Ante un futuro Net-Zero, debemos pensar qué haremos con las baterías

El mercado de las baterías eléctricas está asumiendo cada vez más una posición estratégica. La demanda crece debido a un aumento en el uso de dispositivos digitales y la transición a una economía electrificada, comenzando por la movilidad. Las estimaciones actuales realizadas por Eurostat indican que, para 2030, la demanda mundial de baterías podría aumentar 14 veces y que la UE representaría el 17% del total. Es hora de pensar en un concepto de producto real y realista para estos dispositivos.

En particular, el auge de los vehículos eléctricos hará que este mercado sea estratégico para las próximas décadas. De ser casi inexistentes hace diez años, hoy hay más de diez millones de e-Cars en circulación. Según la Agencia Internacional de la Energía, el sector puede alcanzar, o incluso superar, unas ventas anuales de 150 millones de vehículos para 2030.

El aumento de la demanda de baterías inevitablemente tiene consecuencias para el medio ambiente. De hecho, si la producción aumenta un 25% por año en promedio, en 10 o 15 años la cantidad de acumuladores que se tendrán que desechar o reciclar será dramática. Solo en Europa, se ha anunciado la construcción de 15 giga-factorías para la producción de baterías necesarias para seis millones de vehículos.

Por ello, el Parlamento Europeo está trabajando en la actualización de la directiva de 2006 para garantizar que, al final de su ciclo de vida, las baterías puedan recuperarse y reutilizarse. La propuesta está vinculada al plan de acción para la economía circular y aspira a regular toda la vida útil de los acumuladores, así como garantizar que los nuevos dispositivos de almacenamiento contengan niveles mínimos de cobalto, plomo, litio y níquel reciclados. Buscarán nuevos conceptos de producto real que minimicen los riesgos para el planeta.

¿Qué hacen los constructores?

El punto de inflexión podría proceder de la industria de automoción si ésta asumiera la responsabilidad de gestionar la eliminación y reutilización de las baterías. No faltan las iniciativas interesantes. Nissan ha elegido el camino de reutilizar las baterías usadas de su modelo Leaf para propulsar los vehículos autónomos utilizados en el transporte de piezas en cada una de sus plantas.

Volkswagen ha abierto una planta en Salzgitter cuya única tarea es reciclar las baterías de sus cada vez más numerosos modelos eléctricos. Renault se ha comprometido a desmontar y reciclar todas las baterías de sus coches en colaboración con Veolia y Solvay. Eso sí, dada la relación entre las capacidades actuales de las tres empresas y la producción y venta de vehículos eléctricos, tardaría cientos de años en lograrlo.

Si, por un lado, preocupa el bajo nivel de reciclaje del principal fabricante mundial de baterías para vehículos eléctricos, China, el informe sobre la huella de carbono de Tesla destaca que la compañía ya es capaz de recuperar y reutilizar el 92% de los materiales presentes en las baterías fabricadas con Panasonic en Nevada (EE.UU). De esta forma, la empresa no solo está implementando un modelo de negocio circular, sino que también se está convirtiendo en productor de níquel, cobalto y litio. Es decir, un concepto de producto real y, a la vez, completo.

Desafortunadamente, cuando una batería llega a una capacidad inferior al 80% de la inicial, ya no es adecuada para su uso en un vehículo, porque su densidad de energía es demasiado baja y la autonomía se reduce significativamente. De hecho, actualmente se calcula que menos del 5% de las baterías se transforman o reutilizan, a pesar de que todavía cuentan con las cuatro quintas partes de su capacidad de carga. Sin embargo, una batería extraída de un automóvil eléctrico sigue siendo excelente para otras aplicaciones, como sistemas de paneles fotovoltaicos o turbinas eólicas.

El problema de las materias primas

La electrificación de la economía, y de la movilidad en particular, ciertamente trae ventajas a largo plazo sobre la protección del medio ambiente, pero no está exenta de problemas. Especialmente las fases de producción y eliminación de las baterías todavía están muy lejos del concepto Net Zero.

