El reciclaje de baterías de litio: una opción de inversión

Están surgiendo empresas que apuestan por dedicarse en exclusiva a esta actividad, como la canadiense Li-Cycle

El número de automóviles eléctricos (EV) en circulación está aumentando significativamente y las previsiones apuntan a que las ventas globales de este año superarán los cinco millones de vehículos (incluyendo los híbridos), hasta alcanzar los 66 millones en 2040

Las mejoras en las baterías de iones de litio, tanto a nivel técnico como en precio, son parte del éxito. En 2011, el coste de una batería era de 900 dólares por kWh, mientras que en 2020 se ha reducido a 137 dólares por kWh. Para satisfacer la demanda creciente, ya están en fase de operación o proyecto diversas iniciativas a gran escala (gigafactorías), principalmente en EEUU, China o Europa.

No obstante, las baterías de litio pueden morir de éxito. Por un lado, el futuro crecimiento no será sostenible si no se reciclan eficientemente, tanto desde el punto de vista ecológico como económico y, por el otro, componentes como el litio o el cobalto están aumentando de precio y su oferta es limitada. Como referencia, se estima que se requiere una tonelada de litio para producir 90 coches eléctricos.

La batería puede representar hasta el 30% del coste de un EV y cuando hay que sustituirla supone un gasto considerable en mantenimiento. Es precisamente en este momento del ciclo de vida de la batería cuando se aprecian varias alternativas y un sustancial margen de mejora.

La primera opción es la mejor: repararla en un centro especializado, una operación que debería ser aceptable a un 20%-35% de su coste. Hay baterías que pueden tener miles de células internas y se trataría, por ejemplo, de cambiar selectivamente las defectuosas. En este sentido, en el futuro se requerirán más talleres especializados.

Cuando la reparación no es viable, quizá exista una segunda oportunidad en otras aplicaciones. Por ejemplo, si aún es posible almacenar una sensible cantidad de energía (un 70% de su carga nominal, por ejemplo), una opción razonable sería utilizarla en aplicaciones estáticas, menos exigentes en ratios energía/masa y ciclos carga/año. En este caso, pueden reutilizarse como acumuladores de soporte en parques eólicos, huertos solares, torres de comunicación o en la propia red eléctrica.

Finalmente, cuando se pierde la funcionalidad de la batería, interesa reciclar sus componentes. En esta fase, la ecología y la posibilidad de extraer valor son aspectos fundamentales. Un factor esencial es conseguir recuperar los metales más preciados, como el litio o el cobalto, para reutilizarlos en nuevas baterías.

Actualmente, están surgiendo algunas empresas que apuestan por dedicarse exclusivamente a esta actividad. Una referencia es la canadiense Li-Cycle, líder en recuperación de litio en EEUU y con planes de expansión para Europa y Asia. La estrategia de la compañía pasa por lo que denomina spoke & hub.

Los spokes son centros de recolección y preprocesado para baterías usadas, con la finalidad de obtener un producto intermedio denominado masa negra. Las baterías de litio pueden ser inflamables, por lo que durante el proceso se inyectan gases para evitar la combustión. Además, utilizan un sistema semiautomatizado que separa distintos componentes, para ser enviados directamente a otras compañías de reciclaje (plásticos, aluminio, cobre, etc). Estratégicamente, los spokes están ubicados en zonas cercanas a las fábricas de automóviles y de baterías. Se nutren de acumuladores usados y de las mermas de litio procedentes de las fábricas de baterías (se estima un 10%).

En cualquier caso, esta masa negra es lo que tiene más valor potencial, por lo que se trasporta a un de centro de reciclado y posproceso (hub), que atiende a una amplia área geográfica. Hasta ahora, una práctica extendida en la industria era utilizar un proceso pirometalúrgico, introduciendo la masa negra en un horno, para después recuperar el cobalto, un metal muy preciado. Desafortunadamente, el litio, el grafito o el niquel no podían separarse de forma efectiva.

Li-Cycle apuesta por recuperarlos y utiliza un proceso hidrometalúrgico, que trata la masa negra sin aplicar alta temperatura, aislando litio, grafito y otros componentes mediante ácidos y disolventes (lixiviación). Este proceso de lixiviación tiene el inconveniente de que consume energía eléctrica y genera agua residual. Pero la energía puede ser verde y el agua tratada. Según Li-Cycle, el resultado global es satisfactorio y se consigue reciclar hasta un 95% de los componentes de la batería. Otras empresas del sector utilizan procesos mixtos pirohidro u otras alternativas de recuperación.

Los spokes se despliegan con facilidad por la geografía, ya que la compañía fabrica estos módulos completos de preprocesado en Ontario. En cuanto a los hubs, ya dispone de dos en operación y otros tantos en construcción. Su expansión es escalable y se prevé alcanzar en 2024 una capacidad de hasta 25.000 toneladas de litio recuperado al año.

Li-Cycle ya cotiza en la Bolsa de Nueva York (vía SPAC) y tiene un modelo de negocio enfocado exclusivamente al reciclaje de baterías. Disponen de un amplio portafolio de propiedad intelectual y tiene firmados contratos con distintos fabricantes de automóviles y baterías.

Como aspectos positivos que impulsan este mercado de reciclaje, hay que destacar los cambios legislativos que se materializarán a corto y medio plazo, muy exigentes para EV y baterías. Algunas de las previsiones para el mercado global de reciclaje de baterías de litio apuntan a un crecimiento de 20% anual entre 2021 y 2030. Las amenazas para empresas como Li-Cycle pueden venir de otras compañías similares (Reedwood Materials, Primobius, etc) o de fabricantes de baterías, algunos de ellos dispuestos a implantar plantas de recuperación en sus propias instalaciones.

En cualquier caso, el mayor desarrollo del mercado de reciclado y recuperación de los componentes de las baterías de litio es imprescindible para conseguir una economía circular.

Actualmente, Li-Cycle no genera beneficios, pero está previsto que en tres años supere su umbral de rentabilidad. Puede ser una inversión atractiva, pero su recorrido es escaso hasta el momento. Tienen una previsión de crecimiento de los ingresos de 83% por año, pero habrá que seguir los resultados financieros de Li-Cycle para saber si sus expectativas se materializan en un futuro.

Xavier Alcober Fanjul es Ingeniero consultor