sus compuestos para las baterías de litio.......................................................................40 Figura 20 Crecimiento del mercado de baterías de segundo uso de 2024- 2034 en mil millones de dólares.................... 43 Figura 21 Mercado global de las baterías de segundo uso........44 Figura 22 Alcance del mercado de baterías de segundo uso ...44 Figura 23 Crecimiento del mercado a 2034 de baterías de segundo uso ...........................................................................44 Figura 24 Demanda y suministro de baterías de iones de litio de segunda vida. .......................................................................... 45 Figura 25 Proyección de flota vehicular 2030 en Colombia......49 Figura 26 Escenarios de comercialización de baterías .............. 54 Figura 27 Líneas de negocio para baterías de segundo uso de VE. ................................................................................................ 54 Figura 28 Proceso de reciclaje de baterías Redux..........................58 Figura 29 Servicios. ....................................................................................58 Figura 30 Etapas proceso de reciclaje Redwood Materials Inc. .......................................................................... 59 Figura 31 Beneficios en el proceso de reciclaje de ABTC ............................................................................................60 Figura 32 Proceso de reciclaje Altero.................................................60 Figura 33 Servicios - Beneficios ofrecidos por BATx .....................61 Figura 34 Pruebas de batería Auteco Mobility ................................61 Figura 35 Planta de reciclaje de baterías de iones de litio ABTC en Nevada.................................................................................. 62 Figura 36 Proceso de reciclaje interno ABTC................................... 62 Figura 37 Jerarquía de opciones de gestión de residuos de Lansik y aplicación a gestión de baterías......................................................................................66 Figura 38 Proceso de producción de baterías de segundo uso. ...............................................................................................67 Figura 39 Actividad legislativa sobre B2U para VE por región. .........................................................................................72

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Tabla

Tabla 1 Tipos de baterías para VE y parámetros .................14 Tabla 2 Comparación de Baterías para VE, BESS, Solares y su Viabilidad para Segundo Uso ................................ 20 Tabla 3 Parámetros estratégicos en la reutilización de baterías............................................................................... 34 Tabla 4 Resumen comparativo del mercado global de baterías de segunda vida para VE ........................... 48 Tabla 5 Algunas Recomendaciones para Mercados Secundarios de Baterías .............................................. 55 Tabla 6 Empresas con modelos de negocio centrados en baterías de segunda vida ............................................ 56 Tabla 7 Tipos de contaminantes.............................................. 68 Tabla 8 Estado actual y proyecciones regulatorias sobre B2U en América Latina y el Caribe.............................74

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Generalidades

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Ideas Clave La complejidad de las baterías de iones de litio plantea un desafío a la hora de establecer un modelo de negocio de reciclaje o reacondicionamiento estandarizado, pues esta industria experimenta constantes cambios y desarrollos que a su vez vienen acompañados de barreras y retos. Por tal razón, es importante reconocerlos en pro de avanzar hacia una adecuada gestión y disposición de estas baterías para un segundo uso, por medio de técnicas que sean adaptables y permitan afrontar los cambios que se puedan presentar. A nivel europeo en el contexto de la implementación de procesos y modelos de negocio de reacondicionamiento y reutilización de baterías de vehículos eléctricos (VE) se puede apreciar la importancia de la articulación entre el Estado y las empresas, sean de carácter privadas o públicas. Ese enfoque colaborativo permite aprovechar la experiencia y los recursos de las compañías para el desarrollo tecnológico, y el apoyo que el Estado puede proporcionar mediante estímulos y dirección a nivel regulatorio. A pesar de que en la literatura se han identificado modelos de negocio para la reutilización y reciclaje de baterías de vehículos eléctricos, se puede afirmar que este mercado se encuentra aún en etapa de progreso, y por ende continúan las investigaciones para el desarrollo de propuestas de modelos sostenibles. Adicionalmente, la generación de modelos de negocios relacionados con el reciclaje y la reutilización de baterías de VE depende en gran medida de factores como avances tecnológicos habilitadores, consumidores y regulaciones normativas. Si bien Colombia no cuenta con regulaciones específicas para el reciclaje y disposición de baterías de vehículos eléctricos, resulta de vital importancia reconocer la existencia de las regulaciones y políticas que establecen pautas para la gestión de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos, pues esto no sólo favorece la protección medioambiental, sino que también contribuye a estar a la par con las tendencias globales y la creciente demanda en materia de gestión de residuos electrónicos. Analizando la tendencia de las empresas y proyectos que contemplan un segundo uso de las baterías de vehículos eléctricos, se encuentra que las entidades que se dedican al negocio de almacenamiento de energía o fabricación de vehículos eléctricos llevan un camino ya recorrido contando con la experiencia, infraestructura y equipos necesarios para iniciarse en el mercado de baterías de segundo uso. Esto se convierte en una dinámica a considerar si se desea entrar a dicho mercado, por lo cual las alianzas con estas organizaciones se convierten en una opción estratégica para participar del mercado. En el mercado de VE se encuentran configuraciones y diseños de las baterías muy diferentes, al momento de considerar empaquetarlas para el almacenamiento de energía a baja y mediana escala, es importante generar alianzas con entidades que cuenten con la capacidad técnica de atender diferentes configuraciones para un mayor aprovechamiento.

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Genera lidades Este capítulo presenta las generalidades sobre las baterías utilizadas en vehículos eléctricos (VE), sistemas de almacenamiento de energía (BESS) y paneles solares, con un enfoque en su potencial para un segundo uso en el marco de la economía circular. Algunas tecnologías, como las baterías de iones de litio y plomo-ácido, son comunes a estos tres contextos, mientras que otras son específicas de aplicaciones particulares. Las baterías tienen una duración aproximada de entre 5 y 15 años. Se han convertido en una parte importante del proceso de transición energética y favorecen la sostenibilidad del sector, por lo que, a su vez, deben cumplir con principios sostenibles. Esto se hace realidad por medio de estrategias para su reutilización y el reciclaje de sus materiales al final de su vida útil, lo que además contribuye a los principios de la Economía Circular. De este modo, la recuperación de materiales de las baterías y su reutilización generan beneficios ambientales, tanto en la extracción de recursos como en su disposición final. Además, extender el uso de las baterías mediante su reutilización también ofrece ventajas económicas (Enel Green Power, s.f).

Aplicaciones de las Baterías en la Transición Energética Las baterías desempeñan un papel crucial en la transición hacia un sistema energético más sostenible, al permitir la integración de fuentes renovables y la electrificación del transporte. En los vehículos eléctricos (VE), las baterías proporcionan la energía necesaria para la propulsión, reemplazando combustibles fósiles. En los sistemas de paneles solares, almacenan la energía generada para su uso en momentos de baja producción solar, garantizando un suministro estable. En los sistemas de almacenamiento de energía (BESS), regulan la red eléctrica, compensan fluctuaciones de fuentes renovables y optimizan la gestión energética en microrredes. La reutilización de baterías, especialmente de VE, en aplicaciones estacionarias como BESS y solares, maximiza su ciclo de vida, reduce costos y minimiza el impacto ambiental, alineándose con los objetivos de sostenibilidad global. A continuación, se describen los tipos de baterías, sus características y su viabilidad para reutilización, destacando su contribución a la sostenibilidad energética.

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Baterías en Vehículos Eléctricos (VE) Las baterías de los vehículos eléctricos funcionan como un sistema de almacenamiento de energía en forma de electricidad de corriente continua (CC). Cuando reciben una señal del controlador, suministran energía al inversor, que la convierte para accionar el motor. Estas baterías recargables están organizadas en un paquete de tracción, interconectadas para operar como una unidad única. En algunos modelos, se distribuyen uniformemente debajo de los asientos del vehículo (Sandberg, 2023). Existen diversos tipos de baterías para automóviles eléctricos, las cuales se mencionan a continuación y se describen con sus principales características en la Tabla 1 (Banco Interamericano de Desarrollo, 2024a): Iones de litio (Li-ion) Híbrido de níquel-metal (NiMH) Ácido de plomo (SLA) Ultracondensador ZEBRA (Actividad de Investigación de Baterías Cero Emisiones) Tabla 1. Tipos de baterías para VE y parámetros. (BID, 2024a)

Tipo de baterías

Parámetros

Iones de Litio (Li-On) Las baterías de iones de litio, utilizadas en VE y dispositivos electrónicos, se caracterizan por tener una mayor capacidad y tamaño en los autos, formando el paquete de baterías de tracción. Estas baterías destacan por su alta relación potencia-peso, eficiencia energética y buen rendimiento a altas temperaturas. Su alta densidad energética permite una mayor autonomía, ya que un menor peso con la misma capacidad de kWh aumenta la distancia recorrida con una carga. Además, tienen una baja tasa de autodescarga, lo que mejora la retención de carga. La mayoría de sus componentes son reciclables, lo que las hace una opción ecológica. Existen varios tipos de batería de litio: Fosfato de hierro y litio (LiFePO4) — LFP Óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (LiNiCoAlO2) — NCA Óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (LiNiMnCoO2) — NMC Titanato de litio (Li2TiO3) — LTO Óxido de litio y manganeso (LiMn2O4) — LMO Óxido de litio y cobalto (LiCoO2) — LCO

Características

Rango

Densidad de energía de masa

100-180 Wh/Kg

Densidad de energía de volumen

200-300 Wh/L

Densidad de energía

1000-5000 W/kg

Eficiencia de carga / Descarga

95-99%

Tasa de autodescarga 1-5% / Mes Ciclo de durabilidad

500-15000 Ciclos

Costo

$0.50-$2.50/Wh

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Tipo de baterías Baterías híbridas de níquel-metal (NiMH) Las baterías NiMH son las que más se utilizan en los vehículos eléctricos híbridos (HEV), este tipo de vehículos no recibe energía del exterior ya que se puede recargar desde una fuente externa del sisma del automóvil que va a depender del régimen del motor, las ruedas y la frenada regenerativa. Este tipo de baterías suele tener un ciclo de vida más largo que las baterías de iones de litio o las SLA, dentro de sus desventajas está el costo que es radicalmente más alto, la alta tasa de auto descarga y que generan calor significativo a altas temperaturas

Baterías de plomo-ácido (SLA) Las baterías de plomo ácido son las baterías recargables más antiguas en comparación con otras como las de litio y NiMH, dentro de sus desventajas se encuentran que pierden capacidad y tienen mucho peso, pero el precio es relativamente económico y seguro. En la actualidad se están desarrollando estas baterías para vehículos comerciales de gran capacidad como un sistema de almacenamiento secundario.

Parámetros Características

Rango

Densidad de energía de masa

40-120 Wh/Kg

Densidad de energía de volumen

140-400 Wh/L

Densidad de energía

300-1000 W/kg

Eficiencia de carga / Descarga

65-80%

Tasa de autodescarga ~30% / Mes Ciclo de durabilidad

500-800 Ciclos

Costo

$0.30-$0.60/Wh

Características

Rango

Densidad de energía de masa

30-40 Wh/Kg

Densidad de energía de volumen

60-75 Wh/L

Densidad de energía

180 W/kg

Eficiencia de carga / Descarga

70-92%

Tasa de autodescarga 3-20% / Mes Ciclo de durabilidad

500-800 Ciclos

Costo

$0.15-$0.30/Wh

Baterías de ultracondensador. A diferencia de las baterías convencionales, la batería de ultracondensador no sigue el principio de almacenamiento electroquímico. En su lugar, almacena energía a través de un líquido polarizado entre el electrodo y el electrolito, lo que permite aumentar su capacidad de almacenamiento al incrementar el área superficial del líquido. Similar a las baterías de plomo-ácido (SLA), los ultracondensadores son útiles como almacenamiento secundario en VE, ya que ayudan a mejorar el rendimiento de las baterías electroquímicas. Además, proporcionan potencia adicional durante la aceleración y el frenado regenerativo. Baterías ZEBRA Es una versión de baja temperatura de las baterías de sodio-azufre (NaS), desarrollada en 1985 por ZEBRA (originalmente "Zeolite Battery Research Africa" y luego "Zero Emissions Batteries Research Activity"). Estas baterías fueron diseñadas específicamente para aplicaciones en VE. Utilizan NaAlCl4 como material y un electrolito cerámico de Na+-beta-alúmina, algunas características de estas baterías son: • Célula de alta potencia para que encaje como una batería de coche eléctrico • Las baterías de alta temperatura funcionan a más de 270 °C • El cloruro de sodio y níquel químico (NaNiCl) proporciona un voltaje de celda operativo nominal de 2,58 voltios 15

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Baterías en Paneles Solares Existen diferentes tipos de baterías, y de la tecnología que se elija también depende la duración de las mismas, a continuación se presentan los 5 tipos principales según EDP Energía (2025): Batería de iones de litio: este tipo es conocido por su alta densidad energética y larga vida útil. Pueden durar hasta 10 años o más, así que son una excelente opción para aquellos que buscan una solución de almacenamiento de energía confiable y duradera. Batería de plomo-ácido sellada: es una opción popular para aplicaciones de energía solar debido a su bajo coste y su capacidad para funcionar bien en condiciones extremas. Estas baterías pueden durar hasta 5 años o más si se mantienen adecuadamente. Batería de flujo: es conocida por su capacidad para proporcionar energía constante y duradera, así que es ideal para aplicaciones de energía solar a gran escala. Estas baterías pueden durar hasta 25 años o más si las mantienes de forma correcta. Batería de gel: es una opción popular para la energía solar gracias a su capacidad para proporcionar energía constante y duradera. Estas baterías pueden durar unos 5 años si se cuidan. Batería de níquel-cadmio: aunque no es tan común como otras opciones, es conocida por su larga vida útil y su capacidad para funcionar bien en condiciones extremas. Estas baterías pueden durar hasta 20 años o más si el mantenimiento es adecuado.

Es fundamental distinguir la vida útil de una Curso de Posgrado de entre Energía Nuclear

batería y su garantía. Aunque muchas baterías solares cuentan con una garantía mínima de cinco años, esto no implica que funcionen durante todo ese tiempo. La garantía únicamente cubre fallos de fabricación, no el desgaste que ocurre con el uso normal (EDP Energía, 2025).

Baterías en Sistemas de Almacenamiento de Energía (BESS) En los sistemas BESS, se utilizan principalmente tres tipos de baterías: NMC (níquel-manganeso-cobalto), LFP (fosfato de hierro y litio) y plomo-ácido; cada tipo tiene ventajas y desventajas. La escasez de litio ha incrementado los costos de las baterías de este material. Las Las baterías NMC pueden ser inestables a altas temperaturas, aumentando el riesgo de incendio, mientras que las de plomo-ácido generan un impacto ambiental significativo. Es así como surgen las baterías de iones de sodio como una alternativa prometedora debido a su bajo costo, ausencia de metales pesados y resistencia a diversos rangos de temperatura, como se ilustra en la Figura 1 en la cual se comparan las características de estos tipos de celdas (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

Características principales de cada tipo de batería: Baterías de plomo-ácido: Bajo costo, ciclo de vida reducido y alta contaminación ambiental. Batería NMC: Precio elevado, ciclo de vida prolongado, pero inestabilidad a temperaturas altas. Batería LFP: Menor costo en comparación con NMC, ciclo de vida extenso, estabilidad térmica, pero no adecuada para entornos con temperaturas bajo cero.

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Tipo de celda

NMC

Plomo -ácido

LiFePo4 (LFP)

Ion Sodio

Tensión nominal

3.7 V

2.0 V

3.2 V

3.1 V

Voltaje de trabajo

2.7-4.2 V

1.5-2.5 V

2.5-2.5 V

1.5-4.0 V

Tiempos de ciclos

≥500

≥300

≥4.000

≥2.000

Densidad de energía

=170WH/HG

=40WH/HG

=150WH/HG

=110WH/HG

Seguridad

Baja

Alta

Alta

Alta

Costos de materiales

Alto

Bajo

Medio

Bajo

Respetuoso con el medio ambiente

No

No

Según los aspectos presentadas, las baterías de iones de sodio se perfilan como una posible alternativa dominante en el almacenamiento de energía, debido a su disponibilidad de materias primas a costos reducidos, la ausencia de metales pesados en su composición y su menor impacto ambiental. Además, presentan una alta resistencia a diferentes rangos de temperatura (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

Factores Clave para la Vida Útil y Segundo Uso de las baterías BESS En el caso de las baterías BESS la vida útil se mide en ciclos de carga y descarga. Las baterías LFP de 280Ah o más alcanzan hasta 4.000 ciclos a 25°C antes de que su capacidad caiga al 70%, esto equivale a unos 10,9 años con un ciclo diario (Infinite Power, 2024). La Figura 2 ilustra cómo la velocidad de carga/descarga y la profundidad de descarga impactan esta vida útil (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

Figura 2. El impacto de la velocidad de carga y descarga y la profundidad de descarga en la esperanza de vida de una batería BESS (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024). 17

Si

Si

Figura 1. Características de los diferentes tipos de celda para sistemas BESS. (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

Las baterías BESS varían en capacidad y marca, lo

Curso de Posgrado de Energía que influye en sus tasas óptimas Nuclear de carga y descarga, siendo la tasa C un parámetro que indica la velocidad de carga y descarga de una batería y se utiliza para determinar qué batería es la mejor para una operación. Por ejemplo, una batería LFP de 100Ah tiene una tasa estándar de carga y descarga de 0,5C y admite un máximo de 1C. En contraste, una celda LFP de 280Ah presenta una tasa estándar de 0,2C y una máxima de 0,5C.

A medida que la tasa de carga y descarga aumenta, el número de ciclos de vida de la batería disminuye. Además, un mayor flujo de corriente incrementa la temperatura, lo que puede representar un riesgo térmico. Los requerimientos de carga y descarga varían según el entorno de uso. En aplicaciones residenciales, las tasas suelen estar entre 0,2C y 0,5C, mientras que, en aplicaciones comerciales, especialmente cuando se combinan con estaciones de carga, pueden alcanzar entre 0,5C y 1C (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024). La profundidad de descarga de una batería de litio se define como la proporción entre la energía extraída y la capacidad total de la batería. Una menor profundidad de descarga implica un menor uso de la capacidad total de la batería. Por ejemplo, una profundidad de descarga del 80% significa que la batería se utiliza hasta dejar un 20% de su capacidad disponible. Cuanto mayor es la profundidad de descarga, más se reduce la vida útil de la batería y se vuelve menos estable la curva de voltaje y corriente.

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Es posible configurar la profundidad de descarga entre 80% y 100%, según las necesidades del usuario (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

Sin embargo, a pesar de bajo costo por kWh Curso de Posgrado desu Energía Nuclear

La vida útil de una batería BESS depende del mantenimiento y las condiciones en las que opera, siendo la temperatura uno de los factores clave. A medida que la temperatura ambiente aumenta, la resistencia interna de la batería de litio se incrementa, lo que reduce su capacidad y acorta su duración. Si la temperatura supera los 60°C, la vida útil de la batería puede reducirse a la mitad. Por otro lado, temperaturas inferiores a -10°C afectan el rendimiento, disminuyendo significativamente la potencia de la batería.

100

Para prolongar la vida útil de las baterías de litio, es esencial controlar la temperatura del entorno donde se almacenan y operan. Se recomienda evitar su exposición prolongada a altas temperaturas y a la luz solar directa. Además, temperaturas elevadas pueden generar fuga térmica, lo que representa uno de los principales riesgos de seguridad en los sistemas de almacenamiento de energía con baterías. Los sistemas avanzados incorporan aires acondicionados industriales y sensores de temperatura para mantener una temperatura estable de 25°C dentro del compartimento de la batería, optimizando el desempeño y la seguridad (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

(Figura 3), su densidad energética y vida útil son más limitadas frente a tecnologías más modernas. Gestión de energía

Tiempo de descarga [hr]

10

{

PSH Na-S

VR

CAES

Li-ion

1

Conmutación de potencia

0.1

0.01

{

Calidad de potencia

0.001 0.0001 0.001

Zn-Br L/A

{

Ni-MH

0.01

Ni-Cd

Na-s FW EDLC 0.1

1 10 Potencial nominal [Mw]

CAES EDLC

Aire comprimido Capacitadores de doble capa FW Volante de inercia L/A Plomo ácido Li-ion Litio-ion Na-s Sodio-azufre Ni-Cd Niquel-cadmio Ni-MH Níquel-metal hidruro Bombeo de agua PSH Vanadio redox VR Zn-Br Zinc-bromuro

100

1000

10000

Figura 3. Aplicaciones y tecnologías de almacenamiento de energía (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

Por su parte, las baterías de ion de litio, aunque con menor participación en la actualidad (5%), destacan por su mayor densidad de potencia y energía, lo que les otorga ventajas en aplicaciones que requieren tiempos de descarga prolongados y mayor flexibilidad operativa (Figura 4). Este desempeño técnico las hace competitivas para la gestión de energía en microrredes, especialmente en configuraciones de alta penetración de generación renovable no convencional, donde pueden mantener costos de energía cercanos o incluso inferiores a los de plomo-ácido (Ver Figura 5).

Aplicaciones en Microrredes 5%

De las diferentes tecnologías de baterías disponibles, las baterías de plomo ácido se han utilizado de forma continua en las microrredes eléctricas, esto se debe al hecho de que es una tecnología madura, la cual ha alcanzado costos viables para los proyectos. Otros tipos de baterías también se pueden encontrar en microrredes, dentro de estas tecnologías cabe resaltar la tecnología de Li-ion que ofrece características de densidad de potencia y energía, lo cual la hace viable técnicamente para conformar sistemas de almacenamiento en microrredes (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024). En el contexto de las microrredes eléctricas, las baterías de plomo-ácido siguen ocupando una posición predominante debido a su madurez tecnológica, disponibilidad y costos relativamente bajos, lo que las hace atractivas para proyectos donde la inversión inicial es un factor determinante. Tal como se observa en la Figura 4, este tipo de baterías representa alrededor del 80% de la participación tecnológica en microrredes, superando ampliamente a otras opciones. 18

Otros

15%

Plomo ácido Ión de litio

80%

Figura 4. Tipos de baterías utilizados en diferentes proyectos de microrredes (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024). 0.3

Plomo ácido

0.25

Ion de litio

0.2 0.15

Fracción de generación de energía no convencional en la microrred [%].

