¿Cuál será el impacto de los coches eléctricos en las materias primas?

by Pablo Mayo on 27 septiembre, 2017
Las empresas mineras serán los nuevos jeques

Que el coche eléctrico se acerca, y será un cambio en el paradigma de la automoción, eso ya casi nadie lo niega. Pero de lo que no se habla tanto es de la influencia que tendrá sobre las materias primas que los fabricantes tendrán que adquirir, directa o indirectamente. Y es que cuando se vendan millones de eléctricos, sus componentes más importantes ya no serán el acero o el aluminio como hasta ahora. Vamos a ver en profundidad de qué materiales estamos hablando.

Ayer saltaba la noticia acerca de unas declaraciones de Arnoud Balhuizen, Director Comercial de BHP Billiton, un grupo minero. En ellas decía que, si se cumplen las previsiones de ventas de coches eléctricos, van a tener problemas en cubrir la demanda de cobre, ya que no se han descubierto nuevos yacimientos y las minas de cobre actuales ya tienen sus años. No solo eso, sino que de continuar así, el precio puede marcar máximos históricos. Veamos qué materiales se emplean.

Demanda de materiales para coches eléctricos

Cobre

El cobre, al ser empleado en los bobinados de los motores, es uno de los principales materiales en un coche eléctrico. Es evidente que, a mayor potencia, y más motores eléctricos, mayor cantidad de cobre se empleará. Según la ICA (International Copper Association), un coche normal, con motor de combustión interna, ya emplea 23 kg de cobre en su cableado. Un híbrido (HEV) emplea unos 40 kg de cobre. Un híbrido enchufable (PHEV) utilizaría hasta 60 kg de este metal. Un eléctrico puro (EV) necesitaría 83 kg de cobre, esto es, casi 4 veces más que un coche convencional. Y si nos vamos a autobuses eléctricos, la cantidad se dispara entre 224 y 369 kg.

Si cambiamos todos los coches de combustión interna por eléctricos, necesitaríamos 4 veces más cobre

Como podéis ver en las gráficas, la demanda de cobre según las estimaciones es exponencial, y proporcional a las ventas previstas de eléctricos. Es evidente que estas cifras hay que tomarlas con cautela, porque las previsiones muchas veces no se cumplen. Pero sí deben servir para estar alerta ante este cambio que se avecina. Como curiosidad, para que veáis la cantidad de cobre que lleva un motor, os dejo con la fabricación del motor del VW e-up! de 40 kW de potencia.

Los siguientes materiales de la lista, son los que componen la batería. Aquí tenemos más disparidad, debido a que la composición de los cátodos de las baterías de los diferentes fabricantes, no es siempre la misma. Aunque en estos momentos, todos tienen algo en común: el electrolito está compuesto de litio.

Tipo de cátodo Química Proporción de metales Electrolito Ejemplo
NCA LiNiCoAlO2 80% Níquel, 15% Cobalto, 5% Aluminio Litio Tesla Model S
LCO LiCoO2 100% Cobalto Litio Apple iPhone
LMO LiMn2O4 100% Manganeso Litio Nissan Leaf
NMC LiNiMnCoO2 Níquel 33.3%, Manganeso 33.3%, Cobalto 33.3% Litio Tesla Powerwall
LFP LiFePO4 100% hierro Litio Baterías de arranque

Fuente: Visualcapitalist.com

Litio

Goldman Sachs estima que, en una batería de 70 kWh de un Tesla, se emplean 63 kg de carbonato de litio (en la naturaleza se encuentra en esta forma de sal), que depurado serían unos 10 kg de litio. Para que tengamos una idea de las cifras, si damos por buenas las estimaciones de que para 2030 tendremos unas ventas de eléctricos de 20 millones, se necesitarían 1.260.000 toneladas de carbonato de litio al año; o visto de otro modo, tan solo con un aumento de un 1% en ventas de coches eléctricos, la producción de carbonato de litio debe aumentar en 70.000 toneladas.

Con semejantes cifras, es necesario aumentar la producción de esta sal, que se encuentra principalmente en Argentina, Chile, Bolivia y en menor medida, México, donde recientemente Bacanora Minerals y Hanwa han firmado un acuerdo para explotar una mina de esta sal en el estado de Sonora, produciendo 35.000 toneladas anuales, que venderán muy probablemente a Tesla y su Gigafactoría.

Demanda de materiales para coches eléctricos

Debido a su demanda el LCE (Lithium Carbonate Equivalent) ha aumentado su precio considerablemente. Os dejo una gráfica con sus estimaciones, sacada de visualcapitalist.com.

Cobalto

Debido a que la densidad energética de las baterías de cobalto es mayor, este es nuestro siguiente elemento de la lista. Este metal es empleado en un 50% para las baterías, según se estima, y su principal productor es el Congo con un 65% del total, aunque también se produce en Canadá, China, Rusia, Australia y Zambia en menor medida, siendo Glencore la empresa de mayor producción con 28.000 toneladas al año. De hecho, Congo ha recortado su producción, provocando un alza en los precios (al estilo OPEP), y ya se están viendo los primeros síntomas de que la demanda es mayor a la oferta. Según Reuters, el grupo Volkswagen está buscando firmar un acuerdo de 10 años desde 2019, para asegurar las provisiones de cobalto para sus coches eléctricos, donde prevé desembolsar unos 50.000 millones de euros, a cambio de garantizar el suministro.

