Baterías: reciclar o reutilizar, el dilema medioambiental de los eléctricos

Como cualquier tecnología disruptiva que se abre paso en el mercado, el «boom» de los coches eléctricos está encontrando algunos problemillas que tanto los fabricantes como las administraciones públicas está tratando de prevenir. Uno de ellos es el de las baterías de los vehículos: el uso de menos minerales ya considerados estratégicos, su reciclaje y la reutilización para alargar la vida útil de estas maquinarias representan el empeño del sector. Incluso, en el seno de la UE se creó a finales de 2017 la Alianza Europea de las Baterías para posicionar al continente a la cabeza en producción de nuevas baterías y plantarle cara a Asia. Según datos de la Agencia Internacional de la Energía, los modelos eléctricos ocupan un 1% de la flota a nivel global y si se quieren alcanzar los acuerdos internacionales en materia de emisiones éstos han de copar un 14% del tráfico rodado para 2030 (se tiene que vender un 40% más cada año de aquí a entonces).

Si el mercado crece, el reciclaje debe mejorar su desarrollo a nivel industrial y estandarizarse; entre otras razones porque ahora cada marca aplica sus propios métodos y porque los volúmenes de baterías ahora mismo resultan anecdóticas.

Además, también hay que asegurarse ciertos suministros. El cobalto, unos de los minerales que contienen las baterías, ya se ha ganado la definición de cuello de botella del eléctrico. Un reciente estudio del Joint Research Center, afirma que la producción actual será insuficiente a partir de 2020. Eso supone que se triplicará la necesidad de este elemento: si en 2007 la producción mundial alcanzaba las 160.000 toneladas y satisfacía el 65% de la demanda mundial, en 2030 su necesidad superará en 64.000 toneladas la oferta. Hay que recordar que este mineral se extrae principalmente en la República Democrática del Congo y China. El mercado es bastante claro cuando habla y, desde 2015, el precio del mineral se ha triplicado. En 2018 estaba a 70.000 euros la tonelada.

Por todo esto, o se reutiliza dicho material o se buscan alternativas sin cobalto. De los seis tipos de acumuladores que se fabrican, todos menos dos utilizan el preciado mineral. “Se las conoce como baterías de litio, porque este elemento es transversal, pero además puede contener níquel, manganeso y óxidos de aluminio, entre otros. Sin embargo, el cobalto es el oro de la máquina. Los nuevos desarrollos intentan independizarse de él y sustituirlo con aire o con azufre”, explica Juan Manuel Pérez, técnico de Envirobat. La empresa está montando en España la que será la primera planta de reciclaje de baterías de coche eléctrico. Ahora mismo, en sus instalaciones (reciclan pilas y otros) rara vez se ven baterías de coches eléctricos, pero hay que recordar que las ventas actuales de éstos en Europa alcanzan las 50.000 unidades anuales. El otro factor determinante es la vida útil de dichos acumuladores; se miden en ciclos de carga-descarga y están entre los 10.000 ciclos. Suficiente para aguantar la de un coche estimada en unos 10-12 años.

Los procesos de reciclaje básicamente consisten en un tratamiento pirometalúrgico, es decir, en aplicar calor a altísima temperatura, entre 1.000-1.400 grados (con un alto gasto energético equivalente al de otros sectores industriales como el siderúrgico, y que en este caso compensa por el precio del cobalto en el mercado) y el hidrometalúrgico, que se basa en la aplicación de químicos para deshacer y separar los metales. En general, se utiliza una mezcla de ambos. “Faltan estadísticas oficiales, pues estos acumuladores están incluidos en el epígrafe de baterías industriales. Ahora mismo, la Directiva 2006/66 está siendo revisada para adaptar la normativa y corregir cosas. Por ejemplo, la inclusión de litio como material a reciclar porque en Europa no se está haciendo. La norma indica la necesidad de que se recicle el 45% de las baterías industriales y que la eficiencia en el proceso sea del 50%. Ésta se obtiene diviendo el peso de la batería, hasta 400 kilos, entre los kilos total de lo que se saca para reutilizar”, explica Pérez.

Las baterías, como las pilas, funcionan porque existe un cátodo, electrodo positivo, y un ánodo o electrodo negativo. La diferencia es que las de los coches se pueden recargar. Una reciente publicación de un grupo de investigación de la Universidad de Carnegie Mellon (EE UU) en «Nature Sustainability» sugiere la posibilidad de no utilizar ni químicos ni calor para reciclar de forma menos agresiva. Su idea: extraer directamente el cátodo, donde se encuentran los materiales preciosos. “Enfocamos nuestro análisis en formulaciones específicas de iones de litio que son más comunes en los vehículos eléctricos de hoy en día y descubrimos que para los cátodos que contienen metales como el níquel, el manganeso y el cobalto, el reciclaje directo de cátodos puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas. La fabricación de baterías nuevas a partir de estos materiales deberían ser económicamente más competitivos que la fabricación tradicional de nuevos cátodos”, explicaba su principal autora en el “paper”. “Hay patentes e investigación, pero esta idea de los cátodos supone mucho trabajo. Cada batería lleva 10-20 módulos y en estos hay 20-30 celdas, cada una con su cátodo y su ánodo. Veo complicado que la idea pueda llevarse a cabo”, opina Pérez.

Alargar su vida útil

Nadie duda de la necesidad de reciclar para evitar nuevas extracciones; ahora bien, antes de llegar al reciclado (visto que falta desarrollo industrial), se puede hacer mucho con esta «pila». ¿Cómo? Alargando su vida útil en otras aplicaciones. Un usuario de coche puede usar el vehículo eléctrico hasta que sólo pueda hacer diez km, pero lo normal es que lo deje cuando llega al 80% de sus prestaciones, esto es en una década más o menos. Las actuales duran unos 10.000 ciclos de carga y descarga, pero ya hay muchos trabajos en los que se doblen los ciclos de vida útil», afirma Carlos Álvarez, profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Valencia. Cuando ya son inservibles para el coche, se pueden utilizar en aplicaciones que no necesitan tanta densidad de energía, como por ejemplo para acoplar a un sistema doméstico de autoconsumo y almacenar lo que produzcan los paneles fotovoltaicos. “Habrá que ver, porque hay estudios que afirman que este será el verdadero mercado y otros que no. Si el precio del cobalto sigue tan alto, igual lo de alargar la vida útil no merece tanto la pena”, matiza Pérez.