0.1 0.05 0

70

77

82

93

Figura 5. Costo de energía en función del tipo de batería utilizado y del porcentaje de energía renovable en la microrred (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

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En el caso de baterías de segundo uso, tanto las de plomo-ácido como las de ion de litio pueden integrarse en microrredes para aplicaciones como respaldo de energía, gestión de picos de demanda y soporte en la calidad de potencia. No obstante, la elección tecnológica dependerá de factores como el perfil de carga, el tiempo de descarga requerido, la disponibilidad de unidades para reacondicionamiento y el balance entre costo y desempeño esperado en el ciclo de vida remanente. En la Figura 5 también se puede observar cómo la diferencia en el valor de la energía entre la microrred con sistema de almacenamiento a partir de baterías de Li-ion y la microrred con sistema de almacenamiento a partir de baterías de plomo ácido aumenta, siendo menor en la microrred con baterías de Li-ion, a medida que el porcentaje de energía generada en la microrred es de tipo no convencional (Shenzhen Infinite Power Technology, 2024).

Tecnologías Emergentes El desarrollo de baterías avanza gracias a innovaciones en materiales. La tecnología dominante es

el litio, de especialmente varianteNuclear de litio-hieCurso Posgrado en desu Energía

rro-fosfato (LFP), que reduce el uso de materiales críticos como el cobalto. Alternativas comobaterías de iones de zinc y sodio están ganandorelevancia, como se muestra en la Figura 6, la cual detalla nuevos materiales y alternativas para el almacenamiento de energía. Las baterías de flujo, ideales para almacenamientos prolongados, utilizan electrolitos externos (como vanadio, hierro o compuestos orgánicos) y ofrecen una vida útil superior a las de litio, aunque enfrentan desafíos en eficiencia y costos (Enel Green Power, s.f). Para periodos de almacenamiento superiores a ocho horas, una de las tecnologías emergentes son las baterías de flujo. A diferencia de las baterías de litio, estas almacenan el electrolito en depósitos externos y lo bombean a los electrodos donde se producen las reacciones de carga y descarga. Actualmente, el vanadio es el material más utilizado en este tipo de baterías, aunque se están desarrollando versiones con materiales más accesibles y sostenibles, como el hierro y fluidos orgánicos. Las baterías de flujo presentan una mayor vida útil en comparación con las de litio, y el principal desafío tecnológico consiste en mejorar su eficiencia y reducir costos para facilitar su adopción a gran escala (Enel Green Power, s.f) .

MÁS ALLÁ DEL LITIO

Un futuro para las baterías, nuevas oportunidades para el almacenamiento ¿Por qué buscar

VÍAS ALTERNATIVAS

Hierro

al Litio?

Nuevos materiales

Nuevas tecnologías La investigación sobre nuevos materiales y tecnologías pretende reducir los riesgos medioambientales, geopolíticos y económicos aumentando la eficiencia

Vanadio

Zinc Acumula la energía de los depósitos de los dos electrolitos, que luego se bombea a la célula de conversión

Batería de flujo

Níquel

Sodio Gases comprimidos

El aire o el CO2 comprimidos o licuados devuelven energía al expandirse

Energía gravitatoria

Los pesos elevados con un cabrestante eléctrico, disminuyen accionando el alternador

Una masa térmica almacena y devuelve el calor a la turbina

Almacenamiento térmico

Energía cinética

La energía de un volante de inercia en rotación (acumulación) acciona posteriormente el alternador (suministro)

No existe una tecnología ganadora, cada una tiene su propio campo de aplicación, complementario de los demás

Cualquier tecnología debe ser concebida y aplicada “en todo su ciclo de vida útil”, es decir, considerando la reutilización y el reciclado finales

Figura 6. Nuevos materiales y nuevas alternativas para el almacenamiento de energía en baterías. Recuperado de: (Enel Green Power, s.f).

IRO 19

A continuación, en la Tabla 2 se pueden observar las principales tecnologías de baterías utilizadas en VE, BESS y aplicaciones solares, se incluyen tanto opciones consolidadas, como emergentes. Se presentan sus composiciones químicas, rangos típicos de densidad energética, ciclos de vida, vida útil estimada, comportamiento térmico y su viabilidad para un segundo uso, particularmente relevante en el contexto de la economía circular y la gestión sostenible de recursos. Esta información permite comparar el rendimiento técnico y las limitaciones de cada tecnología, identificando aquellas con mayor potencial para ser reacondicionadas y reutilizadas en aplicaciones estacionarias o de respaldo, así como aquellas cuyo segundo uso es limitado por razones técnicas, ambientales o de compatibilidad con nuevas aplicaciones. Tabla 2. Comparación de Baterías para VE, BESS, Solares y su Viabilidad para Segundo Uso (Sandberg, 2023)

Tipo de Batería

Aplicaciones

Composición Química

Densidad Energética (Wh/kg)

Ciclos de Vida

Comportamiento Térmico

Viabilidad Segundo Uso

Li-ion (LFP)

VE, BESS, Solares

Litio-hie rro-fosfato

120-160

2000 4000

Estable, no óptimo <0°C

Alta

Li-ion (NMC)

VE, BESS

Níquel-manga neso-cobalto

150-220

1000 2000

Inestable a altas temperaturas

Alta

NiMH

VE

Níquel-metal hidruro

60-120

500 1000

Estable en amplio rango

Media

Plomoácido

VE, BESS, Solares

Plomo-ácido

30-50

200 - 500

Estable, alta conta minación

Baja

Ultracon densado

VE

Carbón activa do

05-10

100,000+ Muy estable

ZEBRA

VE

Sodio-cloruro de níquel

100-120

1000 2000

Óptimo a altas temperaturas

Baja

Batería de flujo

Solares

Vanadio, hierro, 10-30 orgánicos

10,000+

Estable

Baja (no VE)

Batería de gel

Solares

Plomo-ácido con gel

30-50

200 - 500

Estable, alta conta minación

Baja

Níquelcadmio

Solares

Níquel-cadmio

40-60

1000 2000

Estable, tóxico

Baja

Iones de sodio

BESS

Sodio

100-150

1000 3000

Estable en amplio rango

Baja (no VE)

Baja

IRO 20

Baterías específicas: VE: Incluyen NiMH, ultracondensadores y ZEBRA, no usados en BESS ni solares. NiMH tiene viabilidad media para segundo uso en aplicaciones de baja demanda, mientras que ultracondensadores y ZEBRA son tecnologías de nicho. BESS: Incluyen iones de sodio, una tecnología emergente no presente en VE ni solares. Solares: Incluyen baterías de flujo y níquel-cadmio, no usadas en VE ni BESS. Las baterías de flujo (vida útil de 20-25 años) no son candidatas para segundo uso desde. Viabilidad para segundo uso: Las baterías Li-ion (LFP y NMC) son las más adecuadas para segundo uso desde VE a BESS o solares debido a su capacidad residual y versatilidad. NiMH tiene potencial limitado, mientras que plomo-ácido, gel, flujo, níquel-cadmio, ultracondensadores, ZEBRA e iones de sodio tienen baja o nula viabilidad, ya sea por su corta vida útil, impacto ambiental o ausencia en VE (IRENA, 2025) Las baterías de iones de litio (Li-ion) y plomo-ácido se utilizan en VE, BESS y paneles solares, pero otras tecnologías son específicas de cada contexto. Las baterías Li-ion, especialmente LFP, son las más viables para segundo uso desde VE a aplicaciones estacionarias como BESS y solares, debido a su alta capacidad residual y durabilidad. Este capítulo establece las bases para analizar las estrategias de reutilización, destacando la importancia de factores como la gestión térmica y la profundidad de descarga para maximizar la vida útil de las baterías.

Baterías de segunda vida o segundo uso (SLB por suselsiglas ingles) Una vez visto tipo deen baterías disponibles en el

mercado, incluyendo las de VE y que todas ellas tienen un ciclo de vida asociado y un fin de su primera vida útil, se empieza a analizar qué hacer con ellas después de dicho ciclo y es donde surge

21

el concepto de “baterías de segunda vida o Curso de Posgrado de Energía Nuclear

segundo uso – B2U” (SLB por sus siglas en ingles) que hace referencia a aquellas que, tras completar su uso en vehículos principalmente, conservan entre el 70 y el 80 % de su capacidad. Algunas estrategias para su reutilización incluyen emplearlas en sistemas estacionarios junto a fuentes de energía renovable como la solar o la eólica, o para brindar servicios a la red eléctrica. Reutilizarlas permite extender su ciclo de uso, disminuir el impacto ambiental asociado y aprovechar energía renovable en mayor medida. Además, esta práctica puede reducir algunos costos asociados a los VE, al generar valor a partir de lo que antes se consideraba un residuo (Enel X, s.f) .

Capacidad de la batería (%)

Baterías comunes: Las baterías de iones de litio (Li-ion), especialmente LFP, y las de plomo-ácido (incluyendo gel en solares) se utilizan en VE, BESS y sistemas solares. Las Li-ion (LFP y NMC) destacan por su alta densidad energética (120-220 Wh/kg), ciclos de vida prolongados (1000-4000) y capacidad residual (~70-80% tras 8-10 años en VE), lo que las hace ideales para segundo uso en BESS y sistemas solares. Las de plomo-ácido son económicas, pero su baja densidad energética (30-50 Wh/kg) y ciclos de vida cortos (200-500) limitan su reutilización debido a preocupaciones ambientales (Sandberg, 2023).

100

Fin de la primera vida

Fin de la segunda vida

Fin de la vida

80 60 40 20 0

Primera vida Segunda vida

Reciclaje

Figura 7.Puntos de cambio de la batería del EV (Terkes et al., 2024)

Por consiguiente, se presenta la Figura 7 que ilustra las fases de una batería desde su primera vida, que corresponde a su uso en VE, pasando por una segunda vida en sistemas estacionarios, hasta llegar a la fase de reciclaje. A lo largo de estas etapas, la capacidad de la batería disminuye gradualmente. Una vez que su capacidad baja por debajo de un umbral operativo para la movilidad (generalmente entre el 70 % y 80 %), se considera el final de su primera vida útil. En ese punto, aún puede ser utilizada para aplicaciones estacionarias menos exigentes en términos de potencia. Cuando su capacidad baja a niveles cercanos al 30%, concluye la segunda vida y se plantea su reciclaje para la recuperación de materiales (Terkes et al., 2024). El uso de baterías de segunda vida ha estado cobrando relevancia en los últimos años debido al aumento en el retiro de estos dispositivos, ya sea por su uso inicial en VE o en almacenamiento de energía. Aunque existen expectativas positivas sobre el desarrollo de esta tendencia, en muchos países se ha generado una acumulación de estos dispositivos. Las causas incluyen la falta de información precisa sobre los costos asociados, la escasez de modelos de negocio consolidados, la limitada transparencia y trazabilidad de los datos, y en ciertos casos, la debilidad o ausencia de políticas gubernamentales que respalden su adecuada gestión. IRO

El análisis de las rutas posibles para el aprovechamiento de las baterías retiradas del servicio inicial permite identificar puntos críticos de intervención, así como barreras técnicas, logísticas y normativas que condicionan su implementación a gran escala. La definición clara de estas etapas y sus características funcionales es un aspecto necesario para estructurar estrategias viables de recuperación, reutilización o reciclaje de estos dispositivos al final de cada fase. Para entrar en contexto y desarrollo de este informe es importante definir algunos conceptos relacionados con posibles rutas de aprovechamiento de las baterías retiradas del servicio inicial (Rufino Júnior et al., 2023):

La rutadedePosgrado aprovechamiento de las baterías, Curso de Energía Nuclear

puede variar según el estado en el que sean retiradas, por ejemplo, baterías que presenten una capacidad de carga aún significativa y muestren un deterioro gradual pueden ser elegidas dentro de la categoría de "reutilización", etapa en la cual se procedería al desmontaje de las baterías en celdas individuales, y estas celdas serían sometidas a un proceso de clasificación, dimensionamiento y ensamblaje, este proceso de reutilización otorga a las baterías una segunda vida; en caso contrario, las materias primas se pueden extraer y procesar mediante reciclaje (Rufino Júnior et al., 2023) Baterías específicas:

Reutilización Consiste en emplear una batería o sus componentes directamente en una nueva aplicación sin modificaciones estructurales significativas. En el contexto de sostenibilidad, la reutilización permite extender la vida útil del sistema, reduciendo la demanda de materias primas y la generación de residuos. Reparación Implica la identificación y sustitución de componentes defectuosos (como celdas dañadas, BMS o conectores) para restaurar la funcionalidad de la batería. Desde una perspectiva sostenible, la reparación minimiza el desperdicio y reduce la necesidad de fabricar nuevas unidades Remanufacturación Proceso industrial mediante el cual una batería usada es desmontada, inspeccionada, limpiada y reconstruida con componentes nuevos o reacondicionados para cumplir con rendimientos similares a las originales. Es clave en la economía circular, ya que permite recuperar valor funcional con menor huella ambiental que la fabricación nueva. Reacondicionamiento o Renovación Se refiere a la restauración parcial de una batería para mejorar su rendimiento, sin alcanzar necesariamente las especificaciones originales. Puede incluir balanceo de celdas, actualización del software del BMS o limpieza de contactos.

Por otra parte, el aprovechamiento de estas baterías luego de que alcancen el fin de su vida útil permite recuperar materiales como el litio, cobalto, níquel y aluminio para fabricar nuevas baterías o productos electrónicos. Para que las baterías puedan ser reutilizadas en aplicaciones de segunda vida, deben atravesar diversas etapas y procedimientos, los cuales varían según el grado de desmantelamiento (ya sea del paquete de baterías, módulo, celda o componentes). En cuanto al proceso de desmontaje y montaje, es relevante considerar que las celdas existen en tres formatos distintos (cilíndrico, pouch y prismático), cada uno con características técnicas y métodos de ensamblaje específicos (CIC Energi Gune, 2021). Por ello, el reacondicionamiento completo exige personal altamente capacitado y conocimientos detallados sobre la puesta a punto de cada una. Además, se presentan otras barreras en este proceso las cuales se mencionan en la Figura 9:

Remodelación Implica la reconfiguración física o funcional de una batería para adaptarla a un nuevo uso. Puede incluir el rediseño del sistema de gestión, la redistribución de módulos o la integración en una arquitectura diferente. Figura 8. Posibles rutas de aprovechamiento de las baterías (Rufino Júnior et al., 2023).

IRO 22

El análisis de las rutas posibles para el aprovechamiento de las baterías retiradasde delEnergía servicio inicial permite Curso de Posgrado Nuclear identificar puntos críticos de intervención, así como barreras técnicas, logísticas y normativas que condicionan su implementación a gran escala. La definición clara de estas etapas y sus características funcionales es un aspecto necesario para estructurar estrategias viables de recuperación, reutilización o reciclaje de estos dispositivos al final de cada fase. Para entrar en contexto y desarrollo de este informe es importante definir algunos conceptos relacionados con posibles rutas de aprovechamiento de las baterías retiradas del servicio inicial (Rufino Júnior et al., 2023): Recuperación especializada: Pocos lugares disponen de la tecnología adecuada para recuperar los productos químicos. Por este motivo muchas baterías deben enviarse al extranjero para su reciclaje, lo que podía causar graves problemas legislativos. No viabilidad económica: El costo de recuperación del elemento sigue siendo muy elevado, lo que hace que el costo del reciclado sea superior al costo real de los elementos brutos. Desperdicio de recursos: La eliminación no diferenciada puede eliminar tanto las células buenas como las malas.

Carencia de legislación: En varios países sigue causando incertidumbre para el desarrollo de las empresas.

Figura 9. Barreras del desmontaje de celdas de baterías (Rufino Júnior et al., 2023).

El mercado de baterías para VE de segunda vida es de gran importancia por muchas razones, estas incluyen agregar valor a la futura infraestructura energética, crear una economía circular para las baterías de VE y proporcionar un costo nivelado de almacenamiento más bajo en comparación con las baterías nuevas. La mayor parte de los VE utilizan actualmente componentes químicos de baterías de iones de litio y, una vez que su vida útil inicial de ocho a diez años ha expirado, normalmente no son aptos para su uso en el futuro. Sin embargo, el B2U extiende su vida útil, aunque se deben tener en cuenta varias consideraciones al reutilizar baterías retiradas, esto incluye evaluar el estado y la degradación de estas, para garantizar su idoneidad para aplicaciones de segunda vida y las características de rendimiento, como el estado de salud (SOH) de la batería (Nichols, 2023).

IRO 23

Aplicaciones

IRO

Ideas Clave Las baterías usadas de autos eléctricos pueden ser reformadas para aplicaciones de almacenamiento de energía de fuentes renovables como la solar o la eólica, lo cual permite dar respaldo cuando hay intermitencias en el servicio de energía, o ayudar a mantener estable la red eléctrica. Para reutilizar estas baterías es necesario evaluar su vida útil restante y su estado general. No todas las celdas son aptas, algunas que se retiran con cierto desgaste pueden rendir mejor en aplicaciones secundarias. La colaboración con los fabricantes y un sistema de seguimiento detallado son fundamentales para asegurar su buen desempeño. Estas baterías pueden ser usadas para gestionar picos de consumo, aprovechar diferencias en los costos de energía (arbitraje energético), regular la frecuencia de la red, postergar inversiones en infraestructura de transmisión y distribución, y brindar respaldo en sectores residencial, comercial, industrial y de telecomunicaciones, generando ahorros y mayor flexibilidad.

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Aplica ciones Este capítulo explora las aplicaciones específicas de estas baterías en el contexto colombiano, destacando su potencial para optimizar el uso de energías renovables, mejorar la resiliencia energética y generar beneficios económicos, al tiempo que se abordan los retos técnicos para su implementación. Las baterías de segunda vida, provenientes de VE, conservan una parte significativa de su capacidad energética tras su uso inicial. Estas baterías pueden ser reutilizadas en diversas aplicaciones, especialmente en el almacenamiento de energía proveniente de fuentes renovables como la solar y la eólica. Almacenan el excedente de energía generado durante períodos de baja demanda y lo liberan cuando la demanda es mayor, contribuyendo a la estabilidad de la red eléctrica y optimizando el uso de fuentes renovables. Además, las baterías de segunda vida se emplean en sistemas de respaldo energético para instalaciones comerciales, industriales y residenciales. Proporcionan una fuente de energía en caso de interrupciones en el suministro eléctrico, ofreciendo una alternativa más económica y sostenible en comparación con baterías nuevas. En comunidades rurales o áreas con acceso limitado a la red eléctrica, estas baterías se integran en proyectos de microrredes. Al combinarse con fuentes de energía renovable, facilitan el acceso a la electricidad y mejoran la resiliencia energética de estas comunidades. Las aplicaciones anteriormente mencionadas se vuelven viables siempre que se evalúen adecuadamente bajo criterios técnicos como la Vida Útil Restante (RUL Remaining Useful Life) y el Estado de Salud (SOH State of Health), para identificar configuraciones de reutilización como: Uso directo del paquete o módulo. Apilamiento de paquetes. Renovación de paquetes con módulos o celdas. Estas configuraciones permiten maximizar el valor económico y técnico de las Baterías de Segunda Vida (SLB) en distintas aplicaciones

IRO 26

Aplicaciones Eficientes en el Sector Eléctrico Reducción de picos de demanda en microrredes comerciales Las baterías de segundo uso se utilizan en microrredes comerciales para almacenar energía durante períodos de baja demanda y liberarla durante picos de consumo, reduciendo la carga en la red y los costos asociados (Lödige et al., 2015). Beneficios cuantitativos: Disminución de la demanda máxima: Hasta un 60% en sistemas optimizados, según estudios de microrredes con almacenamiento de energía. Reducción del consumo promedio durante horas pico: Aproximadamente 39%, dependiendo de la estrategia de gestión de energía. Minimización del costo anual de energía: Ahorros significativos (hasta un 30-40% en algunos casos) al evitar tarifas por demanda máxima. Arbitraje energético (carga en horas valle y descarga en horas pico) Las SLB se cargan durante períodos de baja tarifa eléctrica (horas valle) y se descargan durante períodos de alta tarifa (horas pico), optimizando costos y aprovechando la capacidad residual de las baterías (Alfaro-Algaba & Ramirez, 2020; Wu et al., 2020) Beneficios cuantitativos: Aumento de la capacidad útil de energía: ≥94% en aplicaciones de almacenamiento estacionario, según pruebas de laboratorio. Reducción del precio de baterías de primera vida (FB): Hasta un 26% en comparación con baterías nuevas, debido a la reutilización de SLB. Ahorros en la factura eléctrica: Hasta 780 unidades monetarias anuales en sistemas residenciales o comerciales (dependiendo del mercado eléctrico). Extensión de la vida útil de las SLB: Hasta 12,5 años en aplicaciones de baja demanda, como almacenamiento para fotovoltaica. Regulación de frecuencia y flexibilidad de red Las SLB se utilizan para proporcionar servicios auxiliares, como regulación de frecuencia, estabilizando la red eléctrica frente a fluctuaciones causadas por fuentes renovables intermitentes (Janota et al., 2020). Beneficios cuantitativos: Mejora de la eficiencia de conversión DC: Hasta un 99% en sistemas de almacenamiento con SLB. Reducción del periodo de retorno descontado: Aproximadamente 5,5 años en proyectos optimizados. Rentabilidad: Tasas internas de retorno (TIR) entre 8% y 21%, dependiendo del mercado y la aplicación. Respuesta energética fuera del mercado: Hasta 1424 kWh/año en mercados del día siguiente, según estudios de regulación de frecuencia. Almacenamiento en sistemas fotovoltaicos residenciales Las SLB se integran en sistemas fotovoltaicos residenciales para almacenar energía solar generada durante el día y utilizarla durante la noche, reduciendo la dependencia de la red (Bikuña et al., 2025; Mathews et al., 2020). Beneficios cuantitativos: Reducción de la huella de carbono: Entre 50-90% en comparación con baterías nuevas, según análisis de ciclo de vida (LCA). Ahorros económicos: Costos de almacenamiento hasta un 50% menores que con baterías nuevas, con un precio de SLB de 150-200 €/kWh. Vida útil secundaria: Hasta 12 años en aplicaciones de baja profundidad de descarga (DOD ≤ 50%) Soporte a redes aisladas o microrredes con alta penetración de renovables Las SLB se utilizan en microrredes aisladas o con alta penetración de energías renovables (como eólica o solar) para proporcionar almacenamiento y estabilidad, reduciendo la dependencia de generadores diésel (López et al., 2023). Beneficios cuantitativos: Reducción de costos operativos: Hasta un 40% en comparación con sistemas diésel en redes aisladas. Capacidad de almacenamiento: SLB pueden proporcionar hasta 80% de la capacidad original en aplicaciones de baja demanda. Vida útil extendida: Hasta 10-12 años en aplicaciones de soporte a renovables.

