Julio, 2017Redacción: Mariana Pernas

La nueva potencia del litio

By Federico Mazzella Julio, 2017
Home  /  Ideas de Integración  /  La nueva potencia del litio
Redactor: Mariana Pernas
Categorías:
  Ideas de Integración n251

Imprimir este artículo

El desarrollo de la electrónica móvil presiona sobre la industria de baterías de litio. Los proyectos que desarrollan Chile, la Argentina y Bolivia, donde se concentran las reservas mundiales de ese mineral.

La masiva adopción de equipos de electrónica móvil estimuló el desarrollo de la industria de baterías, que busca mayor eficiencia, rendimiento y reducción de costos. La demanda de autonomía y potencia se acelera con el uso smartphones, tabletas y notebooks, aunque también presionan los requerimientos de la robótica móvil terrestre y aérea. Otros factores que dinamizan aún más a este mercado son la transición hacia el transporte eléctrico -automóviles, buses, motos o bicicletas- y la necesidad de almacenamiento de energía solar y eólica.

Convertidas en un estándar, las baterías de ion-litio hoy son una tecnología madura que comenzó a comercializar Sony en 1991. Según estima la consultora Allied, el mercado mundial de este producto alcanzará US$ 46.210 millones en 2022, con una acentuada incidencia de la industria de electro movilidad. En el primer tramo de la cadena de valor, la demanda global de litio este año alcanzará las 188.000 toneladas, de acuerdo con la firma especializada SignumBox. Para 2035, proyecta un escenario conservador en torno de las 610.000 toneladas de carbonato de litio (la mitad se destinará a producir baterías), pero sus estimaciones más optimistas sitúan la demanda en 1,2 millón de toneladas.

El abastecimiento de litio se ha convertido en una prioridad para las empresas de tecnología y terminales automotrices, a tal punto que el precio de la tonelada en el mundo subió entre 40% y 60% desde 2015, pero trepó un 300% sólo en China, según un reporte de este año que elaboró del Departamento de Investigación Geológica de Estados Unidos.

El impacto en la región es considerable, ya que más de la mitad de las reservas mundiales de litio se concentran en los salares de la Argentina, Chile y Bolivia. En esos países actualmente hay distintas iniciativas destinadas a incrementar la producción y exportación de la materia prima, atraer inversiones, introducir métodos de extracción sustentables e instalar fábricas de ensamblado de baterías.

La producción de baterías de ion-litio está concentrada en China, Corea, Japón y Estados Unidos, con jugadores globales como Panasonic, Samsung, LG, Sanyo, Sony y CATL, entre otros, que comienzan a establecer alianzas estratégicas con las compañías de exploración para asegurarse la provisión del mineral. Un protagonista es, sin duda, la fabricante de autos eléctricos Tesla, que (asociada con Panasonic y tras una inversión de US$ 5.000 millones) instaló una fábrica de celdas de baterías en Nevada, Estados Unidos, principalmente para alimentar al Model 3, que lanzará a finales de este año. La Gigafactory, como se denomina a esta planta, producirá anualmente 500.000 baterías.

La fabricación de autos eléctricos es el gran dinamizador. “La batería de un Tesla tiene tanto litio como 17.000 celulares”, grafica Ernesto Calvo, investigador del Conicet de Argentina y director del Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (Inquimae) de la Universidad de Buenos Aires y Conicet. De acuerdo con la consultora Roland Berger, los países que lideran las ventas de autos híbridos y eléctricos son China, Estados Unidos, Francia, Alemania y Japón, alentados por los subsidios y regulaciones de sus gobiernos. Sólo en China, el año pasado se vendieron 350.000 vehículos de ese tipo; este país, además, se fijó la ambiciosa meta de concentrar el 20% del mercado de autos eléctricos para 2025, y de entre el 40% y 50% para 2030.