Encontrar una solución a la recuperación del cobalto, por ejemplo, cuya extracción casi siempre coincide con casos de explotación de trabajadores y trabajadoras, es un tema cada vez más urgente, ya que es un material que llevamos en el bolsillo: está presente en casi todos los dispositivos tecnológicos que usamos a diario.

La batería de un smartphone contiene de 5 a 10 gramos de cobalto, mientras que un automóvil eléctrico necesita varios kilogramos. Analistas de Swisse Resource Capital AG (SRC), empresa suiza de consultoría y análisis en el sector minero, avisan de que habrá un auge en la demanda de cobalto en los próximos años, que podría superar las 300.000 toneladas anuales para 2025.

En cuanto al litio, se obtiene mediante la extracción de agua salobre tras perforaciones en salares, presentes principalmente en el llamado “triángulo del litio” entre Bolivia, Argentina y Chile. El método requiere largos períodos de evaporación antes de obtener el producto final, llegando a emplear 2.000 toneladas de agua para producir tan solo una de litio.

Otra técnica implica el calentamiento de compuestos como el Spodumene, en combinación con agentes químicos específicos. La necesidad de alcanzar altas temperaturas obliga a usar combustibles fósiles, provocando la liberación de unas nueve toneladas de CO2 por una de litio. Otro factor de contaminación es el consumo de electricidad en las plantas que fabrican las baterías, responsable según un estudio del International Council on Clean Transportation de la mitad de las emisiones de gases de efecto invernadero de todo el ciclo de producción.

Alternativas posibles

La investigación está tratando de responder a estas contradicciones. Entre las tecnologías más prometedoras destaca el grafeno por sus características físicas e hipotéticas aplicaciones. Formado por una capa muy fina de átomos de carbono, combina alta conductividad y flexibilidad con un peso reducido. El resultado sería una batería ligera, capaz de recargarse en segundos a partir de uno de los elementos más comunes del planeta.

Otra opción son las denominadas pilas de combustible, que aprovechan el proceso de electrólisis combinando hidrógeno y oxígeno para proporcionar electricidad al sistema de propulsión del vehículo. En este caso, la principal ventaja es que no hay necesidad de recargar y continúan produciendo energía mientras reciben combustible. Además, dado que el hidrógeno combinado con el oxígeno produce vapor de agua, se eliminaría la contaminación de los gases de escape.

Por último, están las fuentes de energía renovables. Aptera, una startup con sede en California, ha anunciado la producción de vehículos propulsados con energía solar, por un precio de 25.900 dólares y una autonomía diaria de entre 30 y 74 kilómetros. Otras empresas europeas, como Lightyear y Sono Motors, están desarrollando conceptos similares.

Sin embargo, cada una de estas alternativas presenta limitaciones. Hasta la fecha, nadie ha logrado producir grafeno a gran escala, lo que imposibilita cualquier uso industrial. La adopción de celdas de combustión está en un nivel más avanzado, como demuestra la comercialización de modelos de Toyota y Hyundai. Sin embargo, la disponibilidad sigue siendo limitada, mientras que los automóviles que funcionan con energía solar son una innovación demasiado joven para echar raíces a corto plazo.

Muchos fabricantes continúan apostando por el litio, tratando de mejorar su rendimiento. En particular, grandes esperanzas están puestas en las baterías de estado sólido, que son más rápidas de recargar y menos expuestas al derrame de materiales tóxicos. El mayor productor de compuestos de litio, Gangfeng Lithium, ha anunciado inversiones masivas en la nueva generación de baterías, con el objetivo de iniciar la producción dentro de dos años. Sin duda, seguir invirtiendo en investigación e innovación es la única herramienta que tenemos para alcanzar la meta de una verdadera economía Net Zero.