ESS, compañía de baterías respaldada por Bill Gates, SoftBank, abre en NYSE

ESS está tratando de resolver un problema crítico con las energías renovables: cómo almacenar energía de instalaciones eólicas y solares cuando el viento no sopla y el sol no brilla.

La solución propuesta por la compañía son las baterías de almacenamiento de energía de larga duración hechas de hierro, sal y agua, que son mucho más baratas y están más disponibles que los elementos que se utilizan en las baterías hoy en día, como el litio y el cobalto.

El impulso inicial de ESS atrajo $ 57 millones en inversiones de poderosos patrocinadores, incluidos Bill Gates y Softbank, dijo el CEO Eric Dresselhuys a CNBC.

Ahora se hace pública a través de SPAC para comenzar a cotizar el lunes en la Bolsa de Valores de Nueva York con el símbolo de cotización GWH. Espera recaudar $ 308 millones a través del trato.

“Ha habido muy pocas soluciones para esta larga duración hasta ahora, y se debe en gran parte al hecho de que no confiamos en el almacenamiento de energía como una solución importante para fortalecer el sistema”, dijo Dresselhuys, quien se convirtió en el CEO de ESS. este año después de décadas de experiencia ejecutiva en energía y tecnología.

La empresa se lanzó en 2011 en Portland, Oregon, garaje de los cofundadores Craig Evans y Julia Song, que son una pareja casada y socios comerciales. Se mudó a Portland State Business Accelerator antes de expandirse a su sede actual de 200,000 pies cuadrados.

La compañía está respaldada por Breakthrough Energy Ventures, la firma de inversión en energía limpia de Gates; SB Energy, una subsidiaria de propiedad total de SoftBank; y la multinacional química BASF, entre otros inversores. El SPAC proviene de una fusión inversa con ACON S2 Acquisition Corp., administrada por la firma de capital privado Acon Investments.

ESS aún no ha registrado ingresos, según documentos financieros con fecha del 8 de septiembre. Sin embargo, Dresselhuys dijo que ha enviado productos a clientes, incluidos TerraSol Energies en Pensilvania y Siemens-Gamesa en Dinamarca; Los documentos del inversor también reclaman a varias otras empresas de servicios públicos sin nombre como clientes. ESS tiene pedidos en trámite de SB Energy y Enel Green Power España.

La compañía perdió $ 245,3 millones en los primeros seis meses de 2021, pero las pérdidas operativas fueron de solo $ 18,4 millones; el resto se debió a pérdidas por reevaluaciones de warrant y pasivos derivados. Las pérdidas operativas fueron de $ 17.4 millones para 2021, y la compañía espera registrar su primera ganancia en 2023.

El gran avance de ESS es una batería de flujo de hierro de larga duración construida con materiales fácilmente disponibles, dijo Carmichael Roberts, copresidente del comité de inversiones de Breakthrough Energy Ventures.

En una batería, el electrolito es el medio químico que conecta los dos extremos de una batería, el ánodo y el cátodo. En las baterías de ESS, el electrolito está hecho de hierro, sal y agua.

“La batería de flujo es más barata, más segura y tiene una mejor vida operativa que el almacenamiento convencional de iones de litio”, dijo Roberts.

Hacer una batería de hierro, sal y agua significa que “no hay toxicidad, la tecnología que construimos no enciende incendios o no explota en incendios”, dijo Dresselhuys.

Además, las baterías ESS no tienen litio ni cobalto, dos elementos comunes en las baterías que se ven afectados por los crujidos de la cadena de suministro.

“Ambos son potencialmente escasos en todo el mundo y ninguno se produce en los Estados Unidos”, dijo Jesse Jenkins, profesor asistente de la Universidad de Princeton que se especializa en la red de energía.

“El litio es un problema menor a largo plazo, siempre que reciclemos las baterías de iones de litio, pero puede haber algunos aumentos de precios a corto plazo a medida que la producción aumenta para igualar la demanda de baterías para vehículos eléctricos”, dijo Jenkins.

“El cobalto es un poco más complicado y ha sido objeto de críticas por parte de la cadena de suministro que depende de [so-called] ‘minas artesanales’ en África, que emplean trabajo forzoso y trabajo infantil en algunos casos, con personas que extraen cobalto a mano y en condiciones muy, muy duras “, dijo Jenkins.

