¿Qué tan limpios están el níquel y el litio en una batería?

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El siguiente contenido está patrocinado por Wood Mackenzie.

La producción de litio (Li) y níquel (Ni), dos materias primas clave para las baterías, puede producir perfiles de emisiones muy diferentes.

Este gráfico de Wood Mackenzie muestra cómo la minería de níquel y litio puede impactar significativamente el medio ambiente, dependiendo de los procesos utilizados para la extracción.

El níquel es un metal fundamental en la infraestructura y la tecnología modernas, con usos importantes en acero inoxidable y aleaciones. La conductividad eléctrica del níquel también lo hace ideal para facilitar el flujo de corriente dentro de las celdas de la batería.

Hoy en día, existen dos métodos principales de extracción de níquel:

De depósitos de laterita, que se encuentran predominantemente en regiones tropicales. Se trata de minería a cielo abierto, donde es necesario eliminar grandes cantidades de tierra y escombros para acceder al mineral rico en níquel.

De minerales de sulfuro, que implica la extracción subterránea o a cielo abierto de depósitos que contienen minerales de sulfuro de níquel.

Aunque las lateritas de níquel representan el 70% de las reservas mundiales de níquel, los depósitos de sulfuros magmáticos produjeron el 60% del níquel mundial en los últimos 60 años.

En comparación con la extracción de laterita, la minería de sulfuros normalmente emite menos toneladas de CO2 por tonelada equivalente de níquel, ya que implica menos alteración del suelo y tiene una huella física menor:

La extracción de níquel de las lateritas puede imponer importantes impactos ambientales, como la deforestación, la destrucción del hábitat y la erosión del suelo.

Además, los minerales de laterita suelen contener altos niveles de humedad, lo que requiere procesos de secado que consumen mucha energía para prepararlos para una mayor extracción. Después de la extracción, la fundición de lateritas requiere una cantidad significativa de energía, que en gran medida proviene de combustibles fósiles.

Aunque la minería de sulfuros es más limpia, plantea otros desafíos ambientales. La extracción y el procesamiento de minerales de sulfuro pueden liberar compuestos de azufre y metales pesados ​​al medio ambiente, lo que podría provocar drenaje ácido de las minas y contaminación de las fuentes de agua si no se gestiona adecuadamente.

Además, los sulfuros de níquel suelen ser más caros de extraer debido a su naturaleza de roca dura.

El litio es el ingrediente principal de las baterías recargables que se encuentran en teléfonos, automóviles híbridos, bicicletas eléctricas y sistemas de almacenamiento a escala de red.

Hoy en día, existen dos métodos principales de extracción de litio:

Desalmuera , bombeando salmuera rica en litio desde acuíferos subterráneos a estanques de evaporación, donde la energía solar evapora el agua y concentra el contenido de litio. Luego, la salmuera concentrada se procesa adicionalmente para extraer carbonato o hidróxido de litio.

Piedra dura minería o extracción de litio de minerales (principalmente espodumena) que se encuentran en depósitos de pegmatita. Australia, primer productor mundial de litio (46,9%), lo extrae directamente de la roca dura.

La extracción de salmuera se emplea típicamente en países con salinas, como Chile, Argentina y China. Generalmente se considera un método de menor costo, pero puede tener impactos ambientales como el uso del agua, la posible contaminación de las fuentes de agua locales y la alteración de los ecosistemas.

Sin embargo, el proceso emite menos toneladas de CO2 por tonelada de carbonato de litio equivalente (LCE) que la minería:

La minería implica perforar, volar y triturar el mineral, seguido de flotación para separar los minerales que contienen litio de otros minerales. Este tipo de extracción puede tener impactos ambientales como perturbación del suelo, consumo de energía y generación de roca estéril y relaves.

Las prácticas ambientalmente responsables en la extracción y procesamiento de níquel y litio son esenciales para garantizar la sostenibilidad de la cadena de suministro de baterías.

Esto incluye implementar regulaciones ambientales estrictas, promover la eficiencia energética, reducir el consumo de agua y explorar tecnologías más limpias. Los esfuerzos continuos de investigación y desarrollo centrados en mejorar los métodos de extracción y minimizar los impactos ambientales son cruciales.

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Analizamos las emisiones de carbono de los vehículos eléctricos, híbridos y con motor de combustión a través de un análisis de las emisiones de su ciclo de vida.

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Según la Agencia Internacional de Energía, el sector del transporte depende más de los combustibles fósiles que cualquier otro sector de la economía. En 2021, representó el 37% de todas las emisiones de CO2 de los sectores de uso final.