IRO 27

Adicional a las aplicaciones anteriormente mencionadas, en la figura 10 se hace referencia a otros usos dentro del negocio de servicios de energía. También se están explorando aplicaciones en VE de menor escala, como bicicletas y scooters eléctricos, dado que estos vehículos requieren menos capacidad de almacenamiento las baterías recicladas pueden ser una opción viable para extender su vida útil y reducir la generación de residuos. Estas aplicaciones de las baterías de segunda vida no solo promueven la sostenibilidad y la economía circular, sino que también ofrecen soluciones prácticas para diversos desafíos energéticos actuales (Canaribat, 2024).

Servicio al cliente

Servicios Públicos

Servicios RTO

Gestión de la red por tiempo de uso

Controlador de transmisión y distribución

Controlador y arbitraje de energía

Aplazamiento de transmisión y distribución

Regulación de frecuencia y voltaje

Alivio de transmisión y distribución

Reserva de giro o sin giro

Reducción de la carga de ESS por demanda Consumo de energía renovable Respaldo de energía

Adecuación de recursos de energías renovables

En la figura 11 se muestran las aplicaciones de las Curso de Posgrado de Energía Nuclear

baterías a lo largo de su ciclo de uso, inicia con la fabricación de baterías nuevas, que luego se emplean en aplicaciones de primera vida. Una vez que estas baterías han completado su primera etapa de uso, se les somete a procesos de reciclaje o reutilización, dependiendo de sus condiciones. Posteriormente, los materiales reciclados provenientes de estas baterías son reintegrados en la fabricación de nuevas unidades. En paralelo, las baterías aptas para su reutilización se preparan para ser utilizadas en aplicaciones de segunda vida. Las baterías utilizadas en VE están expuestas a condiciones de operación que incluyen variaciones de temperatura, múltiples ciclos de carga parcial por año y distintas tasas de descarga, estos factores provocan una degradación progresiva, especialmente en los primeros cinco años de uso. Generalmente, estas baterías están diseñadas para funcionar durante aproximadamente diez años. Una vez que su capacidad cae por debajo de ciertos umbrales —como conservar menos del 80 % de su capacidad útil original o superar una tasa de autodescarga del 5 % en 24 horas— dejan de ser adecuadas para su uso en el vehículo. Sin embargo, pueden ser reacondicionadas y empleadas en aplicaciones estacionarias que no exigen las mismas condiciones de rendimiento.

Soporte de voltaje

1

Figura 10. Distribución de la capacidad de la batería en diferentes áreas de aplicación (Terkes et al., 2024). Fabricación y venta de baterías nuevas Producción sustentable y reducción de resíduos. Fiabilidad y seguridad de la batería. Mejora de la vida de la batería. Grabación digital holística.

4

Fabricantes de reciclaje/ proveedores de materiales/ procesadores

Reciclar

Reciclaje Seguridad: mejora del pretratamiento (ej. explosión) separación mecánica. Impactos Ambientales: mejora del Pretratamiento (ej. liberación de gases tóxicos). Rentabilidad: separación mecánica (eje. proceso de optimización) Ruta de procesamiento (pirometalurgia, hidrometalurgia, electrometalurgia, biohidrometalurgia).

Productores/ fabricantes/ minoristas/ contratistas de ingeniería, adquisiciones y construcción (EPC)

Fabricación baterías nuevas

Reusar

Flujo de información Grupo de nodos Blockchain Reuso Estandarización del desmantelamiento en tamaño (de bolsa, prismático y cilíndrico) y química; automatización. Prueba y clasificación: selección efectiva de características, algoritmos de clasificación rápidos y precisos. Dimensionamiento y montaje: gestión de celda a celda / módulo a módulo.

Aplicación

de 3 Fabricantes baterías de segun-

da vida/ centro de pruebas de terceros

Aplicaciones Aplicación de primera vida (baterías VE) Segunda vida: Soporte de red eléctrica. Gestión de cargas comerciales y residenciales ligeras Bicicletas y vehículos eléctricos de baja velocidad. Respaldo de energía en torres de telecomunicación distribuida.

2 Consumidores

Figura 11. Proceso de fabricación, aplicaciones, reúso y reciclaje de baterías de segundo uso. (CIC Energi Gune, 2021) 28

Flujo de valor

IRO

De ese modo, cuando estas baterías llegan al final de su primera vida útil, existen tres alternativas: ser desechadas, recicladas o reutilizadas (Figura 12). La eliminación suele ocurrir cuando el paquete está dañado o cuando no existen las condiciones adecuadas para su recolección o tratamiento, en muchas regiones, las normas ambientales restringen esta opción. El reciclaje puede ser considerado si los componentes contienen metales como cobalto o níquel, ya que estos materiales tienen un valor de mercado relevante. En ese caso, la diferencia entre los costos de recuperación y los ingresos esperados podría justificar el proceso, especialmente frente a posibles restricciones en el suministro de estos metales. Para que el reciclaje alcance una mayor escala, será necesario que los procesos sean económicamente comparables con la minería. Aunque ya se han desarrollado técnicas que permiten recuperar más materiales, estas aún no se encuentran plenamente implementadas a nivel industrial (Engel et al., 2019). La reutilización de baterías puede ser una opción viable en mercados donde existe demanda para aplicaciones estacionarias de almacenamiento de energía que no requieren un número elevado de ciclos anuales, como entre 100 y 300. Según los requerimientos operativos, hay tres aplicaciones en las que estas baterías pueden tener un uso

adecuado: servir comode respaldo energético para Curso de Posgrado Energía Nuclear

empresas de servicios públicos, reemplazando activos con mayores costos operativos; posponer inversiones en infraestructura de transmisión y distribución eléctrica; y participar en actividades de arbitraje energético, almacenando energía renovable para su uso en momentos de baja oferta. Estas funciones pueden contribuir a aumentar la capacidad operativa de la red eléctrica. Se estima que para 2025, el uso de baterías de segunda vida en estas aplicaciones podría implicar costos entre un 30 % y un 70 % menores en comparación con baterías nuevas, lo que permite una menor inversión de capital por cada ciclo de operación (Engel et al., 2019). Una aplicación de segunda vida que está ganando relevancia en China es la reutilización de baterías de VE retiradas para sistemas de energía de respaldo en torres de telecomunicaciones. La empresa China Tower ha anunciado que tiene la capacidad de reutilizar 2 millones de baterías de VE en igual número de torres de comunicación, con una demanda total de 54 GWh. Para llevar a cabo este proyecto, la compañía ha establecido acuerdos de cooperación comercial con 16 de los principales fabricantes de VE y baterías en China, entre los que se incluyen empresas destacadas como BYD, Guoxuan High Tech y YinLong New Energy (Jiao, 2018).

Las baterías de vehículos eléctricos gastadas aún pueden ser útiles en aplicaciones menos exigentes Ciclo de vida de la batería de un vehículo eléctrico (VE), ilustrativo Cuando una batería de VE ya no puede cumplir con sus requisitos de rendimiento, se reemplaza por un nuevo paquete de baterías. El paquete de baterías usado se retira del vehículo para 1 de tres destinos.

Paquete de baterías nuevo

Fabricación de baterías

Vehículo eléctrico

Extracción y reprocesamiento de materias primas

Paquete de baterías usado

Eliminación; Si los paquetes están dañados o en regiones sin estructuras de mercado o regulaciones adecuadas, se pueden desechar.

Depósito de chatarra

Aplicación de Empresa de reacondicionamien segunda vida en almacenamiento to de baterías estacionario

Figura 12. Ciclo de vida de una batería de un VE. (Engel et al., 2019) 29

Reciclaje: los paquetes se pueden procesar para extraer valiosos materiales de tierras raras Reutilización: los paquetes se pueden reutilizar para una aplicación de segunda vida en servicios de almacenamiento de energía que sea adecuada para sus capacidades de rendimiento reducidas

IRO

Aprovechamiento de Baterías de Segundo Uso

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Ideas Clave Las baterías pueden reciclarse mediante diferentes procesos (pirometalurgia, hidrometalurgia y reciclaje directo), cada uno con sus pros y contras. La reutilización y el reciclaje favorecen la economía circular y pueden reducir los costos en comparación con la compra de baterías nuevas. Antes de reutilizar las baterías, hay que revisar su estado; ya que no todas sirven y las menos desgastadas presentan mejor funcionamiento, se necesitan pruebas y estudios para asegurar costos, duración y seguridad técnica para su aplicación. El desgaste de las baterías de vehículos eléctricos depende de factores como calidad, uso y tipo de carga. Las cargas rápidas, aunque prácticas, aceleran su deterioro, por lo que se recomienda usarlas con moderación, lo ideal es evitar recargar la batería en un estado de carga muy bajo o en modo de carga rápida para prolongar su vida útil.

IRO 31

Aprovech amiento Dentro de este mercado joven pero competitivo, los actores clave participan tanto en la reutilización de baterías de segunda vida como en la calificación de estado y rendimiento de baterías de VE retiradas. Un número creciente de empresas emergentes de reutilización y diagnóstico de baterías están comenzando a establecer cadenas de suministro sólidas con fabricantes de equipos originales de automóviles. Esto tiene como objetivo facilitar el suministro simplificado de baterías de diseño similar en procedimientos de reutilización y modelado del rendimiento de la batería. Para los modeladores, tener un lote grande del mismo tipo de batería ayuda a entrenar un modelo basado en datos. Para los reutilizadores, tener más baterías de diseños similares puede ayudar a estandarizar procedimientos complejos de desmontaje de baterías. Estas nuevas empresas, en conjunto, han recibido decenas de millones de dólares en financiación para ayudar a ampliar las operaciones y desarrollar capacidades tecnológicas. Por ejemplo, varios reutilizadores están buscando desarrollar sistemas de baterías de segunda vida a escala de MWh más grandes, adecuados para aplicaciones frontales del medidor (Nichols, 2023). La parte más aprovechable para un segundo uso en las baterías de litio de VE es el paquete de celdas individuales de litio. Sin embargo, es importante tener en cuenta que dichas celdas también tienen una vida útil limitada y su rendimiento se va degradando con el tiempo y el uso, por lo que eventualmente de igual modo tendrán que ser recicladas adecuadamente. De forma general el segundo uso de las baterías de litio de VE puede agruparse en dos posibles aplicaciones que son:

IRO 32

Se puede afirmar que aún se requieren Uso de las baterías para grandes aplicaciones como laCurso de Posgrado de Energía Nuclear estudios exhaustivos para establecer los prestación de servicios de apoyo a la fuente de enercostos de capital, instalación y mantenigía renovables como la eólica la solar. miento, así como los costos operativos y las pruebas de calidad de las baterías de Aplicaciones a pequeña escala, donde se incluyen los segunda vida, con el propósito de evaluar consumidores residenciales, comerciales como su longevidad, rendimiento y seguridad. empresas de telecomunicaciones entre otros. La definición de estos parámetros desempeñará un papel fundamental en la formuFigura 13 Aplicaciones de baterías de litio de VE. lación de modelos de negocios viables. La correcta definición del segundo uso resulEntre los posibles segundos usos de las baterías dentro ta crucial para considerar la capacidad del negocio de almacenamiento de energía, a una escala remanente de la batería, sus característimás detalla se encuentran: cas de diseño y limitaciones principales; realizar una inspección visual para evaluar Almacenamiento de energía estacionaria. la condición de cada batería, seguida de Las baterías usadas de vehículos eléctricos se pruebas eléctricas, mecánicas y de resispueden utilizar para almacenar energía en hogares, tencia para determinar su estado, resulta edificios o redes eléctricas. Estas baterías pueden esencial para determinar el valor agregaalmacenar energía durante periodos de baja demando de cada batería. En la tabla 3 se relacioda y liberarla durante periodos de alta demanda, nan algunos de los parámetros más releayudando a nivelar la carga en la red eléctrica. vantes a tener en cuenta para la reutilización de las baterías (Rufino Júnior et al., 2023). Sistemas de respaldo de energía. Las baterías de vehículos eléctricos usadas pueden utilizarse como sistemas de respaldo de energía en caso de cortes de electricidad. Estas baterías pueden alimentar dispositivos y sistemas críticos en el hogar o lugares de trabajo durante un tiempo limitado.

1

2

Alimentación de vehículos eléctricos mas pequeños. Las baterías de vehículos eléctricos usadas pueden ser reutilizadas en vehículos eléctricos mas pequeños, como bicicletas eléctricas o scooters, Aunque ya no sean adecuadas para alimentar un automóvil eléctrico de tamaño completo. Todavia pueden proporcionar la energía necesaria para vehículos mas pequeños.

Almacenamiento de energía renovable. Las baterías usadas de vehículos eléctricos también se pueden utilizar para almacenar energía generada por fuentes renovable como paneles solares o turbinas eólicas. Esto permite aprovechar la energía cuando esté disponible y utilizarla en momento en los que la generación de energía renovable sea baja. Figura 14 Segundo uso de las baterías para el negocio de almacenamiento.

IRO 33

Tabla 3. Parámetros estratégicos en la reutilización de baterías (Rufino Júnior et al., 2023).

Parámetro

Descripción

Diseño

Los parámetros de diseño, como las características físicas y eléctricas y la arquitectura de control del sistema de batería del vehículo, deben evaluarse en un segundo uso.

Selección de tecnología

Hay que tener en cuenta la química y las corrientes características de las celdas de la batería y los componentes utilizados.

Estrategia de control

Las técnicas de control son vitales para garantizar que la celda opere dentro de su margen de estabilidad y tensión, garantizando la seguridad de la celda en la primera y segunda vida, minimizando los mecanismos de envejecimiento y maximizando la vida útil y el rendimiento en una aplicación secundaria.

Modelo de propiedad

El modelo de negocio definirá si la batería se venderá, o arrendará al consumidor. Cada parte interesada puede tener un modelo de negocio diferente, como por ejemplo business-to-business.

Incidencia

Detalles

Costo

El conocimiento de las características de diseño del pack de baterías definirá la necesidad y el modo de desmontaje, así como los requisitos y en qué escenarios se pueden comportar las baterías de los VE.

Costo

La química de las baterías influye en las características eléctricas (nivel de tensión, capacidad y número de ciclos, entre otros) y características térmicas (temperatura de funcionamiento y flujo de gas). Comprender el envejecimiento de la batería en una primera aplicación ayuda a desarrollar el sistema de control adecuado para lograr el rendimiento, la seguridad, la vida útil y la confiabilidad esperados por la aplicación. Los componentes utilizados definirán cómo se integrará esta batería en una segunda aplicación.

Valor

Un buen control de las propiedades térmicas de las baterías es imprescindible para reducir los mecanismos de degradación de las baterías y en consecuencia prevenir su envejecimiento prematuro. Este control es fundamental para mantener el funcionamiento dentro de límites seguros. El tipo de control y la precisión de los sensores son esenciales para permitir integrar el sistema de batería en una segunda aplicación.

Costo/ Operacional

La elección de cada modelo de negocio dependerá de las estrategias de la empresa o del consumidor y de los conocimientos que tenga para reutilizar las baterías a lo largo de su vida útil. Es poco probable que los clientes tengan conocimientos suficientes para reutilizar estas baterías y que la ley les exija devolverlas a los fabricantes de equipos originales.

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Parámetro

Descripción

Infraestructura de servicios

La red de infraestructura comprenderá fabricantes de baterías y de vehículos, incluidas las empresas de servicios públicos, la red de transporte, los centros de servicios, el almacenamiento y las instalaciones de producción.

Tecnología propia

Asegurar la propiedad intelectual del producto es fundamental.

Precio

Precio de baterías usadas en concurrencia a baterías nuevas. Esto tendrá una fuerte influencia en el comportamiento del cliente.

Regulaciones legales

¿Quién será responsable de brindar una garantía por el nuevo producto en un caso de uso de segunda vida?

Incidencia

Detalles

Operación/ Costo

La infraestructura es esencial para recoger todas las baterías al final de su vida útil, transportarlas de forma segura, desensamblarlas, refabricarlas (si es necesario) e integrarlas en una aplicación secundaria. La infraestructura forma parte clave de la cadena del negocio de segunda vida, es crucial porque influye en el coste de la realización y puede hacer inviable el modelo de negocio si no está bien implementada.

Operación

Puede que el fabricante de equipos originales no le interese compartir información, contener datos operativos del módulo de batería para proteger su producto y evitar que sus terceros exploten información confidencial. Por ello, el código del sistema de gestión de baterías está encriptado, y puede que no sea posible que un tercero conozca sin autorización del fabricante.

Costo/ Operación

El precio de las baterías de segunda vida es importante para determinar si el negocio es escalable. Además, determina si existe demanda para este tipo de producto

Costo/ Operación

Determina cómo tratar el “nuevo” producto, la batería reutilizada. También incluye el cumplimiento normativo respecto relativo a la Manipulación de Mercancías Peligrosas, puesto que el uso está “protegido” para la estructura de choque del VE.

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Para esquematizar el perfil de prueba especifica Curso de Posgrado de Energía Nuclear

Viabilidad técnica de las baterías de segunda vida En esta sección abordaremos la viabilidad técnica de las baterías de segundo uso desde la perspectiva del envejecimiento de estas, en especial de las baterías de níquel – manganeso – cobalto/carbono (NMC/C), SOH y el historial académico de envejecimiento a lo largo del rendimiento en dos aplicaciones diferentes como son la gestión de la demanda residencial y la integración en energías renovables con control de la demanda enfocado en el ahorro de energía (Martinez-Laserna et al., 2018). Para el desarrollo de esta sección se toma como referencia el estudio “Technical Viability of Battery Second Life: A Study From the Ageing Perspective/ Viabilidad técnica de las baterías de segunda vida: un estudio desde la perspectiva del envejecimiento”(2018), donde se presentan los resultados de una prueba en una vivienda, en la cual se consideraron cargas residenciales como un sistema fotovoltaico montado en el techo y un Sistema de Almacenamiento de Energía de Baterías de Segunda Vida (SLBESS por sus siglas en ingles), lo que representaba una baja demanda. Aquí los bajones de corriente (tasa C) y la baja profundidad requieren ciclos de descarga (DoD) estructurados en bloques como se muestra en la siguiente figura (Martinez-Laserna et al., 2018): PV residencial

Red Ppv(t)

DC

P red (t)

DC

DC

AC

Pcons(t)

Ppv(t)

SLBESS DC DC

PV Plant

Pbat(t)

Redidential Loads Red

PCC Ppv(t)

DC

P planta (t)

AC

SLBESS DC AC

BMS

Pbat(t) Plant controlles

de la aplicación se definió una metodología basada principalmente en el dimensionamiento óptimo del SLBEES como se muestra a continuación:

Identificación del problema

Dimensionamiento del sistema de almacenamiento de energía Modelación y contrastado

Selección del algoritmo Validación de resultados Perfil Nivel Célula Perfil de síntesis Perfil de 1 mes de prueba

Definición perfil de prueba

Figura 16. Metodología para el dimensionamiento y definición del perfil de aplicación de un SLBESS (Martinez-Laserna et al., 2018).

El dimensionamiento óptimo calculado permitió obtener los perfiles de demanda de energía SLBESS de un año de duración tanto para el sistema, así como para cada una de las dos aplicaciones mencionadas anteriormente. Dichos perfiles luego se adaptaron a perfiles de energía de un año a nivel de celda, todos ellos valiosos para tareas de prueba de baterías de segundo uso (Martinez-Laserna et al., 2018). Con el objetivo de acelerar las pruebas de envejecimiento de las baterías, se diseñaron perfiles de corriente equivalentes a un año de uso, que fueron sintetizados en perfiles de un mes. Esto permitió mejorar la representatividad de los datos obtenidos durante ese periodo, ya que las pruebas mensuales eran repetidas. Paralelamente, se llevaron a cabo los siguientes pasos para sintetizar la aplicación (Martinez-Laserna et al., 2018):

Figura 15: (a) Diagrama de bloques de aplicación de respuesta a la demanda residencial y (b) aplicación de integración de energías renovable con control en la demanda (Martinez-Laserna et al., 2018).

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1 2 3

Eliminación de pausas: en ambas aplicaciones, las baterías permanecían inactivas la mayor parte del tiempo. Se asumió que estos periodos reducían significativamente el ritmo de envejecimiento, por lo que al eliminarlos se lograron perfiles de un mes más cercanos a los originales de un año. Selección del perfil de un mes: tras suprimir los tiempos de inactividad, se eligieron las secciones más representativas de cada perfil para construir uno de duración mensual. Inserción de eventos de almacenamiento de duración pseudoaleatoria: se añadieron intencionalmente eventos cortos de almacenamiento para evitar un envejecimiento excesivo e irreal causado por ciclos continuos. Estos periodos de pausa fueron modelados estadísticamente a partir de los perfiles originales de un año.