¿Podrá abastecer esta demanda la producción de litio y la fabricación de baterías? “Por las expectativas que genera el desarrollo de autos eléctricos, se construyeron muchas fábricas de producción de celdas para baterías en el mundo, pero no acompañaron las inversiones en explotación, por lo cual actualmente hay una brecha entre la producción de la materia prima y la demanda para fabricar baterías. De hecho, el país que más crece en producción de carbonato de litio es la Argentina, que lo hace al 16%”, expresa Daniel Barraco, director del Laboratorio de Energías Sustentable (LaES) en la Universidad Nacional de Córdoba.

¿Cómo puede insertarse América Latina en esta industria? “Se trata de un mercado emergente, una ventana de oportunidad. Podemos participar desarrollando o atrayendo inversiones para instalar las fábricas de celdas de baterías destinadas a la industria automotriz: América Latina va a necesitar una Gigafactory para abastecer a su mercado interno y a las automotrices radicadas en la región”, sostiene Jaime Alee, ex director del Centro de Innovación de Litio de la Universidad de Chile y creador del start-up Elibat. “Pero además, en los próximos cuatro o cinco años crecerá la demanda de servicios relacionados con las baterías para autos, bicicletas, buses y motos eléctricos: soporte técnico, monitoreo, mantenimiento y estaciones de carga. Y se abrirá una nueva cadena de componentes y piezas para la industria de vehículos eléctricos, que requiere otro tipo de servicios. En Chile, por ejemplo, hay un plan de electro movilidad en Santiago, por el cual se van a incorporar 100 buses eléctricos. Eso implica un desafío, ya que será una de las principales flotas de este tipo en el mundo y que inicia un cambio de paradigma de transporte.”

 

Energía limpia

 

“Por ser el metal más liviano y por ser un elemento muy electropositivo, el litio es ideal para almacenar electricidad en forma química”, escribe Ernesto Calvo en una publicación. Pero advierte que “la posibilidad de vehículos eléctricos de gran autonomía dependerá del desarrollo de baterías de ion litio, litio-aire, litio-azufre, etc”. ¿Cuáles son los desafíos que enfrenta la industria?

El problema es que las actuales baterías tienen un alto costo (aproximadamente US$ 10.000) y brindan hasta 150 kilómetros de autonomía a un vehículo. Por eso, la actividad de I+D de universidades y empresas en el mundo se enfoca a desarrollar las baterías de litio-aire, que podrían competir con la nafta o el gasoil. “Hay que diferenciar entre las baterías de ion-litio que usamos en celulares y laptops, y las avanzadas de litio-aire que son las únicas que tienen la densidad de energía de los combustibles fósiles y que se necesitan para alcanzar más de 200 kilómetros de autonomía en un auto eléctrico -explica Calvo-. Sin embargo, aún no hay modelos comerciales y se investiga en la estabilidad de sus componentes, su pérdida de capacidad con el número de ciclos.”

El Inquimae también investiga sobre esta innovación.  “Estamos en la etapa de laboratorio, se deben resolver muchos problemas técnicos para recién poder llegar al mercado -explica Calvo-. El litio-oxígeno es una tecnología nueva y estamos estudiando la electroquímica fundamental, porque el problema que tiene esta batería es que después de varios ciclos pierden capacidad.”

El equipo de investigadores que lidera Calvo creó un nuevo método de extracción de litio sustentable -no genera evaporación y pérdida de agua-, más rápido y alternativo a las tecnologías que se emplean actualmente. “Si aumenta la demanda de litio y se producen, por ejemplo, 100.000 toneladas, se multiplica el impacto en el medioambiente”, fundamenta. Por ese desarrollo -que ha sido patentado-, en junio ganó el concurso internacional Bright Minds Challenge, que otorga la empresa DSM. Los próximos pasos son estudiar la electroquímica de ese proceso y desarrollar la ingeniería, que se realizará con la ayuda de 500 horas asesoramiento especializado que donarán las empresas organizadoras del certamen. “Nuestro objetivo es establecer una planta piloto para extraer 100 kilos por día de carbonato de litio y así demostrar que nuestro método es viable industrialmente. Luego, se necesitarán inversiones para seguir escalándolo”, dice Calvo. El consorcio que lleva adelante este proyecto está integrado por la UBA, Conicet y la Universidad Nacional de Jujuy.

