Reciclaje de baterías de iones de litio: la limpieza de energía limpia

Con su uso prolífico en una amplia variedad de dispositivos, así como el uso creciente de la industria automotriz, la necesidad de mejorar el reciclaje de baterías de iones de litio se está volviendo crítica. Se están preparando varias iniciativas y se espera que el mercado crezca rápidamente.

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Con su uso prolífico en una amplia variedad de dispositivos eléctricos y electrónicos, así como su creciente uso por parte de la industria automotriz, la necesidad de mejorar la tasa de reciclaje de las baterías de iones de litio se está volviendo crítica. WMW analiza una serie de iniciativas en preparación, y se espera que el mercado crezca rápidamente.

Recientemente, en 2014, solo había tres megafactorías de baterías planificadas, con más de 1 GWh de capacidad de producción celular al año. Las plantas se planificaron a nivel mundial: la Gigafactory de Tesla en los EE. UU., La planta de LG Chem en Nanjing, China, y la planta de Foxconn en Anhui, China; la última nunca se construyó. Actualmente, de acuerdo con Benchmark Mineral Intelligence, 26 plantas de celdas de baterías están en producción o debido a la expansión de la capacidad. La firma, que se especializa en la evaluación de precios y el análisis de las materias primas del ánodo de litio, cobalto, níquel y grafito, explica que la capacidad combinada de estas plantas es de 344,5 GWh. Estima que el suministro global en 2017 habrá sido de alrededor de 100GWh.

Si bien los enormes volúmenes de baterías nuevas que se prevé producir en un futuro próximo no alcanzarán el final de su vida útil en los próximos años, ya lo están haciendo volúmenes significativos y crecientes. Según un análisis reciente de Creation Inn, una consultora especializada en almacenamiento de energía y economía circular, la cantidad total de litio reciclado podría llegar a 5800 a 30,000 toneladas de Equivalente de Carbonato de Litio (LCE) para el 2025. Se espera que el cobalto alcance las 22,500 toneladas. Sin embargo, el volumen de material disponible para el reciclaje es limitado debido a los sistemas de recolección pobres para baterías portátiles y buenas perspectivas de reutilización como almacenamiento a escala de servicios públicos para baterías de automóviles.

Su informe encuentra requisitos previos excelentes para un modelo circular global con baterías que se mueven del primer al segundo uso para finalmente ser recicladas en soluciones de circuito cerrado, dando vida al material viejo en baterías nuevas.

Desde la perspectiva de la materia prima, los minerales reciclados de la batería como el litio, el cobalto, el níquel y el manganeso se pueden encontrar en las baterías nuevas que ya existen. Pero, según Hans Eric Melin, consultor de Creation Inn y autor del estudio Circular Opportunities in the Lithium-Ion Industry , los volúmenes en relación con la creciente demanda de materiales son minúsculos, especialmente para el litio. Las inversiones en capacidad de reciclaje adicional y la implementación de nuevas tecnologías, junto con el aumento de precios ya abrupto para el litio y el cobalto proporcionan importantes impulsores para el cambio.

Anticipa que para 2025 la cantidad de cobalto de las baterías recicladas alcanzará casi el 20% de la demanda. Se espera que la mayor parte de esto se recicle y se vuelva a sintetizar en un nuevo material de cátodo listo para ser utilizado en los procesos de los fabricantes de cátodos chinos.

China tomando las riendas
Según el informe, se espera que más del 66% de las baterías de iones de litio, o 191,000 toneladas, sean recicladas en China, alimentando a la industria de material de baterías de rápido crecimiento del país. La proporción será aún mayor para las baterías importantes que contienen cobalto al 76% sin tener en cuenta la chatarra de producción u otras fuentes.

Melin, que ha pasado ocho años en la industria de reciclaje de baterías y más de 15 en industrias relacionadas con la energía y el medio ambiente, dice que cuando los volúmenes finalmente aumenten en Europa y América del Norte, la industria china del reciclaje tendrá una fuerte ventaja competitiva a través de pruebas tecnología y capacidad disponible.

“El reciclaje limitado de baterías de iones de litio en Europa y América del Norte tiene muy poco que ver con la falta de tecnología, pero es más bien una consecuencia de un marco de políticas que no reconoce el valor de reutilización de las baterías que actualmente las transporta al extranjero. Desde un punto de vista circular, en realidad funciona bastante bien, pero no brinda mucho apoyo a las ambiciones de los gobiernos de garantizar el acceso a materia prima crítica en la UE, EE. UU. y Canadá “, dice Melin.