Las pruebas de las baterías se realizaron a nivel de celda y a nivel de pila con una referencia para el análisis de celda de iones de litio de 20Ah basada en (NMC/C), anteriormente sometida a pruebas de envejecimiento en laboratorio durante su primera vida útil, para tener puntos y datos para comparaciones (figura 17). En las pruebas de segunda vida, se consideró que el nivel de State of Health (SOH) que presentan las celdas al llegar al final de su vida útil (FL-EOL por sus siglas en inglés) puede influir significativamente en su comportamiento y degradación durante la etapa de segunda vida operativa. Por esta razón, el análisis consideró celdas con distintos niveles de SOH, incorporando además su variabilidad como criterio para la conformación de pilas (Martinez-Laserna et al., 2018). En el estudio se desarrollaron cuatro configuraciones: dos pilas homogéneas —formadas por celdas con trayectorias de uso similares y valores de SOH cercanos— y dos pilas heterogéneas. Estas últimas se estructuraron bajo dos enfoques:

1 2

Agrupando celdas con historiales operativos y niveles de SOH claramente diferentes. Combinando dos celdas con condiciones iniciales similares junto con una tercera que presentaba un historial distinto y un nivel de SOH diferente.

El objetivo de esta estructuración fue evaluar Curso de Posgrado de Energía Nuclear cómo distintos grados de heterogeneidad en el SOH pueden afectar el rendimiento eléctrico de las baterías reutilizadas en su configuración de segunda vida a nivel de pila.

Selección de baterias de segunda vida Perfiles realistas Matriz de envejecimiento Pruebas de primera vida

Pruebas a nivel de celda Conjuntos homogeneos Conjuntos heterogeneos

Aplicación residencial Aplicación de suavizado de potencia

Pruebas de segunda vida

Figura 17. Diagrama de bloques de la transición de la primera vida a la segunda prueba de vida. (Martinez-Laserna et al., 2018).

Todas las pruebas de envejecimiento se realizaron bajo condiciones controladas, manteniendo una temperatura constante de 35°C con el fin de acelerar los ensayos experimentales en laboratorio. Estudios previos sobre baterías en su primera vida útil han demostrado que esta temperatura promueve una degradación más rápida en comparación con la temperatura ambiente, sin provocar efectos no deseados en los mecanismos internos de envejecimiento. Durante cada fase de ciclado, siguiendo el perfil sintético realista correspondiente, las celdas de cada pila fueron equilibradas a 3,703V (aproximadamente 50% de SoC) mediante carga o descarga en modo de corriente constante (CC) y voltaje constante (CV). Luego, toda la pila fue cargada o descargada hasta alcanzar los 11,109V, asegurando que cada prueba iniciara bajo las mismas condiciones de voltaje. (Martinez-Laserna et al., 2018).

Procedimiento de caracterización Tras cada mes de ensayo con perfiles sintéticos, se aplicaron pruebas de caracterización a nivel de celda a 25°C para monitorear parámetros críticos como capacidad, resistencia interna y eficiencia. Este proceso permitió evaluar la evolución del envejecimiento en cuatro fases clave:

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FL-BOL (Primera vida- Inicio de vida): Punto de referencia inicial para los parámetros electroquímicos. FL-EOL (Primera vida- Fin de vida): Momento del retiro del uso automotriz. SL-BOL (Segunda vida- Inicio de vida): Inicio de la aplicación en segunda vida. SL-EOL (Segunda vida- Fin de vida): Punto final de la batería en su segunda aplicación. Métodos de caracterización: se emplearon dos enfoques complementarios: Verificación breve: Prueba de capacidad: Tres ciclos de carga CC-CV y descarga CC (C/3), con pausas de 30 min. Prueba HPPC: Pulsos de ±0.5C a ±2.5C en SoC del 80%, 50% y 20%, calculando resistencia interna y capacidad de potencia. Verificación detallada: Curvas qOCV vs SoC: Cargas/descargas lentas (C/5) para estudiar fases de voltaje y fenómenos de degradación mediante análisis incremental. Espectroscopía de impedancia electroquímica para parametrización de impedancias.

En el caso de las baterías de iones de litio NMC/C, solo aquellas celdas retiradas del servicio automotriz en una etapa temprana de degradación podrían ofrecer un envejecimiento sostenido en su segunda vida útil. No obstante, el comportamiento observado en la primera vida útil de la mayoría de las baterías analizadas indica un rendimiento aceptable tras haber completado entre 800 y 1900 ciclos de carga (FEC) durante su uso en vehículos. Por ello, se plantea que algunas baterías de vehículos eléctricos modernos podrían encontrarse en una fase inicial de degradación al ser retiradas tras recorrer entre 200.000 y 300.000 km (Martinez-Laserna et al., 2018). El estudio también reveló que no todas las celdas son aptas para una segunda vida, y que el seguimiento adecuado de los datos de envejecimiento durante la primera vida es esencial para seleccionar las más adecuadas. En este sentido, la participación activa y colaboración de los fabricantes de equipos originales (OEM) del sector automotriz resulta clave para fundamentar correctamente la selección y hacer viable técnicamente el concepto de segunda vida de las baterías (Martinez-Laserna et al., 2018).

Resultados

La degradación y envejecimiento de las baterías en VE depende de múltiples factores, entre los que destacan la calidad de fabricación, las condiciones de uso (como las temperaturas, las aceleraciones del vehículo, las pendientes, las corrientes de descarga, la frecuencia de las recargas, etc.) y el tipo de carga aplicada. Por ejemplo, se ha demostrado que las cargas rápidas, que permiten recargar las baterías en menos de una hora utilizando cargadores de alta potencia, pueden reducir la vida útil de las baterías. Por esta razón, se recomienda a los usuarios evitar el uso frecuente de cargadores rápidos y no realizar cargas en este tipo de estaciones cuando el nivel de batería es bajo (por debajo del 20%) o cuando se recarga una alta proporción de la capacidad total de la batería.

Tras meses de pruebas, revisión, clasificación y caracterización de celdas, se concluyó que el criterio estándar de retirar baterías de vehículos cuando alcanzan entre un 70% y 80% de capacidad restante no es válido. Además, se evidenció que reutilizar las baterías después de alcanzar el umbral de envejecimiento —cuando cambia el mecanismo dominante de degradación— no desacelera dicha tendencia.

No obstante, es importante destacar que cada VE cuenta con sistemas de gestión inteligente de baterías, que monitorean las condiciones de la batería y alertan a los usuarios sobre cuándo es conveniente realizar este tipo de carga rápida, optimizando así la vida útil y el rendimiento de las baterías lo que permite proyectar una batería idónea para un segundo uso por las buenas prácticas en su primera vida (Zagorodny, 2023).

Frecuencia de pruebas Verificación breve: mensual Verificación detallada: al inicio (FL-BOL) y fin (SL-EOL) de cada vida útil, con frecuencia trimestral. Transferencia de celdas: durante el proyecto Batteries 2020, se trasladaron celdas entre socios entre FL-EOL y SL-BOL. Para controlar posibles efectos de almacenamiento o relajación celular, se realizaron pruebas detalladas en ambos puntos de transferencia.

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Rutas de Reciclaje de Baterías de Litio: pirometalúrgica, hidrometalúrgica y directa Los procesos de reciclado de baterías de iones de litio se pueden clasificar con base a diferentes criterios, por lo que es habitual la agrupación basada en la técnica metalúrgica empleada en cada proceso. Rutas de reciclaje de baterías de litios Hidrometalúrgica

1

2

Pirometalúrgica

3 Directa

Figura 18 Procesos de reciclado de baterías de iones de litio .

Las categorías más importantes en esta clasificación serían los procesos pirometalúrgicos, en los cuales las baterías se someten a elevadas temperaturas previamente al paso de recuperación de metales, y los procesos hidrometalúrgicos, donde la recuperación de metales tiene lugar mediante lixiviación a temperaturas ligeramente superiores a las ambientales. Sin embargo, ninguno de estos procesos suele realizarse aislado, sino que, en la mayoría de los casos, lo que tiene lugar es una combinación de distintas variantes de ellos, junto con pasos de pretratamiento previos o de purificación posteriores. Referente a los principales metales recuperados, existen empresas cuyos procesos están basados en tecnologías piro e hidrometalúrgicas, y se centran en la recuperación de los metales más valiosos, como cobalto y níquel principalmente. Por el contrario, existen otras empresas cuyos procesos emplean también métodos piro e hidrometalúrgicos, pero focalizados en la recuperación de litio. Los más exhaustivos y sistemáticos se basan directamente en el CAS (Chemical Abstract Service) de cada uno de los materiales obtenidos tras el reciclaje. A continuación, se detalla cada ruta: 1. Reciclaje Pirometalúrgico Según Paul y Shrotriya (2025) y Sun (2023), este método consiste en la fundición térmica de las baterías completas o trituradas a temperaturas superiores a 1000°C, sin una clasificación previa rigurosa. Se trata de una técnica bien establecida en la industria, especialmente en Europa. Etapas del proceso: Pretratamiento: descarga eléctrica, trituración y eliminación de componentes plásticos.

Fusión: en hornos de arco o de inducción, donde los materiales se reducen a una mezcla metálica. Refinación: separación física de metales pesados (Ni, Co, Cu) de la escoria. Ventajas: Alta tolerancia a distintos químicos de baterías sin necesidad de clasificación. Proceso continuo y escalable industrialmente. Desventajas: El litio y el aluminio generalmente se pierden en la escoria si no se extraen posteriormente. Emisiones de gases contaminantes y consumo energético elevado. Menor eficiencia de recuperación total. 2. Reciclaje Hidrometalúrgico Este proceso explicado por PJ Wang & Guo (2019) y Larouche et al. (2020), es el que implica la extracción química de metales mediante soluciones ácidas o básicas, operando a temperaturas moderadas (30–90 °C). Se basa en lixiviación, purificación y recuperación secuencial. Etapas del proceso: Desensamblaje y trituración: para liberar los materiales activos de cátodo y ánodo. Lixiviación química: utiliza ácidos (H2SO4, HCl) y reductores (H2O2) para disolver metales. Purificación selectiva: a través de precipitación, extracción con solventes o intercambio iónico. Recuperación de compuestos: como sulfato de cobalto, carbonato de litio, óxidos de níquel, etc. Ventajas: Alta eficiencia de recuperación (90–98% para Co, Ni, Mn y Li). Posibilidad de producir sales comerciales puras de metales críticos. Menor consumo energético que la pirometalurgia. Desventajas: Generación de residuos líquidos con potencial contaminante. Necesita procesos estrictos de separación y control de reacciones. Menor adaptabilidad a materiales altamente degradados.

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3. Reciclaje Directo (o Regeneración de Cátodos) Para Gao et al. (2022), Kirwa et al. (2023) y Xu et al. (2023) esta es la estrategia más innovadora y la definen como el proceso de conservar la estructura química del material activo del cátodo (como NMC, LFP), restaurando su funcionalidad mediante tratamientos físicos o químicos que restauran el litio perdido, la cristalinidad y el rendimiento electroquímico.

Necesita separación precisa y sin contaminación cruzada. Limitado a baterías con buen estado estructural. Tecnología en desarrollo con baja industrialización actual.

Desventajas

Conserva materiales complejos sin re-transformarlos en sales. Baja huella de carbono y residuos. Mayor eficiencia atómica y menor costo futuro.

Ventajas

Etapas del proceso: Separación física: remoción cuidadosa del cátodo del resto de la celda. Reliticación: restauración de litio perdido mediante soluciones con sales de litio. Tratamiento térmico: cristalización controlada para recuperar la estructura del cátodo. Clasificación: Validación del material regenerado por su rendimiento electroquímico.

Los anteriores, son los procesos más comunes de reciclaje de baterías, así como algunos procesos mixtos realizados por compañías específicas como es el caso de algunas empresas alemanas que han desarrollado proyectos de investigación como LiBRi, LithoRec y EcoBatRec consideradas como las pioneras en temas de reciclaje de baterías de vehículos con la implementación de estos procesos. Como muestra del material que se puede recuperar en las rutas de reciclaje, en la siguiente figura se presenta la ruta de las baterías de Litio como ejemplo. Material recuperado

Al, Fe, Plásticos Cu, Electrónicos Módulos

Descarga y desensamblaje Bateria LiBS Desgastada

Híbrida

Mecánica

Pirometalúrgica

Desensamblaje y pretratamiento

Co, Ni, Cu

Escoria

Hidrometalurgia*

Li*, Mn*, Fe*, Al*

Pirometalurgia

Módulos

Descarga y desensamblaje Al, Fe, Plásticos Cu, Electrónicos

Tratamiento mecánico

Material activo

Hidrometalurgia

Aleación

Al, Fe, Cu.

Hidrometalurgia Tratamiento térmico

Tratamiento mecánico

Paso del proceso

Entrada/Salida

Co, Ni, Mn, Li, Grafito

Co, Ni

Pirometalurgia

Material activo

Celdas

Leyenda:

Hidrometalurgia

Al, Fe, Plásticos, Cu, Electrolitos

Al, Fe, Plásticos Cu, Electrónicos

Descarga y desensamblaje

Aleación

Escoria

Ruta del proceso

Hidrometalurgia*

Li*, Mn*,

* Paso opcional del proceso / Salida

Figura 19. Rutas de aprovechamiento y sus compuestos para las baterías de litio (Álvarez, s.f).

De manera preliminar, se observa que la mayoría de los estudios señalan que el reciclaje de las baterías de iones de litio (LIB) es económicamente beneficioso y tiene el potencial de mitigar impactos ambientales. Sin embargo, el beneficio varía dependiendo del método de reciclaje. Procesos como el pirometalúrgico, que consumen más energía, generan un mayor impacto ambiental en comparación con el reciclaje mecánico e hidrometalúrgico, que presentan ventajas en términos ambientales. Según el estudio, todas las rutas de reciclaje analizadas son valiosas y contribuyen significativamente a la reducción de impactos.

IRO 40

Mercado

IRO

Ideas Clave El mercado de baterías de segunda vida está creciendo rápido, pasando de aproximadamente 1,270 millones de dólares en 2024 a cerca de 12,420 millones para 2034, con un aumento anual promedio de alrededor del 25.6%. Las proyecciones coinciden en que este crecimiento será fuerte en el corto y mediano plazo (Zoting, 2025). Este crecimiento se debe a la mayor cantidad de vehículos eléctricos en uso, la creciente necesidad de almacenar energía proveniente de fuentes renovables y a políticas enfocadas en la economía circular. Además, la IA está ayudando a evaluar y gestionar estas baterías de forma más eficiente. La función principal de estas baterías es ofrecer respaldo energético. Las baterías de ion de litio son las más utilizadas, y el sector comercial es el mayor consumidor. Por regiones, Asia-Pacífico lidera en volumen de uso, mientras que Europa muestra un gran potencial de crecimiento. Existen dudas sobre el rendimiento y la seguridad de estas baterías debido a que su desgaste no es uniforme, y actualmente no hay estándares claros de calidad y certificación. Estos factores pueden limitar su adopción a gran escala.

IRO 42

Mer cado Según estimaciones recientes, el mercado mundial de baterías de segunda vida destinadas a VE alcanzará un valor cercano a los 1.600 millones de dólares en 2025 y podría aproximarse a los 12.420 millones de dólares para el año 2034. Esta proyección supone una tasa de crecimiento anual compuesta del 25,61% durante el periodo comprendido entre 2025 y 2034 (Figura 20). Las cifras de mercado y sus proyecciones están calculadas en función de los ingresos, tomando como punto de referencia el año 2024, cuyo tamaño de mercado fue estimado en 1.270 millones de dólares. Second-life Electric Vehicle Batteries Market Sise 2024 to 2034 (USD Billion) 14

$12.42

12

$9.89

10

$7.87

8 6 4 2

$1.27

$2.52 $1.60 $2.00

2024

2025

$3.16

$3.97

$4.99

$6.27

0 2026

2027

2028

2029

2030

Este incremento se atribuye en gran medida al aumento sostenido en la comercialización de VE, que genera una mayor disponibilidad de baterías reutilizables para otras aplicaciones (Zoting, 2025).

2031

2032

2033

2034

Figura 20. Crecimiento del mercado de baterías de segundo uso de 20242034 en mil millones de dólares. Tomado de (Zoting, 2025).

Sin embargo, otras fuentes como (Fairfield, 2023) afirma un crecimiento anual compuesto de un 40% entre 2023 y 2030 para el mercado global de baterías de segundo uso tal como muestra la figura 21.

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Market Value Forecast (2030)

US% 9Bn Proyected Value CAGR (2023-2030)

40% Figura 21. Mercado global de las baterías de segundo uso (Fairfield, 2023)

A continuación, en la Figura 22 y Figura 23 se puede observar el alcance y crecimiento del mercado de baterías de segundo uso con un CARG de 25,61% a 2034.

2024

USD 1.27 mil millones

2025

USD 1.60 mil millones

Segmentación del mercado Tipo de batería Aplicación Uso final Región

2034

USD 12.42 mil millones

Temporalidad del informe: Año base: 2024 Período de pronóstico: 2025 a 2034 Figura 22 . Alcance del mercado de baterías de segundo uso (Zoting, 2025).

El aumento en la adopción de VE en los últimos años, junto con las proyecciones de un crecimiento aún mayor en la próxima década, podría llevar a que la disponibilidad de baterías de segunda vida para aplicaciones estacionarias supere los 200 gigavatios-hora anuales hacia 2030 (Figura 24). Este volumen sería superior a la demanda total estimada para el almacenamiento con baterías de iones de litio en aplicaciones de ciclo bajo y alto a nivel de servicios públicos. Se proyecta que dicho segmento representará un mercado con un valor global superior a los 30 mil millones de dólares para ese mismo año (Engel et al., 2019).

Tamaño del mercado (mil millones de dólares)

CAGR 25.61%

Cobertura geográfica Región Asia Pacífico dominante Región de más Europa rápido crecimiento Regiones cubiertas América del Norte Europa Asia-Pacífico América Latina Oriente Medio y África

12.42

1.27 2024

1.60 2025

2034

Año

Figura 23. Crecimiento del mercado a 2034 de baterías de segundo uso (2024–2034) (Zoting, 2025).

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El suministro de baterías de iones de litio de segunda vida podría superar los 200 gigavatios-hora al año para 2030. Demanda de baterías de iones de litio a escala de servicio público y suministro de baterías para vehículos eléctricos de segunda vida, gigavatios-hora/año (GWh/año) Suministro de baterías para vehículos eléctricos de segunda vida (caso base)* Suministro de baterías para vehículos eléctricos de segunda vida (caso innovador) Demanda de almacenamiento de baterías de iones de litio a escala de servicio público 227 183

92

1

1

7

2020

112

15 15 2030

2025

Suministro de baterías para vehículos eléctricos de segunda vida por geografía (caso base*), GWh/año Unión Europea

Estados Unidos

China

Resto del mundo

120

80

Las baterías de segunda vida provenientes de VE son aquellas que, tras completar su ciclo de uso principal en automóviles, mantienen una capacidad suficiente para ser empleadas en otras funciones. Generalmente, estas baterías se retiran de los vehículos cuando su capacidad operativa se reduce a entre el 70% y el 80% respecto a su nivel original. No obstante, esta decisión también puede depender de aspectos como el diseño del conjunto de celdas, la facilidad para desmontar los componentes y la posibilidad de separar de forma segura el sistema de gestión de baterías. En lugar de ser descartadas, estas unidades pueden destinarse a usos alternativos vinculados al almacenamiento energético, como su integración en sistemas domésticos de acumulación eléctrica, especialmente en combinación con tecnologías renovables como la energía solar o eólica. Además de su uso residencial, estas baterías pueden cumplir funciones en el ámbito energético más amplio, como el apoyo a la red eléctrica mediante la acumulación de excedentes en periodos de baja demanda y su liberación en momentos de mayor consumo. También se emplean en entornos empresariales para optimizar el uso de la energía, controlar los costos asociados al consumo eléctrico y ofrecer respaldo ante eventuales interrupciones del suministro. La reutilización de estas baterías permite extender su vida útil, reducir el volumen de residuos y disminuir la dependencia de materias primas nuevas, lo que representa una estrategia tanto económicamente viable como ambientalmente necesaria. Dado que su desecho puede generar impactos negativos, el reciclaje y la reincorporación de estas unidades en nuevas aplicaciones constituye una opción que responde a los desafíos ambientales del sector energético (Zoting, 2025).

Factores de crecimiento del mercado de baterías de segunda vida para VE Existen diversos factores que facilitan o impulsan el crecimiento del mercado de baterías de segunda vida según Zoting, (2025):

40

0

Descripción general del mercado

2020

2025

2030

*Vehículo eléctrico *Solo para baterías de turismos Figura 24. Demanda y suministro de baterías de iones de litio de segunda vida. (Engel et al., 2019).

1

Expansión del uso de VE: el aumento en la adopción de vehículos eléctricos ha generado un flujo constante de baterías retiradas que aún conservan una parte significativa de su capacidad. Esto ha facilitado la disponibilidad de unidades reutilizables para otras aplicaciones, como el almacenamiento de energía, el soporte a redes eléctricas y el uso en entornos comerciales.

IRO 45

2

Mayor necesidad de almacenamiento para energías renovables: las baterías reutilizadas provenientes de VE están siendo incorporadas en sistemas que almacenan electricidad generada por fuentes renovables como la solar y la eólica. Su integración en redes inteligentes, microrredes y soluciones de respaldo energético permite manejar mejor la variabilidad en la producción, aumentando la eficiencia operativa y la estabilidad del suministro.

3

Marco regulatorio y políticas de sostenibilidad: diversos gobiernos están adoptando normativas, incentivos y estrategias de economía circular que favorecen el reciclaje y la reutilización de baterías. Iniciativas como mandatos para la segunda vida de baterías e inversiones en infraestructura de almacenamiento están contribuyendo al crecimiento del mercado y al desarrollo de soluciones energéticas más sostenibles.