Volkswagen I.D. BUZZ concept

Volkswagen i.d. BUZZ Concept

Níquel, manganeso, aluminio y grafito

Estos materiales que quedan, ya no resultan tan críticos, puesto que no se emplean en gran proporción en baterías, y teóricamente hay abundancia de ellos en el mercado. Gracias a eso, sus precios también son contenidos, por lo que a priori, no representan un problema a la hora de ver el impacto del coche eléctrico sobre ellos. Eso sí, el mercado de níquel parece que puede doblarse de aquí a unos años, siendo Canadá uno de los principales productores de esta materia prima.

Acero y PGM

O Platinum Gold Metals, empleados para la fabricación de catalizadores, y el acero pueden ser los damnificados de este cambio. Cada vez más se emplea el aluminio en los chasis de los coches (por no hablar de los CFRP), por lo que el consumo del acero continúa cayendo. Y evidentemente un coche eléctrico no emplea catalizador, por lo que la producción de estos metales para automoción va a ser completamente nula de aquí a unos años. En los coches eléctricos es importante el uso de materiales compuestos para compensar el sobrepeso de las baterías, y un ejemplo perfecto de esa filosofía es el BMW i3:

BMW i3

Las previsiones

Finalmente, os dejo con una gráfica que representa el aumento de la demanda de materiales, si cambiásemos todos los vehículos de combustión interna, con base a los materiales del Chevrolet Bolt. Como podéis ver, el mayor incremento es en litio, seguido de cobalto, tierras raras y grafito. A propósito de tierras raras, como el neodimio, empleado fundamentalmente en motores de imanes permanentes, ha dejado de ser un problema en el mundo de la automoción, porque los fabricantes tienden a usar motores AC de inducción de 3 fases, como Tesla, donde no se requieren imanes para su funcionamiento.

Tampoco tenemos que perder de vista las nuevas tecnologías en baterías, que actualmente están en desarrollo, y que podría hacer variar esa lista de materiales, como las baterías de sodio, por ejemplo; y echar por tierra todas las previsiones de los grupos mineros.

En definitiva, cambiar toda una industria tan importante y masiva como la automoción a nivel mundial, va a tener consecuencias y desafíos para los fabricantes y proveedores de materia prima, al tener que hacer frente a una demanda mucho mayor que hasta ahora. ¿Será el carbonato de litio el nuevo petróleo?

  • Hector Daniel Oudkerk

    Estará Argentina preparada para el boom del Litio ..? Creo que llega en buen momento para ser Arabia y no Venezuela.

  • Jose manuel Perez Salcedo

    Hace nada un redactor vuestro defendia lo contrario una vez que mencioné la posibilidad de que esta situacion ocurra. Pero claro, es un gurú del vehículo hibrido y electrico, asi que tuve que callar. Ya iremos viendo

    • http://www.javiercostas.com/ Javier Costas Franco

      Recuerdo tu comentario. Me reafirmo en lo dicho: https://www.quora.com/Is-the-Earths-lithium-production-and-availability-enough-to-produce-80-million-electric-cars-a-year-Are-we-moving-from-scarce-fossil-fuel-resources-to-scarce-lithium-resources

      El litio es el 33º elemento más disponible en la Tierra, sin contar el que hay en el mar, ni el que se puede reciclar. Antes de que eso sea un problema, ya se usarán otros electrolitos, esta gente trabaja con mucha anticipación en todo. Te recuerdo lo que dice mi compañero: “Tampoco tenemos que perder de vista las nuevas tecnologías en baterías, que actualmente están en desarrollo, y que podría hacer variar esa lista de materiales, como las baterías de sodio, por ejemplo; y echar por tierra todas las previsiones de los grupos mineros”.

      No, no llegará un día en el que alguien diga “se nos ha acabado el material x” porque ya se habrá buscado durante mucho tiempo una alternativa. Está claro que los coches eléctricos tendrán consecuencias en el mundo de la minería, pero tanto como arramplar con todas las existencias de un único mineral… no caerá esa breva.

      • Jose manuel Perez Salcedo

        La cuestión es que ahora ha habido guerra por el petroleo. Luego la habrá por el litio, el cobre, etc… Y con el tiempo, descubrirán que también resultará nocivo para el humano y la naturaleza la utilización de estos materiales (ya pueden ir diseñando una buena red de gestión de residuos). En resumen, que es muy cool a dia de hoy satanizar la gasolina, pero unos años lo sera satanizar todos estos materiales.

        • http://www.javiercostas.com/ Javier Costas Franco

          Antes habrá guerras por agua potable, no por minería de ese tipo.

          El reciclaje de estos coches está prácticamente garantizado, hace años que más del 85% del automóvil debe ser completamente reciclable. Las baterías, dado el valor de sus materiales, serán totalmente recicladas, pero antes se emplearán en usos menos exigentes como acumuladores domésticos de energía renovable o energía nocturna a menor precio. No tengas en cuenta la vergüenza de los barcos que sueltan chatarra en la costa de África para que la gente pobre haga “reciclaje” con sus propias manos. La industria del automóvil está mucho más vigilada que la electrónica.

          Si nadie se pone a abrir una batería a martillazos no hay ningún problema de salud que deba preocuparnos, tampoco los campos magnéticos de los motores. El único riesgo está para mecánicos no cualificados que toquen lo que no han de tocar sin la debida formación.

  • FGA

    En su momento el petróleo fue lo que hoy estos minerales.
    Creó que el mayor desafío está en la racionalidad y el reciclaje de las materias primas.
    Las marcas deberán cambiar la forma de comercio, dando ciclos más largos a sus vehículos, los consumidores tenemos la responsabilidad de entenderlo.
    Sds

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