La sostenibilidad de las baterías de litio

Ago 19, 2019
La sostenibilidad de las baterías de litio

Una de las grandes preocupaciones que existe alrededor de la generación de energía es su efecto contaminante. No solo en la propia fase de generación en sí, sino durante la extracción de los recursos naturales y materias primas que sirven como combustible.

Por ejemplo, es bien sabido que la extracción de carbón, uranio, petróleo y gas de la Tierra tiene un impacto ambiental de grandes dimensiones, acelera los efectos del cambio climático y, tristemente, desencadena múltiples conflictos geopolíticos y armados alrededor del mundo.

Si nos fijamos, en el otro lado de la balanza, los actuales sistemas de acumulación de energía solar –baterías de litio- generada mediante placas fotovoltaicas también necesitan recursos naturales. Analicémoslo.

La materia prima imprescindible para la fabricación de las células solares es el silicio y para las baterías el litio. Son materiales que, una vez extraídos y procesados, solo son necesarios una vez. Esto se debe a que su ciclo de vida es mucho mayor en comparación con los combustibles fósiles como el petróleo y el carbón que deben estar disponibles sin interrupción en todo momento. Por este motivo, las cantidades de producción y los impactos asociados en la naturaleza son exponencialmente mayores que los relativos al silicio y al litio.

El silicio y el litio son materiales de gran abundancia en nuestro planeta. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre después del oxígeno y el litio también se está extrayendo en montañas de mineral. El productor mundial de litio en la actualidad es Australia. Incluso ya se ha descubierto que puede obtenerse del mar.

Fabricación de baterías de litio

Las baterías sonnen utilizan únicamente fosfato de litio y hierro, son de la tipología LiFePO4 y el dato importante que hay que retener es que no utiliza cobalto en ningún momento en su composición. Como sí es el caso de las baterías NMC (litio-níquel-mangneso cobalto) y las NCA (litio-níquel-cobalto aluminio).

El cobalto es a día de hoy un codiciado objeto de deseo y se concentra en territorios muy concretos de Argentina, Bolivia, Chile y, especialmente, la República Democrática del Congo. El país africano atesora la mitad de las reservas mundiales de cobalto y las agencias internacionales de derechos humanos –UNICEF- ya han denunciado la explotación laboral infantil y en condiciones de semi-esclavitud de las personas que trabajan en sus minas.

Además, hemos de tener en cuenta que estudios independientes han concluido que las sonnenBatterie LiFePO4 son mucho más duraderas –vida útil de 15 a 20 años- que las tecnologías NMC y NCA. Es decir, las sonnenBatterie garantizan 10.000 ciclos de carga, 25 veces más que la batería de un smartphone. Las tecnologías que duran más tiempo deben reemplazarse con menos frecuencia y, por lo tanto, requieren menos recursos naturales.

Una vez descartado el cobalto, volvamos al litio. Una batería LiFePO4 contiene solamente de un 1% a 1,5% de litio en su composición. Si tenemos en cuenta que un módulo solar de 2 kWh LiFePO4 es capaz de acumular durante su vida útil 250 kWh con solamente 125 g de Litio la diferencia es concluyente. El carbón necesita 1.200 kg para producir la energía equivalente.

Pero eso no es todo. Según un informe de la prestigiosa Universidad Landshut de Ciencias Aplicadas un tanque de almacenamiento de iones de litio tiene un reembolso ecológico de alrededor de 8 meses, es decir, ha ahorrado la emisión de más CO2 del necesario para su producción.

Reciclaje y reutilización de los materiales de las baterías de litio

Centrémonos ahora en el reciclaje y la reutilización de los materiales de las baterías de litio. La primera consideración es que el proceso industrial de reciclaje de las baterías de litio se está estandarizando, un proceso que asegurará la reutilización de la mayoría de las materias primas. Por ejemplo, las Instalaciones de Redux Recycling GmbH en Bremerhaven (Alemania) ya son capaces técnicamente de reutilizar el 70% de las materias primas de las baterías de iones de litio por año y reciclar más de 10.000 toneladas. La compañía belga Umicore también puede reciclar alrededor de 7.000 toneladas de baterías de ion-litio por año. Esto corresponde a alrededor de 250 millones de baterías de teléfonos inteligentes.

Dado que, como hemos visto, el porcentaje de litio en las baterías de tipología LiFePO4 es muy minoritario no es económica ni medioambientalmente sostenible reciclarlo, pero, en caso necesario, ya puede extraerse a partir de un proceso industrial, según Umicore (empresa multinacional líder de tecnología de materiales centrada en el refino y el reciclaje de metales preciosos y la manufactura de productos especializados de materiales).

En cambio, los recursos que se están reciclando desde hace tiempo son el cobre y el aluminio -utilizados como conductores o carcasas para baterías recargables- y, en el caso de las baterías de fosfato de litio y hierro utilizadas por sonnen, el hierro.

No olvidemos que tan importante es la sostenibilidad y el respeto al medio ambiente logrado por la generación eléctrica de los sistemas solares con acumulación como la producción de las materias primas que la hacen posible.

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