Dinámica del mercado El mercado de baterías de segunda vida para VE presenta un crecimiento sostenido impulsado por la expansión del parque automotor eléctrico, la disponibilidad de baterías retiradas del uso vehicular y la necesidad de soluciones de almacenamiento energético que optimicen costos y reduzcan la dependencia de la red. La integración de IA se orienta a la evaluación del estado de las baterías, la predicción de su degradación y la estimación de su vida útil restante, facilitando la identificación de unidades aptas para su reutilización. Además, permite la gestión de la energía mediante el monitoreo del uso, la proyección de la demanda y el control de la distribución, y habilita el mantenimiento predictivo para anticipar fallos. Su uso combinado con redes inteligentes y sistemas de monitoreo basados en IoT incrementa la eficiencia y la sostenibilidad de las operaciones (Engel et al., 2019). En cuanto a la composición tecnológica, las baterías de iones de litio lideraron el mercado en 2024 debido a su densidad energética, su ciclo de vida y su rendimiento en comparación con otras tecnologías. Al finalizar su vida útil en aplicaciones vehiculares, conservan entre el 70% y el 80% de su capacidad, lo que las hace viables para almacenamiento estacionario, respaldo industrial y soporte de microrredes. Su presencia en la industria automotriz asegura un flujo constante para reutilización en soluciones energéticas que pueden integrarse a redes inteligentes o fuentes renovables. Las baterías de plomo-ácido, aunque con menor densidad energética y vida útil, experimentan un crecimiento asociado a su menor 46

coste de producción y a la existencia de procesos de reciclaje consolidados. Se utilizan en entornos industriales como respaldo energético y en aplicaciones fuera de la red, con un interés creciente por parte de proyectos que buscan una opción de menor precio, apoyado por avances en su recuperación y reacondicionamiento (Zoting, 2025). En el análisis de usos, el respaldo energético representó la mayor participación del mercado en 2024, con presencia en sectores que requieren continuidad operativa como el comercial, industrial y residencial. Se emplean en centros de datos, plantas de manufactura y redes de telecomunicaciones para cubrir interrupciones y evitar pérdidas operativas. El uso en estaciones de carga para vehículos eléctricos se proyecta como un segmento en expansión, ya que las baterías reutilizadas instaladas en estos puntos permiten almacenar energía excedente, reducir la carga sobre la red principal y estabilizar el flujo en momentos de alta demanda. Esto responde a inversiones públicas y privadas en redes inteligentes que optimizan la distribución y reducen costos operativos, generando una relación directa entre la expansión de la infraestructura de carga y la demanda de baterías reutilizadas. Desde la perspectiva del usuario final, el sector comercial ha liderado el mercado al integrar baterías de segunda vida en sistemas energéticos de fábricas, centros logísticos, edificios corporativos y establecimientos comerciales, buscando optimizar el consumo y reducir costos, especialmente en combinación con energías renovables. En zonas remotas o con acceso limitado a la red, estas baterías se emplean como respaldo para disminuir la dependencia de generadores diésel. En el sector residencial, se espera un crecimiento vinculado a la instalación de paneles solares y la necesidad de almacenar excedentes para aumentar la autonomía energética de los hogares, apoyado por mejoras en sistemas de gestión doméstica e incentivos estatales (Zoting, 2025). En la distribución geográfica, Asia-Pacífico concentró la mayor participación en 2024 debido a la alta producción y adopción de vehículos eléctricos, la disponibilidad de tecnologías avanzadas de fabricación de baterías y políticas orientadas al reciclaje y reutilización. China se posiciona como principal mercado, impulsado por la adopción masiva de vehículos eléctricos, el respaldo institucional y las regulaciones de trazabilidad que aseguran la reutilización de baterías en almacenamiento de energía en redes, respaldo

IRO

comercial e integración con renovables, con participación destacada de empresas como CATL y BYD. Japón mantiene un papel relevante mediante avances tecnológicos en fabricación, regulaciones ambientales estrictas y cooperación entre fabricantes automotrices y empresas energéticas, con programas de reutilización liderados por Nissan y Toyota para almacenamiento doméstico e integración en redes inteligentes (Zoting, 2025). En Europa, el mercado se fortalece gracias a marcos regulatorios y metas de neutralidad de carbono. Alemania combina una industria automotriz desarrollada con políticas de integración de renovables y reciclaje de baterías, con empresas como BMW y Volkswagen que reutilizan baterías en redes, entornos industriales y aplicaciones residenciales. Francia impulsa el desarrollo mediante empresas como Renault y Grupo EDF, que destinan baterías reutilizadas a almacenamiento de energía renovable y soluciones fuera de la red, apoyadas por políticas y programas gubernamentales. En Norteamérica, el crecimiento se apoya en la expansión del uso de vehículos eléctricos, inversiones en tecnologías de almacenamiento y políticas que fomentan la reutilización de componentes. En Estados Unidos, empresas como Tesla y General Motors desarrollan programas de reciclaje y reutilización para aplicaciones domésticas y comerciales, respaldados por iniciativas legislativas como la Ley Bipartidista de Infraestructura. Canadá promueve la economía circular y la gestión responsable de estos componentes, empleando baterías extraídas de vehículos eléctricos en sistemas solares residenciales y comerciales, con alianzas entre empresas de reciclaje y proveedores de energíarenovable (Zoting, 2025). En América Latina, el mercado se expande influenciado por la industrialización, avances tecnológicos y políticas de movilidad eléctrica. México destaca como productor de baterías recargables y reciclables de iones de litio, con una creciente demanda de opciones sostenibles que impulsa a las empresas a fortalecer su presencia y competitividad en la región (Zoting, 2025). La evolución del mercado está determinada por la disponibilidad de baterías retiradas del sector automotriz, los avances en tecnologías de reciclaje y reacondicionamiento, la implementación de incentivos y regulaciones de economía circular, la expansión de redes inteligentes y la creciente demanda de almacenamiento energético asociado a energías renovables. A mediano plazo, se proyecta un aumento en aplicaciones vinculadas a estaciones de carga rápida, sistemas híbridos y almacenamiento distribuido, así como un mayor aprovechamiento de las baterías en contextos industriales, comerciales y residenciales que requieran soluciones de respaldo y optimización del consumo (Zoting, 2025). La Tabla 4 a continuación, presenta un consolidado de los principales aspectos del mercado de baterías de segundo uso.

IRO 47

Tabla 4. Resumen comparativo del mercado global de baterías de segunda vida para VE

Región / País

Participación y contexto de mercado

Principales aplicaciones

Empresas involucradas

AsiaPacífico

Mayor participación global en 2024, impulsada por producción masiva de VE, adopción tecnológica y políticas de reciclaje y reutilización.

Respaldo energéti- Varias empresas co, integración en líderes en la redes, almacenaregión miento para renovables

Políticas de economía circular y trazabilidad de baterías.

China

Principal mercado mundial por volumen; alta adopción de VE y fuerte infraestructura de reciclaje

Almacenamiento en CATL, BYD. redes eléctricas, respaldo comercial, integración con energía solar y eólica.

Regulaciones de trazabilidad, sistemas de reutilización para distintas aplicaciones.

Japón

Participación relevante por avances tecnológicos y regulaciones ambientales.

Almacenamiento Nissan, Toyota. doméstico y comercial, integración en redes inteligentes.

Programas de reutilización, metas de neutralidad de carbono.

Corea del Sur

Enfoque en soluciones de segunda vida para exportación y proyectos industriales.

Respaldo industrial, Empresas locaalmacenamiento de les del sector de gran escala. baterías.

Incentivos para proyectos piloto y desarrollo tecnológico.

Europa

Potencial de crecimiento respaldado por marcos regulatorios y objetivos de descarbonización.

Respaldo energético, integración con renovables, aplicaciones residenciales.

Legislación de reciclaje de baterías e incentivos a la reutilización.

Alemania

Industria automotriz y políticas de economía circular impulsan el uso de baterías reutilizadas.

Almacenamiento en BMW, Volkswaredes, respaldo gen. industrial, energía solar residencial.

Programas de integración con energías renovables y reciclaje de baterías.

Francia

Desarrollo mediante alianzas público-privadas en almacenamiento energético.

Estabilización de Renault, Grupo oferta renovable, EDF. soluciones fuera de la red.

Políticas y programas gubernamentales de reutilización.

España / Países Bajos

Desarrollo de proyectos piloto de integración de baterías de segunda vida.

Parques solares y Empresas de eólicos, respaldo energías renovapara infraestructu- bles y reciclaje. ra crítica.

Proyectos de demostración e innovación tecnológica.

Empresas de la industria automotriz y energética.

Políticas / iniciativas clave

IRO 48

Región / País

Participación y contexto de mercado

Principales aplicaciones

Empresas involucradas

Políticas / iniciativas clave

Norteamérica

Crecimiento vinculado a incentivos y colaboración entre fabricantes, empresas energéticas y recicladoras.

Respaldo comercial Fabricantes de y doméstico, inte- VE y empresas gración con renova- de energía. bles.

Programas estatales y federales de economía circular.

Estados Unidos

Adopción en aumento con apoyo legislativo y empresarial.

Almacenamiento Tesla, General doméstico y comer- Motors. cial.

Ley Bipartidista de Infraestructura, programas estatales de reutilización.

Canadá

Promoción de la economía circular y gestión responsable.

Sistemas solares Empresas canaresidenciales y dienses y aliancomerciales, zas con reciclaproyectos conecta- doras. dos a la red.

Normativas de responsabilidad extendida del productor.

América Latina

Expansión por industrialización, producción de VE y políticas ambientales.

Respaldo para renovables, microrredes, sistemas fuera de la red.

Empresas regionales y fabricantes de baterías.

Estrategias nacionales de movilidad eléctrica y energías limpias.

México

Producción de baterías recargables y reciclables de iones de litio.

Abastecimiento regional, aplicaciones sostenibles.

Fabricantes locales de baterías de litio.

Incentivos para producción y reciclaje.

Brasil / Chile

Iniciativas piloto para uso en zonas aisladas y energías renovables.

Respaldo de sistemas solares y eólicos, microrredes.

Empresas de energías renovables.

Proyectos piloto y programas de transición energética.

Fuentes: (Engel et al., 2019; Precedence Research, 2025).

Mercado Colombiano En cuento al mercado en Colombia, para establecer la proyección de futuras baterías disponibles para segundo uso, desde el Ministerio de Minas y Energía (MME) se traza una prospectiva de la movilidad eléctrica al año 2030. Proyección flota al año 2030

Convencional E6/VI

Automóvil

Gas combustible

Híbridos

Celda de combustible (hidrógeno)

Eléctrico

22.106

119.631

886

357.000

193

788

6.184

Bus

11.764

6.984

Buseta

6.348

11.227

Camión

18.442

15.772

1.269

197

4.105

Camioneta

128.212

495

161.760

492

89.030

30.675

98

Campero Tractocamión

19.887

9.743

Volqueta

153390

7.170

49 478

Motocicleta Total

168.843 200.044

73.498

313.528

Figura 25. Proyección de flota vehicular 2030 en Colombia (Álvarez, s.f) . 49

2.510

625.640

IRO

La proyección de flota para el 2030 presentada en la Figura 25, realizada por el MME fue alimentada con datos extraídos de fuentes como Registro Único Nacional de Transito (RUNT), Plan Energético Nacional (PEN), Hoja de Ruta H2 y algunas bases de datos del sector privado. Esta proyección clasifica la flota por tipo de vehículo y tipo de tecnología de motorización, lo cual es clave para dimensionar el potencial del mercado de baterías de segundo uso, particularmente aquellas provenientes de VE e híbridos. Como resultado se proyecta un total de 1.215.220 vehículos para el año 2030, de los cuales los VE representan más del 51%, los vehículos híbridos (HEV/PHEV) un aproximado del 26% del total, seguido por los vehículos convencionales de combustión interna que representarían el 22% y una fracción más pequeña la ocuparían los vehículos con celdas de combustible (hidrogeno) (Álvarez, s.f). Siguiendo este panorama proyectado los VE (y en menor medida los híbridos) serán los principales proveedores de baterías para segundo uso en el mediano y largo plazo en el país, si se tiene en cuenta el crecimiento de este sector en el mercado y la duración del primer uso de sus baterías al término del cual podrán ser reemplazadas o recicladas.

IRO 50

Modelos de Negocio

IRO

Ideas Clave Existen varias tipologías de modelos de negocio, sin embargo. Se hace énfasis en 5 que se identifican para baterías de segunda vida: uno estándar, tres colaborativos y uno integrador, cada uno con distintos niveles de riesgo, inversión y cooperación entre actores. Un modelo de negocio colaborativo promueve el intercambio de datos, responsabilidades y beneficios entre empresas, reduciendo costos y riesgos asociados al reciclaje y reutilización de baterías. Diversas empresas globales han desarrollado modelos exitosos para reutilizar baterías de vehículos eléctricos, aplicándolas en sistemas de almacenamiento energético, estaciones de carga y soluciones industriales.

IRO 52

Modelos de negocio En la literatura se han identificado cinco tipologías distintas de modelos de negocios que abarcan tanto el modelo tradicional como tres modelos colaborativos y un modelo integrador (Figura 26). Cada una de estas tipologías representa un enfoque único para la gestión y aprovechamiento de las baterías de segunda vida. No obstante, aún se plantea la generación de investigaciones más profundas sobre los costos que conlleva cada uno de estos escenarios. En el modelo de negocio estándar, el fabricante de equipo transfiere la propiedad y la responsabilidad de la batería de segunda vida a otra empresa. En este escenario, el principal riesgo para el fabricante de equipo es poner en peligro el "Know-How" del mercado. Sin embargo, el fabricante de equipo evitará los riesgos y la necesidad de invertir en este mercado. Para la empresa intermediaria que compra baterías de segunda vida para incorporarlas en un nuevo producto, el riesgo radica en que las baterías de segunda vida se agoten en el futuro y en que la falta de acceso a los datos de la batería implicará un alto costo de prueba y remanufactura del producto, lo que hace que la reutilización de baterías no sea económicamente posible. En escenarios donde no se comparten datos, las empresas se ven obligadas a probar la batería de segunda vida para conocer su estado real, lo que aumenta el costo y el tiempo de llegada al mercado del producto. Estos factores pueden hacer que el producto sea inviable, ya que una nueva tecnología de batería podría surgir con unas mejores características y a un menor costo. Por su parte, en los modelos de negocio colaborativos, se espera que las empresas compartan datos y la responsabilidad/gastos de reciclaje, así como los riesgos y beneficios de este mercado. Finalmente, en los modelos de negocio integradores, existe una integración completa entre el fabricante de equipo y el proveedor de las soluciones (Rufino Júnior et al., 2023).

IRO 53

Tipos de Modelos de Negocios

Modelo de Negocio Estandar Cliente Final

Proveedor de Soluciones B2U Proveedor Cliente

Escenario

Tipo 1

Tipo 2

Tipo 3

Cliente Final

Cliente Final

Cliente Final

Proveedor de Soluciones B2U

Proveedor de Soluciones B2U

Proveedor de Soluciones B2U

Integración Completa

Colaboración

Proveedor de Soluciones B2U

Colaboración

Fabricantes de equipos

(I)

Propietario de batería

Modelo de Negocio Integrador

Modelo de Negocio Colaborativo

Colaboración

Fabricantes de equipos

Fabricantes de equipos

Fabricantes de equipos

(II)

(III)

(IV)

Conocimiento e información

Cliente Final

Fabricantes de equipos

(V)

Entrega de la solución final

Figura 26. Escenarios de comercialización de baterías (Rufino Júnior et al., 2023)

En cuanto a líneas de negocio de las baterías de segundo uso de los VE, se pueden agrupar de forma general como se ilustra en la siguiente figura.

Venta de baterías reacondicionadas

Alquiler de baterías

Una opción es adquirir baterías usadas de vehículos eléctricos, reacondicionarlas y luego revenderlas para su uso en otros vehículos eléctricos. Estas baterías reacondicionadas suelen tener un precio más accesible que las nuevas, lo cual puede ser atractivo para propietarios de vehículos eléctricos que buscan reemplazar una batería en mal estado.

Otra alternativa es ofrecer el servicio de alquiler de baterías reacondicionadas para vehículos eléctricos. En lugar de comprar una batería nueva, los propietarios de vehículos eléctricos pueden pagar una tarifa de alquiler mensual para utilizar una batería reacondicionada. Esto reduce significativamente los costos iniciales para los propietarios y le brinda acceso a una batería funcional.

Reciclaje de baterías

En lugar de reacondicionarlas para su reutilización, también se puede optar por reciclar las baterías de litio de vehículos eléctricos al final de su vida útil. El reciclaje de las baterías permite recuperar algunos materiales valiosos, como el cobalto, el níquel y el litio, que pueden ser reutilizados en la fabricación de nuevas baterías o en otros productos.

Fabricación de productos secundarios

Así mismo, se pueden utilizar las baterías de litio reacondicionadas para fabricar productos secundarios. Por ejemplo, los módulos de las baterías pueden emplearse para almacenar energía procedente de fuentes renovables, como la energía solar o eólica. Estos sistemas de almacenamiento de energía pueden ser utilizados en hogares, empresas u otras instalaciones.

Figura 27. Líneas de negocio para baterías de segundo uso de VE.

IRO 54

Recomendaciones para el desarrollo de mercados secundarios de baterías -Según Experiencia Argentina. En el mercado argentino de las baterías de segunda vida, se tienen en consideración algunos aspectos interesantes, desde la parte técnica y la capacidad de evaluación del estado de las baterías, hasta la normativa habilitadora; los cuales, es importante tener presente en el contexto gubernamental y organizacional en caso de querer enfocarse en este tipo de negocios (Banco de Desarrollo de América Latina, 2021). Tabla 5 Algunas Recomendaciones para Mercados Secundarios de Baterías (Banco de Desarrollo de América Latina, 2021).

Creación de un registro nacional de baterías

Implementación de un sistema de trazabilidad

Caracterización de las baterías

Responsabilidad extendida del productor

Flexibilización y ampliación de normativas

Actualmente existe poca estandarización en el mercado de baterías respecto a forma, conectores, información entregada, etc. Teniendo en cuenta esto, un registro nacional de baterías permitiría conocer la materia prima disponible y hacer proyecciones de disponibilidad de baterías de segundo uso. Esta información es útil para poder desarrollar modelos de aprovechamiento de acuerdo con las características funcionales y físicas de cada una de las baterías existentes en el mercado. Este registro permitirá, además, democratizar el acceso a los propietarios de los vehículos por parte de las empresas interesadas en desarrollar negocios de segunda vida, según el interés objetivo del negocio. La trazabilidad permite conocer la vida de la batería, las condiciones a las que han sido sometidas y cuáles han sido sus usos. Esta información facilita la definición del valor residual de las baterías, haciendo las transacciones menos riesgosas, ya que las prestaciones de estos productos en su segunda vida dependen en gran medida de la primera. Una forma de implementar este sistema es incluir la lectura de parámetros de vida de las baterías en el sistema de seguimiento de una flota de buses. La información recolectada debería volcarse en un repositorio centralizado a cargo de un ente gubernamental o alguna asociación gremial. Finalmente, un sistema como este permitirá a las empresas interesadas en adquirir baterías para segunda vida conocer cuáles se están aproximando al 80 % de su capacidad y contactar a sus dueños, además de proyectar las inversiones necesarias.

Con cada cambio tecnológico, las capacidades y comportamientos de las baterías también cambian. Adicionalmente, hoy en día existen varios modelos de baterías y fabricantes. En ese sentido, la caracterización de las baterías permitirá mitigar el riesgo de las empresas que operen entregando una segunda vida a las baterías. Para la caracterización, es necesario que un ente gubernamental o centro de investigación desarrolle o adquiera bancos de prueba, que permitan categorizar las respuestas de las baterías, según su tipología, variables constructivas, modelo, etc. La ley que regula la responsabilidad extendida del productor se encuentra actualmente como proyecto de ley en la Cámara de Diputados de la nación (expediente 1874-D-2019). En esta ley se destaca el principio "de la cuna a la cuna". Este enfoque está directamente relacionado con la segunda vida de las baterías, ya que está destinado a idear, diseñar y ser sustentablemente reutilizados y valorizados en todas las etapas de su ciclo de vida. En el caso de que la batería no pueda ser reutilizada, reciclada o valorizada, el productor será responsable de su gestión, desde la generación hasta su disposición final. Por lo tanto, esta medida al impulsarse y sumarse a terceros usos de las baterías contenidas en vehículos eléctricos sería impulsar y fortalecer el desarrollo de esta ley.

Se recomienda que la normativa asociada a la distribución energética se flexibilice y amplíe en torno a aplicaciones de respuesta a la demanda, la cogeneración con diferentes señales tarifarias para la inyección, la tarificación por bloques y según la presencia del recurso energético, la regulación para servicios complementarios, etc. Estas prácticas han impulsado la reutilización de baterías en países europeos y estados de EE. UU., como California.

IRO 55

Empresa a nivel mundial y sus modelos de negocio Hoy por hoy, con la creciente adopción de VE se ha generado una demanda constante de soluciones sostenibles para la gestión de baterías usadas. En este contexto, existen compañías que han desarrollado modelos de negocio centrados en la reutilización y reciclaje de baterías de VE; a continuación, se relacionan algunas: Tabla 6. Empresas con modelos de negocio centrados en baterías de segunda vida (Rufino Júnior et al., 2023).

Algunas empresas con modelos de negocio centrados en baterías de segunda vida Perfil de la Empresa La empresa vende autobuses eléctricos y alquila VE a empresas de autobuses regionales.

China

Empresas de autobuses.

-Propietarios de VE. -Tiene numerosos empleados conduciendo VE.

Empresa: FreeWire

Proyecto conjunto donde se construyen sistemas de almacenamiento de energía con baterías de segunda vida.

Japón

Consumidor privado.

Propuesta de valor

Cadena de valor

Captura de valor

Autobuses eléctricos asequibles, además de servicios confiables.

-La empresa alquila la batería a propietarios de VE y ofrece la garantía y el mantenimiento de esta batería durante un tiempo determinado. - Después de su uso en los autobuses, la empresa recoge las baterías y las reutiliza en otra aplicación. El tipo de contrato se llama arrendamiento.