Second Life
One, un factor importante que podría retrasar y restringir el volumen de baterías de iones de litio automotrices que se envían para el reciclaje de materiales, es el potencial para reutilizarlas. Según Melin, existen excelentes oportunidades para capturar una parte sustancial del mercado de almacenamiento de energía mediante la recuperación de las baterías de los vehículos eléctricos y su uso en soluciones de almacenamiento a escala de servicios públicos.

Él dice que el modelo se conecta bien con soluciones similares para el vehículo a la red en la que el vehículo se utiliza como una batería conectada a la red. El modelo también ofrece fuertes oportunidades de crecimiento a la vez que compensa los ingresos que se perderán cuando las ventas de repuestos y servicios disminuyan debido a la limitada necesidad de mantenimiento de los nuevos automóviles eléctricos. El análisis de Creation Inn anticipa que al menos el 60% de las baterías de vehículos eléctricos servirán en soluciones de segundo uso antes de enviarlas al reciclaje.

Alianza global
Cerrar el ciclo de las baterías de iones de litio no es solo un problema ambiental, sino también moral. Muchos de los materiales contenidos en estas baterías se extraen en condiciones peligrosas y sucias, a menudo por niños.

Hay enormes costos humanos y ambientales: un informe de Amnistía Internacional destaca el uso predominante del trabajo infantil en la minería del cobalto. Materiales como el litio, el níquel, el manganeso y el grafito también se han relacionado con la contaminación, la escasez de agua y otras preocupaciones ambientales y sociales.

En un intento por hacer frente a la situación, el año pasado la Cumbre del Impacto del Desarrollo Sostenible del Foro Económico Mundial vio el lanzamiento de Global Battery Alliance. Su objetivo es crear una cadena de valor responsable para el mercado de baterías de rápido crecimiento, desde la industria minera y química hasta la industria manufacturera, electrónica, automotriz y energética.

Las principales empresas tecnológicas, mineras, manufactureras, automotrices y energéticas están uniendo fuerzas con UNICEF, el Banco Africano de Desarrollo, otras organizaciones internacionales y ONG para crear un suministro mundial responsable de baterías en un mercado que valdrá $ 100,000 millones para el año 2025.

La alianza tiene la intención de salvaguardar a los trabajadores, prohibir el trabajo infantil, erradicar la contaminación, promover la reutilización y el reciclaje y desbloquear la innovación para el almacenamiento de energía verde. La organización dice que se necesita un aumento de 12 veces en la capacidad de producción de la batería para satisfacer las demandas de los consumidores y la promesa de una economía baja en carbono. Es probable que el mercado alcance los $ 100 mil millones para el año 2025 y las baterías instaladas en hogares y negocios representarán el 57% de la capacidad de almacenamiento de energía del mundo para 2040.

No tan inteligente
Según Dominic Waughray, jefe de asociaciones públicas y privadas en el Foro Económico Mundial, el costo humano es grave, y tanto las materias primas valiosas como una gran oportunidad de negocio se desperdiciarán.

“Los teléfonos pueden ser inteligentes, pero el sistema ciertamente no es sostenible. Todos los desechos electrónicos que descartamos en 2014 valían $ 52 mil millones “, dice. “Contenía 300 toneladas de oro y cantidades significativas de plata y paladio. Para obtener estos minerales y metales raros para que todas nuestras baterías de teléfonos, automóviles y cepillos de dientes funcionen de forma inteligente, muchas personas pobres están pagando un costo terrible, al igual que el medioambiente. Mantenemos un teléfono inteligente o tableta en promedio por solo 26 meses y luego lo tiramos, batería y todo “.

Benedikt Sobotka, Director Ejecutivo, Eurasian Resources Group, un importante productor de recursos naturales con operaciones mineras de cobalto en la República Democrática del Congo, concluye: “Desafortunadamente, hay casi un 100% de posibilidades de que su teléfono inteligente o vehículo eléctrico contenga cobalto proveniente de niños trabajadores en minas artesanales. Aunque crear nuevas fuentes éticas de energía ayudará, todos debemos hacer todo lo posible para acabar con el trabajo infantil “.

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