Para obtener información sobre cómo los diferentes tipos de vehículos contribuyen a estas emisiones, el gráfico anterior visualiza las emisiones del ciclo de vida de los vehículos eléctricos de batería, híbridos y con motor de combustión interna (ICE) utilizando el Informe Pathway de Polestar y Rivian.

Las emisiones del ciclo de vida son la cantidad total de gases de efecto invernadero emitidos durante la existencia de un producto, incluida su producción, uso y eliminación.

Para comparar estas emisiones de manera efectiva, se utiliza una unidad estandarizada llamada toneladas métricas de CO2 equivalente (tCO2e), que contabiliza diferentes tipos de gases de efecto invernadero y su potencial de calentamiento global.

A continuación se ofrece una descripción general de las emisiones del ciclo de vida de 2021 de los vehículos eléctricos, híbridos y de combustión interna de tamaño mediano en cada etapa de sus ciclos de vida, utilizando tCO2e. Estos números consideran una fase de uso de 16 años y un recorrido de 240.000 km.

Si bien puede que no sea sorprendente que los vehículos eléctricos de batería (BEV) tengan las emisiones de ciclo de vida más bajas de los tres segmentos de vehículos, también podemos extraer algunas otras ideas de los datos que pueden no ser tan obvias al principio.

A medida que avanzamos hacia una economía neutra en carbono, los vehículos eléctricos con batería pueden desempeñar un papel importante en la reducción de las emisiones globales de CO2.

Sin embargo, a pesar de la falta de emisiones del tubo de escape, es bueno señalar que muchas etapas del ciclo de vida de un BEV siguen siendo bastante intensivas en emisiones, específicamente cuando se trata de fabricación y producción de electricidad.

Por lo tanto, avanzar en la sostenibilidad de la producción de baterías y fomentar la adopción de fuentes de energía limpias puede ayudar a reducir aún más las emisiones de los BEV, lo que conducirá a una mayor gestión ambiental en el sector del transporte.

Australia y Chile destacan como los mayores productores de litio, representando casi el 77% del suministro mundial.

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El litio se ha vuelto esencial en los últimos años, principalmente debido al auge de los vehículos eléctricos y otras tecnologías limpias que dependen de las baterías de litio.

El mercado mundial de baterías de iones de litio estaba valorado en 52.000 millones de dólares en 2022 y se espera que alcance los 194.000 millones de dólares en 2030.

La infografía anterior utiliza datos del Servicio Geológico de Estados Unidos para explorar los países productores de litio más grandes del mundo.

Australia y Chile destacan como los principales productores de litio, representando casi el 77% de la producción mundial en 2022.

*Los datos de producción de EE. UU. se retuvieron para evitar la divulgación de datos exclusivos de la empresa.

Australia, el principal productor mundial, extrae litio directamente de minas de roca dura, concretamente del mineral espodumeno.

Chile, junto con Argentina, China y otros importantes productores, extrae litio de la salmuera.

La roca dura proporciona una mayor flexibilidad, ya que el litio alojado en la espodumena se puede procesar en hidróxido de litio o carbonato de litio. También ofrece un procesamiento más rápido y una mayor calidad, ya que la espodumena suele contener un mayor contenido de litio.

La extracción de litio de la salmuera, por otro lado, ofrece la ventaja de menores costos de producción y un menor impacto en el medio ambiente. La siguiente imagen de Benchmark Minerals ayuda a analizar el impacto de carbono de los diferentes tipos de extracción de litio.

Dicho esto, la extracción de salmuera también puede enfrentar desafíos relacionados con la disponibilidad de agua y los impactos ambientales en los ecosistemas locales.

En la década de 1990, Estados Unidos ostentaba el título de mayor productor de litio, con más de un tercio de la producción mundial en 1995.

Sin embargo, Chile finalmente superó a Estados Unidos y experimentó un auge de producción en el Salar de Atacama, uno de los depósitos de salmuera de litio más ricos del mundo. Desde entonces, la producción de litio de Australia también se ha disparado y ahora representa el 47% de la producción mundial de litio.

China, el tercer mayor productor del mundo, no sólo se centra en el desarrollo de minas nacionales, sino que también ha adquirido estratégicamente activos de litio por valor de aproximadamente 5.600 millones de dólares en países como Chile, Canadá y Australia durante la última década.

Además, China alberga actualmente casi el 60% de la capacidad mundial de refinación de litio para baterías, lo que subraya su posición dominante en la cadena de suministro de litio.

A medida que el mundo aumenta su producción de baterías y vehículos eléctricos, se prevé que la demanda de litio se disparará.

En 2021, la producción mundial equivalente de carbonato de litio (LCE) se situó en 540.000 toneladas.

Para 2025, se espera que la demanda alcance 1,5 millones de toneladas de LCE. Se estima que para 2030 esta cifra superará los 3 millones de toneladas.

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