-Venta de autobuses eléctricos -Mantenimiento de autobuses eléctricos -Venta de sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías de segunda vida.

Servicio de recarga de VE. Mejora de la infraestructura de VE con más número de estaciones de carga. Menor costo de electricidad: recarga de VE utilizando electricidad en la noche y fuera de las horas pico. - Más fácil para los usuarios de VE.

La empresa alquila la batería a propietarios de VE y ofrece la garantía y el mantenimiento de esta batería durante un tiempo determinado. Después de su uso en los autobuses, la empresa recoge las baterías y las reutiliza en otra aplicación. El tipo de contrato se llama arrendamiento.

-Venta de autobuses eléctricos -Mantenimiento de autobuses eléctricos -Venta de sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías de segunda vida.

Los sistemas de almacenamiento de energía están compuestos por baterías de segunda vida.

-Venta de sistemas de almacenamiento de energía construidos con baterías de segunda vida. -Reducción de las tarifas energéticas de los clientes. -Servicios de consultoría.

Los sistemas de almacenamiento de energía se componen de baterías de segunda vida.

-Comercialización de almacenamiento de baterías estacionarias en el mercado energético. -Reciclado de estos sistemas de baterías una vez finalizado su ciclo de vida. - Las materias primas se devuelven al departamento de producción.

Duración de la batería y gestión de existencias.

Reparación, re-fabricación, reacondicionamiento, prueba y reutilización de baterías de segunda vida.

Empresa: Yinlong Energy (Zhuhai)

La empresa conecta la carga de los VE con estaciones de energía.

USA

Consumidor

Propietarios de Proporcionar energía viviendas, limpia, segura y confiacondominios, ble para los hogares. escuelas, industrias y edificios comerciales.

Empresa: Nissan y Sumitomo / 4R Energy

Unión entre Daimler, Concesionarios -Prestación de servicios para mejorar la calidad The Mobility House, de energía de la red, como la GETEC, y REMONDIS; regulación de frecuencia Regional. y la reducción de los picos de demanda. -Reducción de los costos Empresa: energéticos.

Daimler, GETEC, The Mobility, House y Alemania Remondis/ EnBW

Reparar, remanufacturar, reacondicionar y reutilizar baterías avanzadas utilizadas en sistemas híbridos y VE.

USA

Fabricantes de vehículos.

Reparar, remanufacturar, reacondicionar y reutilizar baterías avanzadas utilizadas en sistemas híbridos y VE.

Empresa: Spiers New Technologies Inc, service provider of ‘‘4R”

IRO 56

Propuesta de valor

Cadena de valor

Captura de valor

-Mantiene la estabilidad de la red. - Mejora de la calidad de la red eléctrica.

Sistemas de almacenamiento de energía basado en baterías de segunda vida.

Umicore vende baterías de segunda vida para construir sistemas de almacenamiento de energía.

-Servicio de carga de VE. -Mejora de la infraestructura del VE mediante el aumento del número de estaciones de carga. -Carga de VE en horas valle.

Estaciones de carga que dependen de baterías de segunda vida.

Servicio de recarga de VE.

Mejorar la confiabilidad y resiliencia de la red.

Sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías de segunda vida.

Venta de sistemas de almacenamiento de energía construidos con baterías de segunda vida.

Concesionarios -Estabiliza la red y - Pico de ahorro reduce los picos de - Almacenamiento de de energía demanda. energía en red. -Integración de fuentes de energía renovables a Empresa: la red.

Sistemas de almacenamiento de energía construidos con baterías de segunda vida.

Venta de sistemas de almacenamiento de energía construidos con baterías de segunda vida

-Reducción de los costos de energía para los propietarios de viviendas. -Integración de fuentes de energía renovables en la red.

Sistemas de almacenamiento de energía construidos con baterías de segunda vida.

-Reducción de costos energéticos de los clientes. -Venta de sistemas de almacenamiento de energía construidos con baterías de segunda vida.

Ahorro de espacio en la zona de carga de baterías. Reducción del esfuerzo para reemplazar las baterías. Recarga rápida.

Un sistema de almacenamiento de energía se compone de baterías de segunda vida para VE de corto alcance.

Las baterías de segunda vida se venden para aplicaciones como montacargas y tractores de remolque.

Estaciones de carga que utilizan baterías de segunda vida.

Cobro por servicio de recarga de VE.

Los de sistemas de almacenamiento de energía están compuestos por baterías de segunda vida que se conectan a VE de corto alcance.

El arrendamiento de baterías de segunda vida permite a los propietarios de Autorickshaw devolver las baterías usadas y recibir baterías cargadas.

Perfil de la Empresa

Consumidor

Edificio Regulación de la frecuencia de la red. industrial. Almacenamiento de energía estacionario.

Empresa: Renault y Reino Unido Umicore -Estaciones de carga rápida para VE. - Integración con fuentes de energía renovables

Propietarios de VE.

Empresa: Renault y Connected Reino Unido Energy Nivelar los picos de consumo de energía eléctrica durante períodos de alta demanda

Instalaciones residenciales y pequeños comercios.

Empresa: Australia Relectrify

Bosch, Vantten-

Alemania fall y BMW

Suministro de energía Consumidores residenciales e ininterrumpida. Sistema de equilibrio industriales. de energía de la red. Reducir los picos de demanda.

USA

Empresa: General Motors y ABB

Vehículos de corto alcance.

Industrias

Empresa:

Alemania Audi Estaciones de carga rápida para VE.

Propietarios de Servicio de recarga de VE. VE. Mejora de la infraestructura del VE mediante el aumento del número de estaciones de carga.

Empresa:

Alemania Volkswagen Vehículos de corto alcance.

Propietarios de Vehículos de corto Auto Rickshaw. alcance asequibles.

Empresa:

Finlandia Fortum 57

IRO

Otras empresas del sector y sus modelos de negocios.

Redwood Materiales INC EEUU

REDUX Recycling GmbH Alemania

REDUX es una empresa de origen alemán que desde 1997 se ha dedicado al reciclaje de baterías, con enfoque en las de ion litio. Actualmente, es uno de los principales proveedores de servicios especializados en reciclaje dentro de la Unión Europea, y cuenta con certificaciones internacionales bajo las normas ISO 9001 e ISO 14001. Además de ofrecer soluciones técnicas para el tratamiento de estos residuos, la empresa presta servicios de recolección y recepción de baterías, e incluye asesoría relacionada con el transporte y almacenamiento seguro en toda la cadena de valor (REDUX Recycling GmbH, 2023). Sus operaciones se realizan en una planta ubicada en Bremerhaven, Alemania, con capacidad para procesar hasta 10.000 toneladas al año, abarcando distintos formatos, estructuras y composiciones químicas de baterías de ion litio. A través de sus “procesos, se recuperan materiales como acero inoxidable, aluminio, cobre, plástico, cobalto, litio, níquel y manganeso, alcanzando tasas de recuperación superiores al 95 %” (REDUX Recycling GmbH, 2023). En la Figura 28 se ilustra el proceso

Compañía estadounidense con sede en Nevada, especializada en el reciclaje de baterías de iones de litio, incluyendo las de VE. A mediados de 2020, Redwood Materials anunció su llegada a Europa, con la adquisición de Redux Recycling GmbH, el reciclador de baterías de iones de litio líder en la UE. Redwood, ofrece una variedad de servicios centrados en la creación de una cadena de suministro circular para las baterías de iones de litio, sus servicios incluyen:

Reciclaje

Recolección, almacenamiento y reciclaje específico de materiales

Refinado

Refinado hidrometalúrgico de metales

Remanufactura

Producción de componentes de batería de ánodo y cátodo Figura 29. Servicios (Redwood Materials, 2025)

Reciclaje de baterías Descarga: En la primera etapa, los sistemas de baterías se identifican, evalúan y descargan. La energía obtenida se reintegra a la propia red de Redux. Desmontaje: A continuación, se desmantelan los sistemas de almacenamiento de energía. Dada la amplia variación en tamaños y tipos, esta es la mejor manera de lograr el mayor rendimiento de materias primas secundarias. Dependiendo del tipo de batería, este proceso dura entre veinte y más de sesenta minutos. De este proceso se obtienen plásticos, cables, aluminio o componentes electrónicos. Proceso térmico: A continuación, las celdas de las baterías se desactivan mediante un proceso de tratamiento térmico especial tras lo cual se retira el revestimiento de las láminas conductoras del electrolito, el separador y el electrolito. A diferencia de los métodos convencionales, gracias al control especial del proceso podemos extraer incluso láminas conductoras de aluminio. Proceso mecánico: En el último paso se extrae mediante procesamiento mecánico la máxima cantidad de material de las baterías desactivadas térmicamente. En primer lugar, se libera el material conductor y luego se alinean otros elementos metálicos y se ajustan al proceso. A esto sigue la trituración y la separación magnética para recuperar la fracción ferromagnética, una fracción de aluminio y una fracción de aluminio-cobre. Figura 28. Proceso de reciclaje de baterías Redux. (REDUX Recycling GmbH, 2023) 58

IRO

Salida

Entrada

Electrónica de consumo

Ánodo (Lámina de cobre)

Recogida y

Baterías, paque- recepción tes de baterías y chatarra de producción

Almacenamiento y preparación

Reciclaje

Refinación

Cátodo (precursor y material activo del cátodo)

Figura 30. Etapas proceso de reciclaje Redwood Materials Inc (Redwood Materials, 2025).

El proceso de reciclaje cuenta con el respaldo de una extensa red de concesionarios de Volkswagen y Audi en los Estados Unidos. Este proceso comprende varias etapas, comienza con la recuperación directa de las baterías al final de su vida útil, posteriormente se lleva a cabo su recopilación y son transportadas a las instalaciones de Redwood Materials en Nevada. Una vez en estas instalaciones, las baterías se descomponen para extraer materias primas como cobalto, níquel, litio y cobre. Por último, estos materiales se refinan y se reutilizan en la fabricación de nuevas baterías (Redwood Materials, 2025). Finalmente, vale la pena mencionar que Redwood Materials cuenta con un documento instructivo llamado “Consumer Recycling Program Advocate Toolkit” en el que abarca los conceptos básicos del reciclaje de baterías y que hace parte del Programa Nacional de Reciclaje del Consumidor de Redwood Materials. El recurso está diseñado para consumidores que desean participar en la misión circular de la cadena de suministro de Redwood, en la cual se refuerza la idea de que los consumidores pueden reciclar dispositivos que contienen baterías recargables de iones de litio dejándolos en alguno de los sitios de recolección de la compañía, así como concesionarios seleccionados de Audi, Volkswagen, Ford y Volvo con quienes tiene colaboración (Redwood Materials, 2025).

American Battery Technology Company EEUU

Compañía ubicada en Estados Unidos con sede en Nevada, especializada en tecnologías de reciclaje y recuperación de materiales de baterías de iones de litio. La empresa American Battery Technology Company (ABTC) ha desarrollado un sistema integral de reciclaje de baterías basado en una estrategia innovadora conocida como “desfabricación”. A diferencia de los métodos tradicionales, que suelen emplear técnicas agresivas como la fundición a altas temperaturas o la trituración mecánica, ABTC propone un enfoque más preciso y eficiente que permite la recuperación de metales y materiales valiosos a partir de baterías fuera de uso (ABTC, 2025). Este método se basa en la automatización del desmontaje de las baterías y en un proceso hidrometalúrgico especializado, que descompone las baterías en diferentes niveles: paquetes, módulos, celdas y subcomponentes internos. Posteriormente, se realiza una clasificación y separación detallada de estos subcomponentes. Esta alternativa no solo resulta más amigable con el medio ambiente, sino que también ofrece ventajas económicas y operativas superiores frente a las técnicas de reciclaje convencionales, como se muestra en la siguiente figura.

IRO 59

Beneficios – Proceso de Reciclaje de ABTC Reducción de residuos.

1

Reducción de emisiones de contaminantes atmosféricos y líquidos mediante diseño estratégico, sin operaciones de alta temperatura.

2

Rendimiento de las instalaciones de reciclaje igual al de las instalaciones de fabricación, por región.

3

Bajos costos de capital, al evitar operaciones a alta temperatura y una mínima generación de desechos.

4

Tiempos de residencia de procesamiento cortos mediante desmontaje estratégico y manipulación de materiales de alta velocidad.

5

La separación de materiales de bajo valor en las primeras etapas del procesamiento permite una alta recuperación y pureza de productos de alto valor.

6

Los productos metálicos fabricados para cumplir con las especificaciones de los cátodos de las baterías pueden volver a ingresar a la cadena de suministro en forma de circuito cerrado.

7

ABTC utiliza una tecnología de reciclaje avanzada y procesos de recuperación química para extraer de manera eficiente metales valiosos como el litio, el cobalto, el níquel y otros materiales de las baterías usadas.

8

Figura 31. Beneficios en el proceso de reciclaje de ABTC (ABTC, 2025).

Altero Colombia

Han desarrollado y patentado una tecnología única a nivel mundial para el reciclaje de baterías recargables tipo Ion-litio (Figura 32), Litio polímero y Níquel Metal Hidruro que no produce emisiones ni vertimientos, no requieren nitrógeno para los procesos ni la descarga previa de las baterías, además de controlar y purificar las emisiones de electrolitos.

2 Planta Baterías

1

3 Material recuperado

Figura 32. Proceso de reciclaje Altero. (Semana, 2023). 60

Las tecnologías desarrolladas por empresas de reciente creación están siendo incorporadas en los procesos de transición energética a nivel local e internacional. En este marco, Colombia ha comenzado a integrarse en esta transformación, asumiendo un rol dentro del contexto regional (Semana, 2023). Durante el año 2022, Altero, empresa nacional implementó un proceso orientado al reciclaje de baterías, mediante el cual logró operar sin generar emisiones ni impactos ambientales relevantes. En el último trimestre de ese año, la compañía recicló más de 100 toneladas de baterías de iones de litio. De acuerdo con Andrea Alzate, fundadora de la empresa, el reciclaje de baterías se presenta como una opción frente a la extracción de materiales primarios, aunque requiere garantizar condiciones de seguridad, eficiencia operativa y viabilidad económica. Este tipo de procesos permite recuperar hasta un 99 % de materiales como litio, níquel y cobalto, lo que reduce la demanda sobre fuentes naturales (Semana, 2023).

IRO

Batx Colombia

Se trata de una empresa dedicada al aprovechamiento de baterías de ion litio provenientes de dispositivos electrónicos y VE fuera de uso. Estas baterías son reacondicionadas para su aplicación en sistemas de almacenamiento y respaldo energético en instalaciones de baja y media capacidad (Portaluppi, 2021). Una vez la batería es retirada por el usuario original, se evalúa el estado de las celdas que la conforman mediante un diagnóstico técnico. Las celdas que cumplen con los parámetros requeridos son utilizadas en el diseño de sistemas ajustados a las necesidades del cliente. El proceso se monitorea mediante tecnologías basadas en IoT, lo que permite realizar seguimiento al desempeño y al funcionamiento operativo de los sistemas (BATx, s.f).

en Colombia (Auto crash, 2023). Con esta alianza, Auteco Mobility asume el rol de representante de CATL en el país, encargándose de brindar soporte relacionado con el mantenimiento preventivo y correctivo de estos sistemas de almacenamiento energético. Por su parte, Contemporary Amperex Technology (CATL) es una empresa tecnológica dedicada al diseño, producción y comercialización de baterías para VE y sistemas de almacenamiento de energía. Su operación abarca actividades de investigación y desarrollo, fabricación y distribución. Las baterías que produce se caracterizan por tener una alta densidad energética, lo cual permite almacenar mayores cantidades de energía, facilitando así una mayor autonomía en aplicaciones vehiculares (Auto crash, 2023).

Batería sostenible, fabricada a partir de celdas descartadas y recuperadas

Disposición final asegurada para cada batería recuperada Figura 34 Pruebas de baterias Auteco Mobility. Tomado de, (Auto crash, 2023)

Evite combustibles fósiles y máquinas obsoletas en su respaldo Figura 33. Servicios - Beneficios ofrecidos por BATx

Auteco Mobility Colombia

Auteco Mobility, empresa colombiana del sector de movilidad eléctrica, estableció una alianza con CATL, fabricante chino especializado en baterías para VE. El acuerdo tiene como propósito ofrecer servicios técnicos orientados a baterías de litio y fortalecer el desarrollo de la movilidad eléctrica

Las características químicas de las celdas y los sistemas de control integrados en las baterías influyen en su nivel de seguridad, así como en su vida útil y capacidad para mantener el rendimiento en términos de almacenamiento y entrega de energía durante su operación. De acuerdo con información de SNE Research, CATL concentró el 37,1% de las ventas globales de baterías para VE entre enero y noviembre de 2022. Actualmente, la colaboración entre esta empresa y Auteco Mobility busca fortalecer el desarrollo de servicios de mantenimiento y reparación de estas baterías en Colombia, con el propósito de contribuir al avance de la movilidad eléctrica en el país (Auto crash, 2023).

IRO 61

Caso de éxito Proyecto Planta de reciclaje de baterías de iones de litio ABTC, empresa especializada en tecnologías de reciclaje y recuperación de materiales de baterías de iones de litio, mencionada anteriormente, cuenta con una planta de 137.000 pies cuadrados (Figura 35) está diseñada para funcionar con altos rendimientos y bajas emisiones y tiene la capacidad de procesar una escala de producción inicial de 20.000TM de materia prima para baterías por año. El proyecto será la primera demostración comercial del proceso de reciclaje de baterías de circuito cerrado, que separa y recupera materiales críticos de baterías al final de su vida útil, mientras purifica los productos para cumplir con los requisitos de las baterías. En la primera fase de desfabricación del proceso de reciclaje, los materiales de las baterías se reciclan en productos que incluyen cobre, aluminio, acero, un intermedio de litio y un material intermedio de masa negra. En la segunda fase de lixiviación selectiva hidrometalúrgica, el intermedio de litio se refina aún más para convertirlo en un producto de hidróxido de litio para batería, y el material intermedio de masa negra se refina aún más para obtener productos de hidróxido de litio, cobalto, manganeso y níquel para batería (Figura 36) (ABTC, 2025). Figura 35. Planta de reciclaje de baterías de iones de litio ABTC en Nevada (ABTC, 2025)

Desensamblaje automatizado

Material estructural

Paquetes de energía

Lixiviación selectiva Eliminación selectiva de impurezas

Masa negra

Recuperación selectiva de metales de transición

Disección Celdas de batería

Recuperación selectiva de hidróxido de litio Separación / Clasificación

Polvos de electrodos

Cobalto sulfato

Tratamiento de agua en línea

Tratamiento de agua en línea

Manganeso sulfato

Eliminación de sólidos

Plásticos

Níquel sulfato

Eliminación de sólidos

Acero

Cobre

Aluminio

Hidróxido de litio

Visita el sitio web

Entrada de materiales Corriente de productos recuperados Eliminación de impurezas Figura 36. Proceso de reciclaje interno ABTC. (ABTC, 2025). 62

IRO

Sostenibilidad

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Ideas Clave Las baterías de segunda vida reducen el impacto ambiental al reutilizar materiales críticos como litio, níquel y cobalto, promoviendo la economía circular y disminuyendo residuos. Su uso como sistemas de almacenamiento energético facilita la integración de energías renovables, estabiliza la red eléctrica y reduce emisiones de gases de efecto invernadero. La gestión sostenible de baterías debe incluir trazabilidad, ecodiseño y automatización en el reciclaje, priorizando el reúso sobre el reciclaje para maximizar beneficios ambientales. El ciclo de vida completo de las baterías debe evaluarse económica y ambientalmente, considerando costos de adquisición, reestructuración y los residuos generados en su procesamiento.

IRO 64

Sosteni bilidad El aprovechamiento de baterías en su segunda vida no solo constituye un avance en términos de innovación tecnológica, sino que también representa una estrategia clave para impulsar la sostenibilidad. Al reutilizar baterías que han completado su ciclo útil en VE, se disminuye el desperdicio de materiales valiosos y se reduce el impacto ambiental derivado de la extracción de recursos como el litio, el níquel y el cobalto. Esta práctica permite extender la funcionalidad de las baterías, evitando su disposición prematura en rellenos sanitarios y fomentando así los principios de la economía circular (W. Wang et al., 2024). Además, estas baterías desempeñan un rol estratégico en la incorporación de energías renovables a la red eléctrica. Al funcionar como sistemas de almacenamiento energético, permiten acumular energía durante periodos de baja demanda y liberarla cuando el consumo aumenta, estabilizando así la generación proveniente de fuentes intermitentes como la solar y la eólica. Esta capacidad de respaldo contribuye a disminuir la dependencia de combustibles fósiles y a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, aspecto fundamental en la lucha contra el cambio climático. Desde una perspectiva de eficiencia en el uso de recursos, las baterías de segunda vida representan una alternativa más rentable para sistemas de almacenamiento a gran escala. Esto permite generar ahorros tanto para sectores gubernamentales como privados interesados en optimizar sus inversiones en energía limpia, al tiempo que amplía el acceso a soluciones sostenibles para hogares y pequeñas empresas. En definitiva, la reutilización de baterías contribuye significativamente a prolongar el uso de materias primas críticas, mitigar el impacto ambiental y acelerar la transición hacia un modelo energético más sostenible, resiliente y eficiente (W. Wang et al., 2024).

IRO 65

Cadena de Gestión de baterías

La gestión sostenible de las baterías, consideradas potencialmente como residuos al final de su vida útil, debe anticiparse desde etapas tempranas, idealmente desde su entrada al mercado. Para ello, resulta fundamental establecer criterios de estandarización y mecanismos de trazabilidad que permitan un control eficiente de su ciclo de vida. En el ámbito del manejo de residuos, se reconoce una jerarquía de estrategias que prioriza aquellas prácticas que conllevan un menor impacto ambiental, promoviendo el ahorro de energía, la conservación de recursos y la reducción de emisiones contaminantes. Esta jerarquía, representada comúnmente como una pirámide invertida conocida como la “escalera de Lansink” (Figura 37), fue formalizada por Ad Lansink en 1979, aunque su origen se remonta a la Directiva del Consejo 75/442/EEC sobre residuos de 1975. Dicha estructura clasifica las alternativas de gestión de residuos desde las ambientalmente más beneficiosas hasta las menos recomendables, por lo que sirve como principio rector para la toma de decisiones sostenibles en materia de residuos tecnológicos, en este caso las baterías de VE y otros sistemas de almacenamiento energético.

