12 septiembre 2011

El desafío del reciclaje de las baterías de litio


El incremento en el precio del petróleo, la demanda por vehículos urbanos, las mega ciudades y el nuevo enfoque del transporte sostenible ha propiciado una tendencia hacia la electrificación en automoción tales como vehículos híbridos (EVs). Las estimaciones sugieren que en 2020, EVs supondrán el 7 % del mercado de transporte global. Sin embargo, existen preocupaciones relativas al suministro de elementos críticos necesarios para las baterías de estos vehículos. Hay amenaza relativa a la disponibilidad de litio necesario para la producción de estas baterías. Esta amenaza ha hecho cambiar el enfoque para asegurar el suministro continuo de materiales pensando en la reutilización y el reciclaje de las baterías. Con más del 70 % de EVs probablemente introducidos en 2015 con ión-litio (Li-ion) basado en la química de las baterías, el reciclaje del litio ha llegado a ser un tópico crucial en la industria de automoción.

Suministro del litio
Hay numerosos desafíos que probablemente impacten en el suministro de litio en el futuro. Aunque hay suficiente cantidad de recursos de litio disponibles globalmente para satisfacer la demanda, casi el 70 % de los depósitos de litio globales están encontrados en el ABC de Sudamérica (Argentina, Bolivia y Chile). Esto provoca un riesgo inherente debido a la accesibilidad de materias primas que sólo están disponibles en una región específica. La inestabilidad en la región puede en gran medida afectar al suministro y tener impacto en el precio de las baterías.
El litio también se consume en numerosas aplicaciones o sectores como la construcción, farmacéutico, cerámica y vidrio por lo que el consumo en la industria del automóvil es sólo una pequeña fracción. Hasta el presente, las baterías suponen solamente la cuarta parte del consumo actual de litio, aunque se espera alcance el 40 % en 2020. El litio constituye sólo una porción pequeña del coste de las materias primas necesarias para la fabricación de baterías.
Para asegurar los recursos de litio se están llevando a cabo iniciativas intergubernamentales. Los fabricantes de vehículos  y gobiernos nacionales están tratando el litio como una fuente de energía futura y han comenzado a fortalecer alianzas para salvaguardar sus necesidades. Toyota y Magna International – Mitsubishi han fortalecido alianzas con las compañías de exploración del litio y han invertido grandes sumas para desarrollar los depósitos de Litio de Argentina y asegurar los recursos que permitan fortalecer sus necesidades. Japón ha firmado acuerdos con el gobierno boliviano de forma que se ofrece ayuda económica a cambio de suministros de litio y otros metales raros.
El precio del litio
El litio ha casi triplicado el precio en los últimos diez años y estas alianzas tratan de reducir la competencia y controlar las fluctuaciones en los precios en el evento de un incremento significativo de la demanda. Los precios actuales oscilan entre $5.500 y $6.000 por toneladas de carbonato de litio dependiendo de la aplicación.
El suministro de litio y su precio en el futuro se espera sea impactado por numerosos factores, tales como la demanda adicional de la electrónica de consumo, relaciones geopolíticas, impacto ambiental de minería, nuevos modos de soluciones de movilidad ganan gran aceptación.
Necesidad de reciclaje
OEMs están buscando superar la dependencia del litio con la reutilización de las baterías de litio para otras aplicaciones y mediante el reciclaje de baterías después de finalizar su ciclo de vida. Sin embargo, no tiene ningún sentido económico reciclar las baterías. Las baterías contienen solamente una pequeña fracción de carbonato de litio como porcentaje del peso y no son caras comparadas con el cobalto o el níquel. El coste promedio asociado al litio en la producción de baterías de ion litio es menor al 3 % del coste de producción. El valor intrínseco en el negocio del reciclaje viene desde metales más valiosos como el cobalto y el níquel que son más caros que el litio. Debido a una menor demanda del litio y a unos precios más bajos, casi ningún litio usado en las baterías de consumo es completamente reciclado.
En litio reciclado es cinco veces más costoso que el litio producido de fuentes minerales. No es competitivo para las compañías de reciclaje la extracción de litio. Aunque el litio es 100 % reciclable actualmente no es una práctica común llevarlo a cabo. Sin embargo, con un número cada vez mayor de EVs entrando en el mercado es previsible una escasez futura quiera el reciclaje necesario para el suministro de materiales destinados a baterías.
El reciclaje en bucle cerrado, donde los materiales reciclados se venden a OEMs, se espera ayude a contener las fluctuaciones en el precio del litio.
Actualmente hay proyectos en Europa, Estados Unidos y Japón para desarrollar tecnologías de reciclaje factibles con un análisis completo del ciclo de vida del reciclaje. Entre los programas de investigación actualmente en curso podemos mencionar LithoRec y LiBRi.
Desafíos en el reciclaje
El Mercado del reciclaje de baterías está condicionado principalmente por el precio ya que la tecnología no es un factor diferenciador crítico. Todos los participantes clave implementan el mismo nivel de tecnología en sus ofertas de productos. Por lo tanto, el factor diferenciador clave es el precio, que en un ambiente competitivo reduce el beneficio para las firmas de reciclaje de baterías.
Los procesos especializados y las plantas de reciclaje a pequeña escala próximas a los fabricantes de vehículos es probable que sea la tendencia del futuro. El principal obstáculo que dificulta este tipo de proyectos es la naturaleza de las inversiones financieras requeridas por los participantes para desarrollar recogida de residuos especializados. Ya que el mercado todavía está sin explorar, los impactos específicos y el beneficio total de estas inversiones este desconocido y por lo tanto quería ambigüedad e incertidumbre a la hora de adquirir tales compromisos.
Con el reciclaje de litio aún en su infancia, no existen infraestructuras en el mundo exceptuando algunas plantas piloto que están en etapa de demostración.
La falta de estandarización en la química de las baterías y un ambiente cambiante con respecto a diferentes elementos bajo investigación para la producción de baterías distintas a las de litio hacen que el reciclaje de componentes sea incierto para los recicladores.
Bibliografía: The Lithium Battery Recycling challenge. Waste management world. July – August 2011
Palabras clave: Lithium carbonate
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