Con salares activos en las provincias de Catamarca, Salta y Jujuy, mediante la radicación de nuevas inversiones y proyectos, la Argentina apuesta a triplicar su actual capacidad de producción de litio -de 35.000 toneladas anuales- para 2021. Las exportaciones ascenderían a US$ 800 millones. En este contexto, las empresas estatales Y-Tec y Jujuy Energía y Minería (Jemse), junto con la italiana FIB-FAAM (SERI Group), este año firmaron un convenio para instalar una planta de fabricación de celdas de baterías en la localidad de Perico. El proyecto demandará una inversión de US$ 49 millones en doce meses. Según informó el gobierno provincial, el objetivo es agregar valor a la producción local de este material. Para el desarrollo de tecnología, la planta trabajará junto con el Instituto del Litio que depende de la Universidad Nacional de Jujuy y del Conicet.

Otro país que apuesta a la industrialización del litio es Bolivia, que tres años atrás puso en marcha una planta piloto de ensamblado de baterías, que fue desarrollada “llave en mano” por una empresa china. Allí, los profesionales bolivianos están aprendiendo a utilizar esa tecnología.

Agregar valor

Chile también se está preparando para abastecer los crecientes requerimientos mundiales de litio. “Según nuestros estudios de prospectiva, la electro movilidad tendrá una explosión a nivel mundial a propósito de los acuerdos de París sobre Cambio Climático, pero también por la preocupación del gobierno de China por la gran contaminación en sus principales ciudades y su manera de abordarlo a través de transporte eléctrico, que usa baterías de ion-litio”, razona Eduardo Bitrán, vicepresidente de la Corporación de Fomento de la Producción (Corfo), que lanzó una convocatoria internacional para atraer inversiones destinadas a industrializar el litio. Según el funcionario, otras tendencias que alimentan la demanda son la evolución hacia las baterías de estado sólido -más eficientes y seguras que las actuales- y el uso de fuentes de energía renovable -como la solar y la eólica- que necesitan baterías estacionarias de almacenamiento para resolver los problemas de intermitencia.

Para Chile, la demanda mundial de litio es una oportunidad para incrementar sus exportaciones y diversificar la economía mediante el desarrollo de actividades que agreguen valor a esa materia prima. Con esa meta, la Corfo e InvestChile en junio pasado cerraron la convocatoria para que empresas locales e internacionales presenten proyectos de inversión destinados a industrializar carbonato de litio y desarrollar otros materiales complementarios; tras la firma de un acuerdo específico, la compañía Albemarle -que opera el Salar de Atacama- proveerá hasta el año 2044 el 25% de su producción de litio a un precio preferencial para estas actividades.

Se recibieron doce propuestas de empresas como la belga Unicore y la coreana Samsung, entre otras, que están siendo analizadas en función de distintas variables económicas, técnicas y de trazabilidad ambiental. En agosto se darán a conocer los proyectos precalificados, que para finales de año deberán entregar una oferta vinculante con garantía de ejecución y que deberá ser aprobada en enero de 2018. “Las propuestas se orientan a la fabricación de cátodos y materiales para cátodos -componentes de las baterías-, para ensamblar baterías de litio y para desarrollar baterías de iluminación LED”, comenta Bitrán. “La idea es que se radique la producción en Chile porque tenemos los insumos críticos y la energía eléctrica solar, a precios muy convenientes.”

“Hicimos la convocatoria para atraer empresas que puedan agregar valor al litio y desarrollen otros insumos complementarios que tiene el país, como el cobalto y el fosfato, para así poder llegar al mercado mundial por lo menos con cátodos para poder avanzar en la cadena de valor”, explica Bitrán. “Si se cumplen nuestras proyecciones, que también involucran incentivos para la explotación de nuevos salares y lograr mejorar en la eficiencia y la producción de los que actualmente están en actividad, para 2035 Chile podrá exportar 500.000 toneladas de litio por aproximadamente de US$ 8.000, incluyendo los productos con valor agregado. El litio así se convertirá en el segundo sector de exportación de Chile.”

this post was shared 0 times
 000