Reuso Reciclado Recuperación Disposición Reciclaje avanzado: con automatización Mezclado de corrientes materiales

Cantidad de material recuperado

Valor de material recuperado

Reciclaje presente: triturar, pirometalurgia Figura 37. Jerarquía de opciones de gestión de residuos de Lansik y aplicación a gestión de baterías (Zagorodny, 2023).

En el marco de la sostenibilidad, existe un consenso amplio en que el reúso de baterías en aplicaciones de segunda vida representa una opción ambientalmente preferible al reciclaje, siempre 66

La estrategia ideal en la gestión ambiental de baterías también comienza con la prevención, lo que implica concebir su diseño desde el origen con criterios de reciclabilidad. En este sentido, una tendencia creciente es el desarrollo de celdas y packs diseñados para facilitar su desensamblaje, evitando el uso de soldaduras o adhesivos. Así pues, para el reciclaje se proyecta una evolución hacia procesos más automatizados, apoyados por IA, que permitan manejar con mayor eficiencia la diversidad estructural y compositiva de las baterías. Esto facilitará la clasificación, desmontaje selectivo y separación eficiente de módulos o celdas antes de su tratamiento, evitando flujos homogéneos que puedan reducir el valor recuperable. El objetivo es incrementar la calidad y pureza de los materiales extraídos, asegurando además que los procesos sean energéticamente eficientes y que los subproductos, como lixiviados o emisiones gaseosas, puedan ser tratados de forma ambientalmente viable. La Unión Europea ha estudiado de forma exhaustiva el rol de las baterías usadas en el marco de la economía circular, con énfasis en la reducción de la dependencia externa de materias primas críticas, y en la implementación de soluciones integrales y sostenibles para los residuos derivados de la movilidad eléctrica. Estos principios se alinean con el objetivo central de la economía circular: preservar el valor de los productos y materiales durante el mayor tiempo posible, a través de la reutilización, el rediseño y, como última instancia, el reciclaje (Parlamento Europeo, 2023).

Prevención

Complejidad de procesos

que las condiciones técnicas lo permitan. Estaestrategia prolonga el aprovechamiento de recursos y disminuye significativamente los impactos ambientales. Por ello, resulta fundamental articular aplicaciones sucesivas para las baterías, optimizando su rendimiento en todo su ciclo de vida y minimizando la generación de residuos.

Estas estrategias implican una transformación profunda del modelo productivo tradicional, promoviendo el ecodiseño, la adopción de nuevos modelos de negocio y la revalorización de materiales mediante flujos circulares. En este contexto, se prioriza el uso de materiales recuperados (procedentes de la llamada minería urbana o secundaria) frente a aquellos de extracción primaria, con el fin de reducir el consumo energético, las emisiones contaminantes y la presión sobre los ecosistemas, a lo largo de toda la cadena de valor del producto, desde la obtención de materias primas hasta el fin de su vida útil.

IRO

Cuantificación económica ambiental de las SLB En la actualidad, la implementación de baterías de segundo uso se encuentra en etapas aún muy tempranas, y existe controversia sobre si estas baterías debieran utilizarse de forma secundaria o disponerse directamente. Para expandir el mercado de baterías retiradas, es necesario demostrar y evaluar su valor económico, es por eso que varios estudios se han centrado en el potencial de las baterías de segundo uso para el almacenamiento de energía residencial, demostrando que se puede reducir eficazmente el costo de la electricidad entre un 12% y un 57% para este tipo de aplicación. Sin embargo, para cuantificar los beneficios económicos en general de extender la vida útil de las baterías se debe analizar la totalidad del ciclo de vida de las mismas desde las materias primas en el procesamiento hasta su gestión final (Figura 38) (W. Wang et al., 2024). Por otra parte, la entrada de materias primas en el procesamiento de baterías de segundo uso para su aprovechamiento generará costos de adquisición, de mano de obra y mecánicos. Además, la emisión de contaminantes como residuos sólidos y gases de efecto invernadero, también genera costos asociados a la gestión ambiental.

Módulos de baterías desechadas

Inspección visual Residuos sólidos

Desensamblar

Almacenamiento de fin de vida útil

Prueba de energía residual de las celdas de batería

Prueba de desempeño de descarga

Aguas residuales

Soldadura BMS

Produce humos de soldadura

Inspección de puntos de soldadura

Soldadura manual

Prueba de rendimiento de carga

Volver al desensamblaje

Ensamblaje del revestimiento

Material de embalaje

Prueba de rendimiento de seguridad

Volver al desensamblaje

Empaque

material de embalaje

Uso secundario de las celdas de batería

Ensamblaje de celdas Gases de efecto invernadero

Ensamblaje de piezas de conexión

Paquetes de baterías para uso secundario

Empaque de módulos

Entradas

Salidas

Procesos

Figura 38. Proceso de producción de baterías de segundo uso (W. Wang et al., 2024). 67

IRO

2. Costos de Reestructuración: dentro de estos costos deben considerarse el consumo de mano de obra, maquinaria, agua y electricidad, resumiendo estos costos en tres aspectos serian: 1. desmontaje, 2. Pruebas de detección, 3. Conformación de paquete o montaje de baterías.

Costos ambientales Si bien las SLB traen un beneficio ambiental en su periodo de aplicación, durante su proceso de acondicionamiento y procesamiento para su segunda vida se generan una serie de residuos sólidos y contaminantes significativos, de ahí que se deba estudiar todo el ciclo de vida de este proceso en particular. En comparación en el desmantelamiento directo de las baterías retiradas, la reutilización permite la amortización efectiva de la contaminación ambiental de los residuos sólidos por medio de la extensión de su vida útil. Por tanto, se considera que los beneficios ambientales de las SLB se derivan de la reducción de forma directa de los impactos relacionados con los residuos sólidos generados por el fin de su vida útil. Los costos para considerar en términos de residuos ambientales se producen durante el proceso de desmontaje y reorganización de las baterías (Tabla 7), durante este se generan residuos sólidos, gaseosos y contaminación a cuerpos de agua, por lo que según la normativa aplicada de cada país se deben contemplar los impuestos y pagos asociados a estas prácticas (W. Wang et al., 2024). La extracción primaria de materiales para baterías, junto con su proceso de refinado químico, generalmente requiere más recursos y energía que la obtención de estos mismos materiales a través del reciclaje o minería secundaria. Esto se debe a que las concentraciones de los minerales presentes en las baterías suelen ser más altas que las que se encuentran en la naturaleza. Sin embargo, aunque el reciclaje de materiales puede ofrecer ventajas en términos de eficiencia energética 68

Un caso ilustrativo es el del litio, uno de los elementos clave en las baterías de VE. La minería de litio en salares, por ejemplo, implica la extracción de salmuera (una disolución de sales a concentraciones mucho mayores que el agua de mar) que no es adecuada para consumo humano ni para riego. Esta salmuera se obtiene de reservorios subterráneos a 100 o 200 metros de profundidad, mediante el uso de pozos de bombeo. Tabla 7. Tipos de contaminantes.

Tipo de contaminante

Sólido

1. Costos de Adquisición: el costo de adquisición del procesamiento de estas baterías proviene de los módulos y los materiales de ensamblaje, siendo estas piezas de carcasa, piezas de conexión, mazos de clave, entre otros.

Residuos

Carcasas de baterías, descargas de desvío, alambrón de desecho, módulos de desecho, piezas plásticas, módulos BMS de desecho y algunos residuos domésticos. Entre los módulos BMS se clasifican como residuos peligrosos, mientras que los demás son considerados residuos sólidos industriales generales.

Gaseoso

Los costos de las baterías de segundo uso se componen de la compra de material y la reestructuración de las mismas, desglosando estos así según W. Wang et al. (2024):

y reducción de impactos ambientales, la oferta de materiales recuperados aún no es suficiente para satisfacer la creciente demanda, además, los costos asociados al reciclaje de ciertos materiales podrían superar los de la minería convencional, especialmente en condiciones de mercado transitorias.

La generación directa de contaminantes gaseosos proviene principalmente de las partículas de hollín generadas por el proceso de soldadura, y dependiendo de la ruta de aprovechamiento la carga contaminante gaseosa puede aumentar significativamente, al igual que los gases de efecto invernadero que se emiten a la atmosfera que según el país tiene un costo de emisión particular

Líquido

Costo de las baterías de segundo uso

Vertimiento de aguas residuales industriales que provienen de la limpieza de las carcasas de los paquetes de baterías, entre los contaminantes comunes se incluyen la demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno amoniacal (NH -N), la demanda biológica de oxígeno (DBO) y los sólidos suspendidos (SS).

Elaboración propia

IRO

Para garantizar la sostenibilidad de estos procesos, es necesario llevar a cabo estudios hidrogeológicos que aseguren que la recarga natural de los reservorios (debido a lluvias, deshielos o corrientes subterráneas) sea suficiente para mantener el nivel de las fuentes, evitando impactos negativos sobre el entorno y asegurando la viabilidad a largo plazo de la actividad minera (Zagorodny, 2023).

Alineación de las B2U con los ODS Por otro lado, el segundo uso de las baterías de VE se alinea con algunos ODS, esto resalta su contribución a la sostenibilidad y el cumplimiento de la agenda 2030. A continuación, se identifica el aporte a cada uno de ellos:

Energía asequible y no contaminante

Al disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero mediante el almacenamiento de energía renovable, las B2U contribuyen a mitigar el cambio climático. Además, su reutilización evita impactos ambientales derivados de la minería de litio y otros materiales críticos (Sostenibilidad Para Los Negocios, 2024). Industria, innovación e infraestructura

Energía asequible y no contaminante

Las B2U permiten almacenar energía renovable de forma eficiente, facilitando su integración en la red eléctrica y mejorando el acceso a energía limpia en zonas rurales. Esto contribuye a reducir la dependencia de combustibles fósiles y a garantizar un suministro energético más estable y sostenible (Fernandéz, 2024).

El desarrollo de tecnologías para el diagnóstico, reacondicionamiento y reciclaje de baterías fomenta la innovación industrial y la creación de infraestructura sostenible. Proyectos como REINFORCE, financiados por la Comisión Europea, están avanzando en técnicas de diagnóstico para B2U (Sostenibilidad Para Los Negocios, 2024). Trabajo decente y crecimiento económico

Producción y consumo responsables

El reúso de baterías promueve la economía circular, alargando la vida útil de productos y reduciendo la generación de residuos peligrosos. La implementación de trazabilidad y ecodiseño desde la fabricación inicial de baterías permite una gestión más responsable de los recursos (Familias por los ODS, 2021).

La cadena de valor de las B2U genera nuevas oportunidades de empleo verde, especialmente en sectores de reacondicionamiento, reciclaje y gestión ambiental. También permite a empresas diversificar sus modelos de negocio y mejorar su competitividad en mercados sostenibles (Sostenibilidad Para Los Negocios, 2024). Ciudades y comunidades sostenibles

El uso de B2U en sistemas de almacenamiento energético puede mejorar la resiliencia urbana, especialmente en comunidades con infraestructura energética limitada (Fernandéz, 2024; Sostenibilidad Para Los Negocios, 2024).

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Regulación y Normatividad

IRO

Ideas Clave La regulación específica para B2U de VE es limitada, aunque regiones como la UE, China y EE. UU. están adaptando sus marcos normativos para fomentar su reutilización, en lo que respecta a América Latina y el Caribe la mayoría de los países carece de normativas claras para el segundo uso de baterías de litio, como es el caso de Colombia que solo tiene un marco regulatorio para residuos de aparatos eléctricos y electrónicos. La responsabilidad extendida del productor (REP) es un principio clave en todas las normativas revisadas, exigiendo a fabricantes e importadores gestionar el ciclo completo de las baterías, desde su recolección hasta su disposición final. En Colombia destacan la Ley 1672 de 2013, que creó la política nacional de gestión integral de RAEE bajo principios de economía circular y responsabilidad extendida del productor, y la Resolución 0799 de 2025, que moderniza la gestión de baterías plomo-ácido con metas de recolección, trazabilidad y control por parte de la ANLA.

IRO 71

Regulación y normatividad A pesar de la existencia de ciertas regulaciones sobre el reciclaje de baterías en diversas regiones, son escasas las normativas que aborden específicamente las B2U de VE. Reconociendo el valor potencial de éstas, regiones como la Unión Europea, China y Estados Unidos están en proceso de adaptar sus marcos regulatorios para promover su reutilización para una segunda vida. A partir de la publicación preliminar del Reglamento de Baterías de la UE en diciembre de 2022 (Figura 39), se ha venido observando un cambio notable en la terminología y el reconocimiento de la reutilización de baterías para aplicaciones de segunda vida, según lo indicado por informe publicado por IDTechEx (Nichols, 2023). No obstante, aún sería conveniente reforzar los incentivos para que las empresas opten por reutilizarlas en lugar de proceder a su reciclaje prematuro. Unión Europea (EU): La Regulación de Baterías se inclina más hacia el reciclaje, aunque proporciona acceso de solo lectura a los datos del BMS (Sistema de Gestión de Baterías) para determinar el estado de salud (SOH) al final de la vida útil (EOL) y la responsabilidad extendida del productor (EPR) para su reutilización.

Estados Unidos: Potencial para baterías de segunda vida que aprovechen los créditos fiscales mediante la Ley de Reducción de la Inflación (Inflation Reduction Act), aunque aún es ambiguo o poco claro.

Algún nivel de gestión de baterías de segunda vida. Sin abordaje de gestión de baterías de segunda vida (a noviembre de 2024).

China: Plataforma de trazabilidad de gestión de baterías, prohibición de grandes sistemas de baterías de segunda vida (2L ESS) y otras directivas.

Japón: No se menciona ninguna actividad relacionada con la gestión de baterías de segunda vida.

India: Reglamento de Gestión de Residuos de Baterías 2022, aunque fuertemente enfocado hacia la recolección para reciclaje. Corea del Sur: El Ministerio de Comercio, Industria y Energía lanzó un proyecto de cuatro años con nueve empresas para acelerar el reciclaje y la reutilización de baterías. LG Chem recolectará baterías usadas para construir sistemas de almacenamiento de energía de segunda vida (2L ESS).

Australia: Existen sitios de recolección de baterías en todo el país, pero principalmente con fines de reciclaje posterior.

Figura 39. Actividad legislativa sobre B2U para VE por región (Nichols, 2023). 72

IRO

Diagnóstico normativo sobre B2U en América Latina y el Caribe La región de América Latina y el Caribe (ALC) se encuentra en un proceso de conformación de marcos regulatorios relacionados con el manejo de baterías de iones de litio al final de su vida útil, particularmente en lo que respecta a su segundo uso. Aunque algunos países cuentan con normativas generales en materia ambiental y de residuos, la regulación específica para baterías de litio reutilizadas es limitada. El documento técnico del Banco Interamericano de Desarrollo “Estudio para diseñar una estrategia de mediano y largo plazo orientada a promover la gestión y aprovechamiento sostenible de los residuos asociados a instalaciones fotovoltaicas y vehículos eléctricos en Colombia”, en el capítulo 4 identifica la ausencia de definiciones legales claras, la falta de estándares técnicos para la evaluación y reacondicionamiento de baterías, y la aplicación parcial de esquemas de Responsabilidad Extendida del Productor (REP) como factores que limitan el desarrollo del segundo uso. Estos elementos se detallan en la Tabla 8, en la cual se presenta un análisis por país y a nivel regional (López Hernández et al., 2024). A continuación, se mencionan algunos puntos clave planteados en el informe citado:

En el caso de Colombia, existe una normativa REP aplicable a pilas y acumuladores a través de la Resolución 0372 de 2021, sin embargo, esta no incluye de forma explícita las baterías de litio. El documento propone, en el corto plazo (0–2 años), ajustar dicha resolución para incorporar este tipo de baterías y, en un periodo de mediano plazo (3–5 años), desarrollar lineamientos técnicos y mecanismos de trazabilidad para el segundo uso.

Chile cuenta con la Ley 20.920, que reconoce a las baterías como producto prioritario bajo el régimen REP. Esta ley está más orientada al reciclaje y no establece reglamentos específicos para baterías de litio. El informe recomienda establecer dichas normativas en el corto plazo y avanzar en protocolos de reacondicionamiento entre los 3 y 5 años siguientes.

México tiene como instrumento principal la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR), que no contempla el segundo uso de baterías de litio ni un marco REP específico para ellas. Se propone realizar un diagnóstico normativo inicial en el corto plazo, reformar la legislación existente en el mediano plazo y, a largo plazo (6–10 años), habilitar un entorno regulado para la comercialización de baterías reacondicionadas.

En Costa Rica, el Decreto Ejecutivo 37788-S-MINAE regula residuos electrónicos, pero no se enfoca en baterías de litio ni contempla su reúso. El documento recomienda iniciar la elaboración de un marco regulatorio en los próximos dos años y adoptar criterios técnicos mínimos antes de los cinco años. A largo plazo, se sugiere la incorporación del país en iniciativas normativas regionales. A nivel general, en la región ALC, se señala que la mayor parte de los países carecen de legislación específica para el segundo uso de baterías de litio. El informe sugiere una hoja de ruta regional que contemple: en el corto plazo (0–2 años), la realización de talleres técnicos y diagnósticos regulatorios; en el mediano plazo (3–5 años), la elaboración de lineamientos compartidos; y, en el largo plazo (6–10 años), la armonización de marcos legales y la implementación de sistemas comunes de certificación. El informe también estima que entre 6,6 y 7,5 millones de toneladas de baterías de litio llegarán al final de su vida útil entre 2024 y 2050 en la región. La falta de regulación puede limitar la capacidad de gestión de estos volúmenes. En este contexto, se propone la creación progresiva de normativas nacionales y regionales que consideren aspectos técnicos, ambientales y logísticos, alineados con la expansión de tecnologías de almacenamiento y movilidad eléctrica (López Hernández et al., 2024).

IRO 73

Tabla 8. Estado actual y proyecciones regulatorias sobre B2U en América Latina y el Caribe (Banco Interamericano de Desarrollo, 2024a; López Hernández et al., 2024).

Normativa REP y/o relacionada

Observaciones clave

Propuestas de Propuestas de Propuestas de Mediano Plazo Largo Plazo Corto Plazo (3–5 años) (0–2 años) (6–10 años)

Normativa REP vigente para pilas y acumuladores. Las baterías de litio no están plenamente incluidas.

Resolución 0372 de 2021 (MinAmbiente) – REP obligatoria para pilas y acumuladores portátiles.

Progresos en trazabilidad y recolección. Segundo uso sin regulación específica.

Extender REP a baterías de litio; caracterización legal de baterías de segundo uso.

REP vigente para baterías como producto prioritario, enfocada en reciclaje.

Ley 20.920 (2016) – Marco general de gestión de residuos.

Sin regulación específica para segundo uso. Marco general para residuos peligrosos.

Situación País normativa actual

Normas técnicas de reacondicionamiento, trazabilidad y certificación

Consolidar un mercado formal para el segundo uso y reciclaje de baterías.

Publicar reglaAún no se mento específiregula explícitaco sobre mente el reúso. baterías de litio.

Establecer protocolos técnicos de segundo uso y plataformas colaborativas.

Propuestas de Largo Plazo (6–10 años)

LGPGIR (2003) No incluye REP para baterías de litio.

Oportunidad para integrar segundo uso en ley ambiental.

Diagnóstico y borradores regulatorios.

Reformar LGPGIR, definir estándares técnicos.

Consolidar mercado formal de reacondicionamiento.

No existe regulación específica para B2U.

Decreto Ejecutivo 37788-S-MINAE (2013) – Aplica a RAEE, pero no a baterías de litio.

Economía circular en agenda, pero falta normativa concreta.

Iniciar borradores de ley marco.

Implementar estándares mínimos y trazabilidad.

Participar en normas regionales armonizadas.

Marco normativo para RAEE, pero no específico para baterías de litio o segundo uso.

Ley N° 27314 – Gestión de residuos sólidos, incluye responsabilidades para productores.

Falta normativa específica para baterías de litio y reúso. Potencial para economía circular.

Diagnósticos para necesidades normativas.

Regulaciones técnicas para gestión y reúso.

Armonizar con estándares regionales.

Marco regulatorio avanzado para RAEE, pero sin regulaciones específicas para segundo uso de baterías de litio.

Ley N°12.305/2010 – Política Nacional de Residuos Sólidos, incluye REP.

Avances en logística inversa, pero baterías de litio no plenamente integradas.

Incluir baterías de litio en esquemas de REP.

Estándares técnicos para reacondicionamiento y trazabilidad.

Mercado formal para reúso y reciclaje.

Sin regulación específica para baterías de litio. Marco general para residuos peligrosos.

Ley N°24.051 – Gestión de residuos peligrosos, sin REP específico para RAEE.

Ausencia de normativas claras limita mercado de segundo uso. Interés en economía circular.

Diagnósticos y borradores normativos.

Estándares mínimos para gestión de baterías.

Integrar en marco regional de economía circular.

REP aplicadas en casos puntuales, pero sin incluir baterías de litio.

Carencia de marcos legales, estándares técnicos y cooperación regional.

Establecer Talleres regiolineamientos nales, diagnóstitécnicos comucos normativos. nes.

La mayoría de América países carecen Latina y de legislación el Caribe para segundo uso.

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Armonizar legislación, crear certificaciones compartidas.

