El vehículo eléctrico ha venido para quedarse. Es ya una realidad. Así lo atestiguan los compromisos que van adquiriendo los fabricantes de automóviles: General Motors ha anunciado que tiene como objetivo dejar de vender modelos con motores diésel y gasolina para el año 2035, y Audi planea dejar de producir dichos vehículos para 2033. Con estos datos y con la gran cantidad de vehículos en circulación que deberán ser reemplazados para el año 2035, algo en lo que tiene mucho que ver la prohibición aprobada por la Comisión de Medio Ambiente de la Unión Europea, ¿se podrán producir suficientes baterías para vehículos eléctricos en el futuro? ¿qué impacto tendrán para el medioambiente?
¿Habrá suficientes baterías en el futuro?
Según la consultora BloombergNEF (BNEF) en Londres, la mitad de los vehículos vendidos a nivel mundial para el año 2035 serán eléctricos. Así, en las próximas décadas millones de vehículos eléctricos a batería sustituirán los contaminantes combustibles fósiles por grandes cantidades de materiales que aún no se han extraído de la naturaleza.
Ante la futura e inminente supremacía absoluta del vehículo eléctrico, la industria automotriz se mueve entre dos desafíos que garanticen la viabilidad y, sobre todo, la sostenibilidad de la movilidad eléctrica: cómo reducir la proporción de los metales que integran las baterías (para reducir su impacto medioambiental), cuya extracción conlleva severos costos ambientales y sociales, y cómo mejorar el reciclaje de las baterías de forma eficiente y limpia.
El reciclaje de baterías, punto clave de la sostenibilidad
Debido a que todavía es menos costoso extraer metales de la naturaleza que reciclarlos, se torna importantísimo desarrollar procesos para recuperar los componentes más valiosos de la batería a un menor coste que los extraídos. Como las baterías de litio ahora son unas 30 veces más baratas que cuando entraron por primera vez en el mercado, a inicios del año 1990, es muy probable que continuen en el mercado como tecnología dominante en el futuro.
Y su precio seguirá bajando todavía más hasta rebajar la cifra de 100 dólares por kilovatio-hora para el año 2023. Además, como el litio en sí no es escaso, no debería de haber mayores problemas en sustituir la flota de vehículos con motor de combustión por vehículos eléctricos. En un informe de la consultora BloombergNEF, esta estimó que las reservas actuales de litio se calculan en 21 millones de toneladas, que serían suficientes para electrificar la flota de vehículos hasta mediados de este siglo.
La reducción de metales que integran las baterías
La demanda de litio va a crecer unas siete veces entre 2020 y 2030, por lo que podría derivar en una escasez temporal y en cambios en los precios, que de todos modos calculan los expertos que no cambiarán el panorama a largo plazo.
La extracción del litio de la naturaleza y su procesado conlleva sus propias preocupaciones ambientales: se requieren grandes cantidades de energía o agua (para la extracción de salmueras). A pesar de este coste medioambiental, la minería de litio permitirá desplazar la extracción destructiva de combustibles fósiles, mucho más contaminantes.
Existe mayor preocupación por el cobalto, el ingrediente más valioso de las baterías actuales. Dos tercios del suministro mundial se extraen en la República Democrática del Congo en unas condiciones de esclavitud infantil y de graves daños para la salud de los trabajadores; esto es así porque el cobalto es tóxico si no se maneja adecuadamente. Y el níquel, otro componente primordial de las baterías, también podría enfrentar escasez en el futuro con el aumento de la demanda.
Para evitar estos problemas, actualmente se investiga con cátodos con bajo contenido de cobalto o directamente sin cobalto. Pero abandonar el cobalto por completo reduce la densidad de energía de la batería.
Curiosamente, el cobalto es el principal factor que hace que reciclar baterías sea económico, porque otros materiales, especialmente el litio, son actualmente más baratos de extraer que de reciclar.
Cómo es el proceso de reciclaje
En una planta de reciclaje típica, las baterías se trituran primero, lo que convierte las celdas en una mezcla en polvo de todos los materiales utilizados. A través de un proceso térmico (pirometalurgia) o químico (hidrometalurgia), esa mezcla se descompone en sus componentes elementales.
A continuación, se muestra cómo una trituradora mecánica muele los módulos de la batería (planta de reciclaje de Duesenfeld, en Alemania):
La empresa Guangdong Brunp, una subsidiaria de CATL, el mayor fabricante de celdas de iones de litio de China, puede reciclar 120.000 toneladas de baterías por año, según un portavoz. Eso es el equivalente a lo que se usaría en más de 200.000 automóviles eléctricos. La empresa es capaz de recuperar la mayor parte del litio, el cobalto y el níquel.
Resulta importante, pues, incentivar para que se obtengan los materiales de las baterías de empresas de reciclaje en lugar de importar los recién extraídos de la naturaleza, como ya se está haciendo en China.
En las plantas de reciclaje más modernas, se separan los materiales del cátodo utilizando ultrasonidos, algo que puede hacer que los materiales reciclados sean mucho más baratos que los metales extraídos vírgenes.
Las baterías deben diseñarse desde cero de una manera que las haga más fáciles de desmontar para su posterior reciclado.
¿Existe un problema medioambiental u oportunidad de negocio?
Aunque se suele percibir el incremento de la fabricación de baterías para vehículos eléctricos como una gran amenaza medioambiental, lo cierto es que una vez que millones de baterías comiencen a llegar al final de su vida útil, las economías de escala se activarán y harán que el reciclaje sea más eficiente y por tanto se priorice y amplifique este en detrimento de la fabricación mediante materiales recién extraídos.
El mejor ejemplo de ello son las baterías de plomo-ácido, que se reciclan en un 98 %, y precisamente debido al gran volumen de reciclaje, tiene sentido reciclarlas a pesar del reducido coste de este tipo de baterías.A parte, la llegada de los paneles y los coches solares.
Antes de reciclar, reutilizar
Las baterías de automóviles eléctricos actuales pueden durar hasta 20 años. Eso significa que cuando los vehículos eléctricos viejos se envían a la chatarra, las baterías a menudo no se tiran ni se reciclan. En su lugar, se sacan y se reutilizan para aplicaciones menos exigentes, como el almacenamiento de energía estacionaria (en viviendas, por ejemplo) o la propulsión de barcos. Después de diez años de uso, una batería de automóvil como la del Nissan Leaf, que originalmente tenía 50 kWh, habrá perdido como máximo el 20 % de su capacidad inicial.
En este sentido, Tesla ha publicado datos interesantes en su “Informe de Impacto 2020”, relativos a la degradación de las baterías de sus vehículos Model S y Model X, con más años en el mercado. Según este informe, las baterías de estos dos modelos mantienen, de promedio, alrededor del 90 % de su capacidad original después de haber recorrido 322.000 kilómetros.
¿Nos encontramos frente al gran problema del coche eléctrico?. Te recomendamos que leas nuestro artículo el innovador punto de carga de Cargacar.