Form Energy, a la cabeza del almacenamiento energético de larga duración con baterías de hierro-aire

La transición energética tiene un cuello de botella cada vez más evidente: el almacenamiento de larga duración. Mientras las baterías de ion-litio dominan el mercado actual, su coste y limitaciones las hacen poco adecuadas para sostener redes con cada vez más peso de las renovables. En ese contexto, Form Energy se ha posicionado como una de las pioneras en una tecnología emergente que promete cambiar el panorama: las baterías de hierro-aire (iron-air batteries).

Fundada en 2017 en Somerville (Massachusetts), la compañía ha levantado hasta la fecha más de 1.200 millones de dólares y ha pasado rápidamente del laboratorio a la escala industrial. En 2024, Form Energy inauguró su primera gran planta de producción, la Form Factory 1, en Weirton (Virginia Occidental), sobre los terrenos de una antigua acería. Su cofundador y CEO, Mateo Jaramillo, explica en declaraciones para El Periódico de la Energía que “la Form Factory 1 se construyó en aproximadamente un año. Es una instalación de fabricación de unos 51.000 metros cuadrados que ya emplea a más de 400 trabajadores centrados en producir una tecnología de batería de hierro-aire sin precedentes”.

Su proyecto piloto en Minnesota, en colaboración con Great River Energy, supondrá un sistema de 1,5 MW con una duración de 100 horas, equivalente a unos 150 MWh de almacenamiento. Preven que represente la primera demostración comercial de esta tecnología en una red eléctrica real. La empresa también tiene planes para otros proyectos de mayor escala, como uno de 8,5 MW / 8.500 MWh en Maine, junto a diferentes utilities estadounidenses.

Hierro, aire y una nueva ecuación para la energía

La tecnología iron-air es un tipo de almacenamiento electroquímico basado en un principio simple: oxidar y reducir el hierro para almacenar y liberar electricidad. Durante la descarga, el hierro reacciona con el oxígeno del aire y se oxida, es decir, se convierte en óxido de hierro, liberando energía. Durante la carga, el proceso se invierte: el óxido de hierro se reduce de nuevo a hierro metálico, almacenando electricidad. El resultado es un sistema capaz de mantener energía disponible durante varios días, no solo horas. Entre sus ventajas destacan el bajo coste y la abundancia del hierro, que podrían reducir drásticamente los costes frente a las baterías de litio. Sin embargo, su eficiencia es menor y los sistemas deben superar aún desafíos relacionados con la potencia y la durabilidad.

A diferencia de las baterías de ion-litio, que solo pueden proporcionar energía durante unas pocas horas debido a su alto coste relativo, las baterías de hierro-aire pueden suministrar energía durante varios días. Jaramillo indica que estas “están hechas de algunos de los materiales más seguros, baratos y abundantes del planeta —hierro de bajo coste, agua y aire— y proporcionan una solución sostenible y segura para satisfacer la creciente demanda de seguridad y resiliencia de la red”.

“Nuestro objetivo es que la eficiencia media de ida y vuelta de nuestra batería de hierro-aire esté entre el 40 % y el 50 % a nivel de sistema cuando alcancemos la escala completa en la próxima década. Definimos la eficiencia media de ida y vuelta como la que incluye la autodescarga, las cargas auxiliares necesarias para el funcionamiento de la batería y la eficiencia de la propia química”.

Defiende, además, un modelo complementario, donde distintas tecnologías conviven según la necesidad: “Creemos que un sistema rentable necesita tanto activos de almacenamiento a corto plazo (ion-litio) como de largo plazo y varios días (hierro-aire): los sistemas de alto coste y alta eficiencia para las necesidades intradía (ion-litio) y un sistema de coste mucho menor que cubra varios días con un equilibrio apropiado entre coste y eficiencia (hierro-aire) para lograrlo”. En términos de durabilidad, añade que “nuestra batería puede ciclar unas 13 veces al año a 100 horas, lo cual es más que suficiente para proporcionar fiabilidad durante periodos prolongados de estrés crítico en la red”.

La hoja de ruta industrial de Form Energy prevé un aumento progresivo de su capacidad productiva. Jaramillo explica que “tras los proyectos de 2025, avanzaremos hacia instalaciones comerciales a medida que aumente la producción y disminuyan los costes. A finales de esta década, Form Energy pretende ejecutar proyectos de almacenamiento de varios días más grandes y sentar las bases para un despliegue internacional. Para la década de 2030, esperamos alcanzar una capacidad de fabricación y entrega a escala de gigavatios, contribuyendo a una mayor fiabilidad y resiliencia de la red en todo el mundo”.

El objetivo final, explica el CEO, es contribuir a la descarbonización de los sistemas eléctricos. “Nuestra batería de hierro-aire está diseñada para garantizar una red eléctrica limpia, segura y fiable durante periodos prolongados de estrés”, asegura.

Aunque otras startups, como la neerlandesa Ore Energy, han logrado recientemente conectar sistemas de hierro-aire a la red europea, los expertos coinciden en que Form Energy mantiene una ventaja tecnológica e industrial significativa por su escala y respaldo financiero.

Finalista del Earthshot Prize, la empresa continúa desarrollando nuevas generaciones de su tecnología. Su equipo de I+D explora nuevas aplicaciones de la tecnología de baterías para desarrollar hierro de baja huella de carbono, un material crítico para descarbonizar la industria del acero.

Una carrera global por la flexibilidad del sistema eléctrico

En un mundo donde la demanda de electricidad crece rápidamente, impulsada por el desarrollo económico, la electrificación masiva y el auge de la digitalización, la presión sobre las redes eléctricas es cada vez mayor. Al mismo tiempo, la transición energética exige desplegar a gran escala generación renovable, lo que implica lidiar con su intermitencia. En ese contexto, las tecnologías de almacenamiento de varios días se vuelven esenciales: permiten que la red sea más flexible y estable, y que las renovables funcionen continuamente, incluso cuando el sol no brilla o el viento no sopla.

Países como Reino Unido, Irlanda, Alemania y España han fijado objetivos de electricidad renovable del 80 % o más para 2030, donde el almacenamiento prolongado será clave para transformar fuentes intermitentes en energía disponible las 24 horas. En el Reino Unido, el gobierno ha propuesto un mecanismo tipo cap-and-floor para el almacenamiento de larga duración (LDES), que garantiza un nivel mínimo de ingresos y limita beneficios excesivos, con el objetivo de reducir riesgos e incentivar la inversión privada.

Aun así, es clave escalar la fabricación a gran volumen, asegurar estabilidad regulatoria a largo plazo y crear mercados que valoren adecuadamente el servicio que ofrece el almacenamiento multi-día. Solo si estos obstáculos se superan podrá materializarse el potencial de tecnologías como la de hierro-aire. Form Energy se perfila como una de las empresas mejor posicionadas para demostrar que esa visión ya no es futurista, sino inminente.