IRO

Normatividad en Colombia Este apartado presenta un análisis detallado de las normas colombianas relevantes para la gestión y aprovechamiento de B2U provenientes de vehículos eléctricos (VE), específicamente la Resolución 0799 de 2025, la Resolución 851 de 2022, la Ley 1672 de 2013, la Resolución 361 de 2011, la Resolución 1297 de 2010, la Resolución 0372 de 2009 y otras disposiciones que, aunque modificadas o derogadas parcialmente, sentaron las bases para las regulaciones que les siguen. Para cada una de ellas se destacan los puntos clave, su relación con las B2U y las interconexiones normativas, con énfasis en las implicaciones para la gestión de residuos, riesgos ambientales y oportunidades en la economía circular. Resolución 0799 de 2025 Título: “Por la cual se reglamentan los Sistemas de Recolección y Gestión de Baterías Usadas Plomo-Ácido (BUPA) y se dictan otras disposiciones”. Entidad: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible Estado: Expedida el 17 de junio de 2025. Entra en vigencia el 1 de enero de 2026. Puntos Clave: Ámbito de aplicación: Aplica a productores, importadores, comercializadores, usuarios y gestores de BUPA. Productores: deben establecer y financiar sistemas individuales o colectivos de recolección, garantizar la logística inversa, asegurar el tratamiento en instalaciones autorizadas y ejecutar campañas de sensibilización. Comercializadores: están obligados a recibir las BUPA sin costo para el usuario, apoyar la logística inversa e informar sobre los mecanismos de recolección. Usuarios: deben entregar las baterías en mecanismos autorizados, no manipularlas ni drenarlas, y devolverlas sin costo. Gestores: requieren licencia ambiental y deben emitir certificados de gestión. Centros de acopio: lineamientos técnicos estrictos (impermeabilización, control de derrames, protocolos de contingencia, trazabilidad). Indicador de Recolección y Gestión (IRG): metas mínimas de recolección: 90 % para baterías de vehículos y 60 % para motocicletas, con incentivos en municipios de categorías 4, 5 y 6. Informes: obligación de reporte anual ante la ANLA mediante la plataforma VITAL, con evidencias de cumplimiento. Control: la ANLA evalúa y hace seguimiento; las autoridades ambientales regionales refuerzan inspección en talleres, servitecas y puntos de venta. 75

Derogaciones: reemplaza la Resolución 0372 de 2009 y la Resolución 361 de 2011. Relación con B2U de VE Aunque regula plomo-ácido, moderniza la gestión posconsumo con trazabilidad, logística inversa y metas cuantitativas. Estos lineamientos son aplicables a las baterías de litio de VE para su segundo uso y posterior reciclaje. (Colombia. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2025).

Resolución 851 de 2022 Título: “Por la cual se actualizan los lineamientos para los sistemas de recolección selectiva y gestión ambiental de RAEE” Entidad: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible Estado: vigente desde el 1 de enero de 2023 Puntos Clave Actualización Normativa: deroga la Resolución 1297 de 2010 y armoniza los lineamientos de gestión de RAEE con la Ley 1672 de 2013, incluyendo pilas, acumuladores, bombillas y computadores. Definiciones: introduce términos como “almacenamiento de RAEE” y “aprovechamiento de RAEE”, promoviendo el reciclaje y la recuperación de materiales. Indicadores de Gestión: establece porcentajes mínimos de recolección (Anexo 3) y requisitos para informes de actualización y avance de los sistemas de gestión. Exclusiones: no aplica a AEE relacionados con armas o municiones de uso militar. Responsabilidad Extendida: refuerza la obligación de productores de implementar sistemas de recolección y gestión, incluyendo el tratamiento de baterías y acumuladores. Relación con B2U de VE La Resolución 851 de 2022 es la norma que actualiza la gestión de RAEE, incluyendo baterías, en el marco de la Ley 1672 de 2013. Su énfasis en el aprovechamiento y reciclaje de RAEE crea un marco propicio para el segundo uso de baterías de VE (por ejemplo, en aplicaciones estacionarias) y su posterior reciclaje. Los indicadores de recolección y la obligación de presentar informes de avance aseguran un seguimiento riguroso, lo que podría aplicarse a las baterías de litio de VE (Colombia. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2022)

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Ley 1672 de 2013 Título: “Por la cual se establecen los lineamientos para la adopción de una política pública de gestión integral de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE)” Entidad: Congreso de la República Estado: vigente Puntos Clave: Objetivo: establecer una política pública para la gestión integral de RAEE, promoviendo la economía circular, la responsabilidad extendida del productor y la minimización de impactos ambientales. Alcance: abarca todos los Aparatos Eléctricos y Electrónicos (AEE), incluyendo componentes como baterías, con énfasis en su recolección, tratamiento, aprovechamiento y disposición final. Principios: fomenta la prevención, el reciclaje, la reutilización y la valorización de RAEE, alineándose con la economía circular. Responsabilidades: los productores deben diseñar sistemas de recolección selectiva y gestión ambiental, mientras que las autoridades ambientales supervisan y regulan. Instrumentos: promueve incentivos para la innovación en reciclaje y el desarrollo de tecnologías para la gestión de residuos.

(Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2013) .

Relación con B2U de VE La Ley 1672 de 2013 es fundamental, ya que proporciona el marco legal para la gestión de RAEE, incluyendo las baterías de VE al final de su vida útil. Su enfoque en la economía circular abre oportunidades para el aprovechamiento de B2U (por ejemplo, en almacenamiento de energía estacionaria) antes de su reciclaje o disposición final. Esta ley establece la base para regulaciones posteriores, como la Resolución 851 de 2022, que actualiza los requisitos para RAEE (Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2013) .

Resolución 361 de 2011 Título: “Por la cual se modifican los artículos 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 y 15 de la Resolución 0372 de 2009 y se toman otras determinaciones” Entidad: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible Estado: vigente, modifica la Resolución 0372 de 2009 76

Puntos Clave Ámbito de Aplicación: modifica la Resolución 0372 de 2009, ampliando y precisando los requisitos para los PADBUPA para fabricantes e importadores de baterías plomo-ácido (subpartida arancelaria 8507.10). • Modificaciones Principales: Alcance de Responsabilidad: amplía la definición de productores obligados, incluyendo a quienes importen o comercialicen 300 o más baterías plomo-ácido al año, reforzando la responsabilidad extendida del productor (REP). Sistemas de Recolección: exige la implementación de sistemas de recolección selectiva más robustos, con puntos de acopio en todo el territorio nacional y campañas de sensibilización para consumidores. Gestión de Residuos: establece requisitos más estrictos para los gestores de residuos, incluyendo la obligatoriedad de contar con licencias ambientales y planes de manejo específicos para evitar la contaminación por plomo. Metas de Recolección: introduce metas cuantitativas de recolección y reciclaje, con plazos específicos para la presentación de informes anuales al Ministerio de Ambiente. Sanciones y Seguimiento: detalla procedimientos para la supervisión de los PADBUPA y sanciones por incumplimiento, fortaleciendo el cumplimiento normativo. Plazos y Obligaciones: Los productores debían actualizar sus planes de gestión antes del 30 de junio de 2011, incluyendo estrategias de recolección, tratamiento y disposición final. Fomento de Valorización: Promueve el reciclaje y la valorización de baterías plomo-ácido, incentiva la recuperación de materiales como plomo y ácido sulfúrico. (Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2011).

Relación con B2U de VE La Resolución 361 de 2011, al modificar la Resolución 0372 de 2009, refuerza el marco para la gestión posconsumo de baterías, aunque se centra en baterías plomo-ácido. Su modelo de gestión, con metas cuantitativas, sistemas de recolección y requisitos para gestores, es directamente aplicable al diseño de planes para baterías de litio de VE. La promoción de la valorización abre oportunidades para B2U de VE (por ejemplo, en almacenamiento de energía estacionaria) antes de su reciclaje. Sin embargo, las especificidades de las baterías de litio (materiales peligrosos, tecnologías de reciclaje distintas) requieren adaptaciones de este modelo (Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2011).

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Resolución 1297 de 2010 Título: “Por medio de la cual se establecen los Sistemas de Recolección Selectiva y Gestión Ambiental de Residuos de Pilas y/o Acumuladores (SRS) y se toman otras determinaciones” Entidad: Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Estado: derogada a partir del 1 de enero de 2023 por la Resolución 851 de 2022 Puntos Clave Ámbito de Aplicación: aplicable a productores de 3,000 o más unidades al año de pilas primarias (partida arancelaria 8506) y acumuladores secundarios (subpartidas 8507.30, 8507.40, 8507.80). Excluye explícitamente baterías industriales y de vehículos. Sistemas de Recolección Selectiva: obliga a productores a formular sistemas individuales o colectivos para la recolección y gestión ambiental de residuos de pilas y acumuladores, promoviendo el acopio sin costos para el consumidor y fomentando el aprovechamiento o valorización. Requisitos: los sistemas debían incluir puntos de recolección accesibles, no generar costos al consumidor y contemplar alternativas de reciclaje o valorización. Los planes debían presentarse para aprobación ante el Ministerio antes del 30 de junio de 2011. Definiciones: establece términos como “acopio de residuos” y “gestión ambiental”, sentando bases para la regulación de residuos electrónicos. (Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010) .

Relación con B2U de VE Aunque esta resolución no incluye directamente las baterías de VE (debido a la exclusión de baterías de vehículos), sentó un precedente normativo para la gestión de residuos de acumuladores en Colombia. Su enfoque en la responsabilidad extendida del productor (REP) y la valorización de residuos es relevante para las baterías de VE, ya que estas podrían integrarse en sistemas similares una vez salen del mercado. Sin embargo, su derogación por la Resolución 851 de 2022 indica la necesidad de actualizar los enfoques para incluir tecnologías emergentes como las baterías de litio de VE. (Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010).

Resolución 0372 de 2009 Título: “Por la cual se establecen los elementos que deben contener los Planes de Gestión de Devolución de Productos Posconsumo de Baterías Usadas Plomo Ácido”. Entidad: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible Estado: modificada por la Resolución 361 de 2011, parcialmente derogada por resoluciones posteriores. Puntos Clave Ámbito de Aplicación: regula los Planes de Gestión de Devolución de Productos Posconsumo de Baterías Usadas Plomo Ácido (PADBUPA) para fabricantes e importadores de baterías plomo-ácido (subpartida arancelaria 8507.10) que manejen 300 o más unidades al año. Planes de Gestión: define los elementos mínimos de los PADBUPA, incluyendo puntos de recolección, acopio, tratamiento y disposición final, con énfasis en la responsabilidad del productor. Gestores de Residuos: obliga a vincular operadores o gestores para la gestión adecuada de residuos, quienes deben cumplir con la normativa ambiental. Licencias Ambientales: la implementación de plantas de reciclaje o valorización requiere autorizaciones ambientales por parte de la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA). Relación con B2U de VE Aunque la Resolución 0372 de 2009 se centra en baterías plomo-ácido, su estructura de planes de gestión posconsumo es un modelo aplicable a las baterías de litio de VE. Las baterías de VE, al salir del mercado, podrían requerir planes similares para su recolección, reutilización (segundo uso) o reciclaje. La exigencia de licencias ambientales para plantas de reciclaje también es relevante para procesar baterías de VE, dado su contenido de materiales peligrosos (litio, cobalto, níquel). (Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2009). Una vez revisada la evolución del marco normativo de Colombia, a manera de resumen se destacan los aportes fundamentales de cada directriz al tema:

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Normativa sobre gestión de baterías y RAEE en Colombia

2009 – Resolución 0372 Reguló de manera pionera las baterías plomo-ácido. Proporcionó un modelo de gestión posconsumo que sirvió de base para posteriores adaptaciones hacia las baterías de litio.

2011 – Resolución 361 Reforzó la responsabilidad extendida del productor. Fijó metas de recolección y reciclaje en plomo-ácido. Consolidó un esquema de control más estricto.

2022 – Resolución 851 Armonizó y actualizó la gestión de RAEE. Alineó la normativa con los principios de la Ley 1672. Incorporó indicadores de gestión más rigurosos.

2010 – Resolución 1297 Introdujo los primeros sistemas de recolección selectiva para pilas y acumuladores. Limitación: excluyó baterías de vehículos, reduciendo su aplicabilidad a VE.

2013 – Ley 1672 Amplió el alcance normativo a todos los RAEE. Sentó las bases legales para incluir baterías de VE en la gestión integral. Promovió la economía circular.

2025 – Resolución 0799 Modernizó la regulación de las baterías

En cuanto a la Responsabilidad Extendida del Productor (REP), todas las normas refuerzan este principio, obligando a productores e importadores a gestionar el ciclo de vida de las baterías desde la recolección hasta el aprovechamiento o disposición final. Esto es clave para las baterías de vehículos eléctricos, que requieren sistemas robustos no solo para su disposición segura, sino también para habilitar su segundo uso y reciclaje en condiciones controladas. Limitaciones de algunas normativas La Ley 1672 de 2013 cuenta con unas limitaciones claves que se deberían abordar para avanzar de forma más completa en el marco regulatorio del país, las cuales son (Colombia. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2013) : No incluye incentivos específicos para la formación, investigación o desarrollo tecnológico en la gestión de RAEE. Omite mención expresa a residuos provenientes de instalaciones fotovoltaicas y de vehículos eléctricos (VE), como las baterías de litio. No aborda de manera directa obligaciones sobre el ecodiseño de AEE para facilitar su reciclaje, reutilización o segundo uso.

Carece de mecanismos robustos para la recolección de datos, definición precisa de roles de autoridades competentes y estrategias de publicidad e información masiva. De igual forma, la Resolución 0799 de 2025, aunque constituye un avance significativo al modernizar la gestión de las baterías plomo-ácido con indicadores de recolección (IRG), trazabilidad y control, también presenta limitaciones que deben considerarse para su fortalecimiento futuro: Se concentra únicamente en las baterías plomo-ácido, sin incluir aún a las de litio empleadas en VE. Aunque establece metas cuantitativas de recolección y gestión, no contempla lineamientos específicos para el segundo uso antes del reciclaje. Requiere mayor articulación con políticas de economía circular que promuevan la valorización de materiales estratégicos como litio, níquel y cobalto. Su implementación efectiva dependerá de la capacidad técnica y administrativa de la ANLA y de los gestores autorizados para garantizar trazabilidad y cumplimiento.

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Análisis IRO–Riesgos y Oportunidades

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Análisis IRO–Riesgos y Oportunidades Los principales riesgos, oportunidades e implicaciones identificados durante la elaboración del informe se presentan a continuación, con un enfoque en la gestión de proyectos asociados con el almacenamiento de energía y el aprovechamiento de B2U, provenientes principalmente de VE. Estos puntos reflejan los desafíos técnicos, normativos, económicos y ambientales, así como las posibilidades de innovación y sostenibilidad en el sector energético, con especial atención al contexto colombiano. Los aspectos aquí presentados se derivan exclusivamente del contenido del informe, y se invita al lector a considerar factores adicionales según su contexto específico.

Riesgos

1

Retiro de usuarios de la red eléctrica

La implementación masiva de sistemas de energía solar fotovoltaica con almacenamiento mediante B2U puede llevar a que algunos usuarios se desconecten de la red eléctrica convencional. Esto podría incrementar los costos asociados al mantenimiento y operación de la red para los usuarios restantes, afectando la sostenibilidad económica de las empresas de servicios públicos.

2

Baja capacidad de gestión de residuos

3

Incertidumbre en el rendimiento de B2U

La limitada capacidad para clasificar y disponer de los residuos sólidos generados por las baterías retiradas representa un riesgo significativo. En Colombia, la infraestructura para manejar grandes volúmenes de baterías al final de su vida útil es insuficiente, lo que podría generar impactos ambientales negativos si no se implementan procesos adecuados.

La variabilidad en el Estado de Salud (SOH) y la degradación de las baterías reutilizadas dificulta garantizar su rendimiento en aplicaciones de segunda vida. La falta de procedimientos estandarizados para la evaluación y certificación de estas baterías puede reducir la confianza de los usuarios y aumentar los costos de pruebas y reacondicionamiento.

4

Ausencia de regulación específica en Colombia

Colombia apenas esta proceso de implementación de normativas específicas para el reciclaje y disposición de baterías de VE y el IRG de la normativa que entrará en vigencia en el 2026 plantea un avance en dicha temática para las baterías de plomo- ácido, aún así, sigue viéndosela necesidad de normatividad técnica y especifica

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para el aprovechamiento y disposición de las baterías de Ion-Litio. Aunque existen regulaciones generales para residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (Resoluciones 1297 de 2010 y 0851 de 2022), estas no abordan explícitamente las baterías de litio, lo que genera barreras para su gestión.

5

Altos costos de reacondicionamiento:

Los procesos de desmontaje, prueba y reestructuración de B2U implican costos significativos de mano de obra, maquinaria y pruebas técnicas. Estos costos pueden superar los beneficios económicos en mercados donde los modelos de negocio aún no están consolidados, afectando la viabilidad de los proyectos.

Oportunidades

1

Apertura de nuevos negocios y mercados

2

Alianzas intersectoriales

3

Fomento de la economía circular

4

Mayor integración de energías renovables

Los procesos de desmontaje, prueba y reestructuración de B2U implican costos significativos de mano de obra, maquinaria y pruebas técnicas. Estos costos pueden superar los beneficios económicos en mercados donde los modelos de negocio aún no están consolidados, afectando la viabilidad de los proyectos.

La colaboración entre fabricantes de VE, empresas de reciclaje, proveedores de energía y entidades gubernamentales puede impulsar el desarrollo de cadenas de suministro circulares. Estas alianzas permiten optimizar recursos, compartir conocimientos técnicos y establecer estándares para la reutilización de baterías, fortaleciendo el mercado.

La reutilización de B2U contribuye a los principios de la economía circular al extender la vida útil de los materiales, reducir la demanda de materias primas vírgenes y minimizar los residuos. Esto posiciona a las empresas como líderes en sostenibilidad y reduce el impacto ambiental.

Las B2U facilitan la integración de fuentes renovables como la solar y la eólica al proporcionar soluciones de almacenamiento asequibles. Esto permite estabilizar la red eléctrica, gestionar picos de demanda y aumentar la resiliencia energética, especialmente en regiones con alta implementación de energías renovables.

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5

Reducción de costos en aplicaciones energéticas

Comparadas con las baterías nuevas, las B2U ofrecen una alternativa más económica para aplicaciones de almacenamiento, reduciendo los costos de capital en proyectos de energía renovable y respaldo energético. Esto democratiza el acceso a soluciones de almacenamiento para hogares, comunidades y pequeñas empresas.

6

Desarrollo de capacidades tecnológicas locales:

La adopción de tecnologías avanzadas, como la IA para el diagnóstico y monitoreo de baterías, y procesos automatizados de desmontaje y reciclaje, representa una oportunidad para desarrollar capacidades técnicas locales. En Colombia, empresas como Altero y Batx están liderando iniciativas que podrían posicionar al país como un referente en la región.

7

Apoyo a la transición energética

El uso de B2U contribuye a los objetivos de transición energética al reducir la dependencia de combustibles fósiles y promover sistemas energéticos más sostenibles, alineándose con las metas globales de reducción de emisiones y neutralidad de carbono. Implicaciones

1

Impacto en la sostenibilidad energética

La reutilización de B2U fortalece la sostenibilidad energética al facilitar la integración de fuentes renovables en la matriz energética, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, requiere desarrollar infraestructura para el manejo y reacondicionamiento de baterías, así como sistemas de monitoreo avanzados para garantizar su rendimiento.

2

Transformación del modelo económico del sector eléctrico

la reutilización de baterías puede reducir los costos de capital en proyectos de almacenamiento, democratizando el acceso a soluciones energéticas sostenibles. Sin embargo, la desconexión de usuarios de la red eléctrica podría generar presiones económicas sobre las empresas de servicios públicos, lo que requiere ajustar modelos de negocio y tarifas para garantizar la viabilidad financiera del sector.

3

Necesidad de marcos regulatorios robustos

4

Fortalecimiento de capacidades locales y generación de empleo

La ausencia de regulaciones específicas en Colombia para B2U implica la urgencia de establecer normativas claras que promuevan su reutilización y reciclaje. Esto incluye estándares técnicos para evaluación, incentivos para la economía circular y sistemas de trazabilidad, que impactan directamente la confianza del mercado y la adopción de estas tecnologías.

El desarrollo del mercado de B2U impulsa la creación de empleo en áreas como reciclaje, reacondicionamiento e integración de sistemas energéticos. En Colombia, empresas como Altero y Batx pueden generar oportunidades, pero se requiere inversión en formación técnica para construir capacidades competitivas.

5

Reducción de la presión sobre recursos naturales:

6

Desafíos logísticos y de infraestructura

7

Innovación tecnológica y competitividad

La reutilización y reciclaje de baterías disminuyen la necesidad de extraer materias primas como litio, cobalto y níquel, reduciendo el impacto ambiental de la minería. Esto implica implementar procesos de reciclaje eficientes, como los hidrometalúrgicos o directos, que minimicen emisiones y residuos durante el procesamiento.

La gestión de B2U requiere una red logística robusta para recolección, transporte y almacenamiento seguro. En Colombia, la infraestructura limitada para residuos electrónicos implica la necesidad de inversiones en plantas de procesamiento y sistemas de recolección, así como colaboración con actores internacionales para adoptar mejores prácticas.

La integración de IA para diagnóstico de baterías y la automatización de procesos de reciclaje posiciona a las empresas en una ventaja competitiva. Para Colombia, esto representa una oportunidad para desarrollar un ecosistema de innovación, pero también el desafío de competir con mercados más avanzados como China, Europa y Estados Unidos, donde las tecnologías y regulaciones están más consolidadas.

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En conclusión, el aprovechamiento de B2U presenta un equilibrio entre desafíos y oportunidades que requiere una acción coordinada entre los sectores público y privado. Las implicaciones abarcan la transformación de los modelos energéticos y económicos, la necesidad de regulaciones claras y el fortalecimiento de capacidades técnicas para garantizar la sostenibilidad y competitividad del mercado. En el contexto colombiano, el desarrollo de este sector puede posicionar al país como un líder regional en economía circular y transición energética, siempre que se superen los retos normativos, logísticos y tecnológicos mediante estrategias integrales y colaborativas, como se destaca en el informe.

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