ESS tampoco utiliza vanadio, un elemento químico utilizado en algunas tecnologías de baterías de flujo. Si bien el elemento es prometedor, dice Dresselhuys, es demasiado caro para ser significativo.

“Una cosa es hacer que algo funcione, y eso puede ser muy difícil. Pero tiene que funcionar de manera rentable para ser viable como sistema debido a la escala de la que estamos hablando”, dijo.

Visualice un sándwich, dijo el líder de desarrollo comercial de ESS, Hugh McDermott. La tecnología de batería ESS es una pila de placas de carbono que tiene agua salada con hierro fluyendo a través de cada capa.

El hierro sale de la solución de agua salada y se pega a un lado de los platos. Cuando se cambia la polaridad de las placas, el hierro se vuelve a disolver en la solución de agua.

Desde un sistema de control de gestión de la batería, se puede cambiar el flujo de iones, conmutando así también el flujo de electricidad dentro y fuera de la red.

La idea de una batería de flujo de hierro ha existido desde la década de 1970, dijo Dresselhuys. Pero había problemas técnicos que los científicos no habían resuelto.

Por ejemplo, las primeras iteraciones de la tecnología de la batería de flujo de hierro funcionarían por un tiempo, pero el fluido electrolítico se desequilibraría, se acumularía en la batería y la batería se volvería ineficaz con el tiempo. Para solucionar este problema, ESS desarrolló una bomba de protones, que según Dresselhuys “permite que el sistema se mantenga en equilibrio durante todas esas cargas y descargas para que el electrolito esté completamente limpio”.

La investigación preliminar fue financiada en parte por casi $ 3 millones en subvenciones del programa ARPA-E del Departamento de Energía, así como de fondos de inversión locales e individuales.

“La elegancia es la simplicidad”, dijo Rich Hossfeld, codirector ejecutivo de SB Energy y miembro de la junta de ESS. SB Energy es un cliente de ESS además de un inversor.

Pero se necesitó mucha investigación y desarrollo para que una solución simple funcionara. ESS ha estado trabajando en investigación y desarrollo durante una década. La bomba de protones fue un avance realmente clave para la empresa, pero uno de muchos.

“Hay un gran foso de propiedad intelectual alrededor de la tecnología central, y eso hará que sea muy difícil para otros competidores construir una batería que sea similar a la batería de ESS”, dijo Hossfeld a CNBC.

Una batería de larga duración que está desarrollando Form Energy también utiliza hierro y también está respaldada por Breakthrough Energy Ventures. Sin embargo, Form está desarrollando baterías de hierro-aire, que utilizan diferentes tecnologías y tienen como objetivo proporcionar almacenamiento de energía durante varios días.

Las baterías ESS pueden almacenar energía de cuatro a 12 horas, mientras que las baterías de litio de los automóviles suelen tener un límite de entre dos y cuatro horas, dijo Dresselhuys.

Para superar las cuatro horas de almacenamiento de energía con baterías de iones de litio se requiere aumentar la cantidad de celdas de iones de litio, dijo Hossfeld a CNBC. ESS, por otro lado, solo puede agregar más agua, hierro y sal a un tanque más grande de sus sándwiches apilados.

“La forma de pensar acerca de los ESS en términos de costos es que tienen paridad de costos con iones de litio en cuatro horas y aproximadamente la mitad del costo por encima de eso, lo que creemos que crea una gran ventaja para ellos”, dijo Hossfeld a CNBC.

Otra clave de la tecnología de flujo de hierro ESS es su capacidad de recuperación.

“La capacidad permanece igual entre el año uno y el año 20”, dijo Hossfeld. Cualquiera que tenga un teléfono celular sabe que ese no es el caso de las baterías de iones de litio. “Lo abres, sale del estuche, ahora mismo te dará 10 horas. Todos sabemos que no te da 10 horas en un año, ¿verdad?”

Los centros de energía están ubicados junto con un parque solar o eólico. Una granja solar permite que las baterías se carguen durante el día cuando brilla el sol y luego se descarguen al final de la tarde, cuando normalmente hay un aumento en la demanda de energía.

