La batería de iones de litio ya ha reconfigurado la forma en la que vivimos al permitir la proliferación de teléfonos móviles y tabletas. Ahora, la tecnología está ayudando a impulsar la electrificación del transporte y la transición hacia las energías renovables. De hecho, la batería de iones de litio se ha vuelto un elemento tan vital para el progreso tecnológico que en 2019 sus inventores recibieron el Premio Nobel de Química.
La cúspide del auge de la batería
Sachin Pimpalnerkar, Global Segment Manager for Renewables, KanthalDesde la década de 1990, el crecimiento en la producción de baterías de iones de litio se vio impulsado por la creciente demanda de productos electrónicos de consumo portátiles, como teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles. Sin embargo, si bien este seguirá siendo un segmento importante, el desarrollo de vehículos eléctricos ha provocado un aumento en la demanda de baterías. La Comisión Europea ha estimado que el mundo tendrá entre 50 y 200 millones de automóviles eléctricos para 2028, frente a 4 millones en 2018, y hasta 900 millones de vehículos para 2040.
Además, la transición a fuentes de energía renovables aumentará la demanda de baterías de iones de litio para almacenamiento. Dado que la energía solar y eólica son fuentes intermitentes, no son tan fiables como los combustibles fósiles. Sin embargo, al proporcionar la capacidad de almacenamiento, las baterías de iones de litio podrían hacer que la energía renovable sea mucho más fiable y viable.
Las baterías de iones de litio son un enorme facilitador tecnológico, y esto va a impulsar un enorme crecimiento en la capacidad de fabricación, especialmente en Europa.
«Las baterías de iones de litio son un enorme facilitador tecnológico, y esto va a impulsar un enorme crecimiento en la capacidad de fabricación, especialmente en Europa», explica Sachin Pimpalnerkar, director del segmento internacional de energías renovables de Kanthal.
Obtener más por menos
Además de aumentar la capacidad de producción, hay otras dos áreas clave en las que los fabricantes de baterías deben centrarse: mejora continua de la densidad energética de las baterías y drásticas reducciones de costes.
«Los vehículos eléctricos actuales tienen un rango de conducción limitado, tardan demasiado en recargarse y los costes siguen siendo demasiado altos», comenta Pimpalnerkar. «Prácticamente entre el 30 y el 40 por ciento del coste de un automóvil eléctrico está en la batería misma. Sin embargo, la densidad energética está mejorando, lo que significa que se puede obtener más energía en el mismo espacio y el precio disminuye continuamente. En algún momento, en el futuro cercano, será comparable a un motor de combustión».
Entre 2010 y 2023, se prevé que el coste promedio de un paquete de baterías de iones de litio se reducirá de 1160 USD por kilovatio-hora a cerca de solo 100 USD/kWh. Las proyecciones actuales apuntan a que para 2024 el precio del kWh podría caer por debajo de los 100 dólares, que es el punto en el que los vehículos eléctricos logran la paridad con el motor de combustión interna tradicional.
Expansión de la producción
Para satisfacer esta demanda, la producción actual tendrá que crecer exponencialmente durante los próximos años. Según Wood MacKenzie, una firma global de investigación y consultoría, se prevé que la capacidad acumulada de las baterías de iones de litio aumente más de cinco veces, hasta los 5500 GWh, entre 2021 y 2030. Mientras tanto, se espera que la capacidad de China en 2023 alcance los 800 GWh.
Esto tendrá un efecto dominó sobre la demanda de materias primas.
Las nuevas tecnologías para la extracción y las fuentes de suministro pueden llenar el vacío, según un estudio de McKinsey & Company. Es probable que una cartera de proyectos introduzca nuevos participantes y zonas geográficas en el mercado, como Europa del Este, México, EE. UU. y Canadá, pero también ubicaciones que normalmente no se asocian a la minería de litio: Siberia, Tailandia, Reino Unido y Perú.
Según el estudio de McKinsey, el desarrollo tecnológico, como la extracción de litio de las aguas residuales de los yacimientos petrolíferos, podría ser una nueva fuente. Del mismo modo, los nuevos métodos para procesar el litio directamente como producto, llamado tecnología DLP, podrían tener un impacto significativo en el suministro si demuestran su validez.
Mientras tanto, se espera que el reciclaje de baterías aumente durante la década actual, pero en niveles bajos. Para 2030, se prevé que este suministro secundario represente alrededor del 6 por ciento de la producción total de litio.
«A medida que se dispara la demanda de baterías de iones de litio rápidamente, productores de litio de todo el mundo están invirtiendo en refinerías de litio nuevas y mejoradas con un impacto ambiental mínimo», afirma Pimpalnerkar. «En cuanto a los procesos de calentamiento involucrados en la extracción de litio, el desafío, como con todos los procesos industriales de producción a alta temperatura, es minimizar las emisiones de CO2 y otros gases nocivos, como NOx, y maximizar la eficiencia energética y la productividad, todo esto al mismo tiempo que se garantiza un resultado consistente y de alta calidad. Aquí es donde entran en juego los sistemas de calentamiento eléctrico de Kanthal».