Funciona de manera similar en un parque eólico. “Puede almacenar cuatro, ocho, 10 horas de plantas eólicas en medio de la noche y luego descargarlas durante el día según sea necesario”, dijo Hossfeld a CNBC. “Consideramos que la ESS es un complemento realmente bueno para ese ciclo diario entre la energía eólica y la solar”.

Energy Warehouse, el único producto ESS que existe hasta ahora, es del tamaño de un contenedor de envío, 40 pies de largo y 8 pies de ancho.

“Ese contenedor contiene 500 kilovatios hora de energía. Esa es aproximadamente la energía que necesitaría para alimentar de 20 a 30 hogares, dependiendo de dónde se encuentre en el país”, dijo McDermott a CNBC.

ESS también está construyendo un producto llamado Energy Centers destinado a empresas de servicios públicos y productores de energía independientes, por ejemplo, empresas que poseen grandes granjas solares que luego venden esa energía a la red.

Para este tipo de clientes más grandes, ESS utilizará una tecnología de batería similar, pero los módulos de batería estarán juntos en un edificio. Se espera que las pruebas de clientes comiencen en 2022.

Si bien las baterías a base de hierro son una tecnología bien conocida, el gran desafío ha sido lograr que se amplíen.

“Las químicas a base de hierro para baterías de flujo tienen una historia larga e histórica, con razón porque en teoría tienen algunos de los costos teóricos más bajos posibles. En el papel, estos sistemas escalan bastante bien”, dijo Dan Steingart, profesor asociado de metalurgia química en Columbia. Universidad.

Pero la realidad ha sido bastante diferente.

“No hemos visto una adopción generalizada de esta clase de baterías y sus primos debido a los desafíos de ingeniería de última milla que en el pasado han agregado costos inaceptables de capital y operación en comparación con otras tecnologías disponibles”, dijo Steingart a CNBC.

Las baterías de flujo dependen de bombas y membranas que son altamente técnicas. “Piense en un riñón, escrito muy grande, trabajando 10,000 veces más de lo necesario, todo el tiempo”, dijo. “Ha sido muy difícil que estos, en la práctica, funcionen de manera confiable sin sistemas auxiliares significativos (que encarecen el sistema por adelantado) o llamadas de mantenimiento (que aumentan los costos de funcionamiento)”.

Steingart dijo, sin embargo, que ESS ha recaudado “capital suficiente” para encontrar soluciones a estos desafíos.

Además, ESS obtuvo en septiembre una garantía de batería de 10 años respaldada por el gigante de seguros Munich Re, que “es una fuerte señal de un resultado positivo”, dijo Steingart a CNBC.

El costo es otra preocupación.

“La tecnología de la batería de flujo de hierro parece muy prometedora, ya que es segura, respetuosa con el medio ambiente, utiliza materiales no tóxicos que pueden obtenerse en los EE. UU. Y no se degrada con el tiempo y en varios ciclos”, dijo Jan Pepper, director ejecutivo de Peninsula. Energía limpia, dijo a CNBC.

Peninsula Clean Energy, un comprador de energía de la comunidad y el proveedor de energía oficial del condado de San Mateo en California, no ha trabajado directamente con ESS, pero está tratando de ofrecer energía 100% renovable y competitiva en costos las 24 horas del día, los 7 días de la semana para 2025. Pepper dijo que el almacenamiento de energía ayudará a alcanzar esos objetivos.

“El desafío actual con las baterías de flujo de hierro es el costo”, dijo Pepper. “Si empresas como ESS pueden reducir el costo de su tecnología, entonces ellas y otros podrán tener un impacto significativo en los esfuerzos de descarbonización y ayudar a organizaciones como Peninsula Clean Energy a cumplir con nuestros ambiciosos objetivos”.

Steingart dijo a CNBC: “Un objetivo que utilizo es en mi laboratorio para el almacenamiento de energía de larga duración: la batería tiene que costar aproximadamente el mismo precio que la comida para perros por libra y durar para siempre con poca intervención”.

Si ESS puede hacer lo que sus inversores creen que puede, “la ejecución exitosa de esta química sería un hito significativo para el almacenamiento de energía a escala de red”, dijo Steingart.