17 de julio de 2017. Instalaciones de SQM en el Salar de Atacama. Foto: Juan Carlos Recabal

Proyección del litio en electromovilidad y almacenamiento energético

La demanda por baterías de ion-litio es uno de los factores propulsores para los futuros escenarios de este recurso dentro del sector.

*Por Ignacio Cembrano, periodista de Revista ELECTRICIDAD.

El año 2018 comienza con un escenario de demanda creciente en baterías de ion-litio para electromovilidad. En almacenamiento energético a gran escala, también se consideran soluciones para utilizar este tipo de baterías en el sistema eléctrico. Según expertos, la proyección para Chile es auspiciosa para generar e integrar estos productos en base a litio, pero no sin retos en ambos mercados.

“El hecho de que Chile ofrezca alternativas de acceso económicamente atractivas al recurso litio no implica que el país pueda llegar a ser competitivo, a nivel mundial, en la manufactura de celdas o baterías de litio”, asegura a este medio Marcos Orchard, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile e investigador del Centro de Energía de la misma casa de estudios.

“El hecho de tener litio en casa claro que ayuda, pero solo es una parte de la ecuación y no es un factor decidor”, agrega el experto.

A través de las empresas SQM y Albemarle, actualmente desde Chile se vende el mineral procesado para que posteriormente las compañías compradoras que poseen capacidad industrial puedan generar celdas o baterías, o incluso, algunas de ellas dedicadas a la fabricación de vehículos eléctricos llegan a integrar esas baterías en sus automóviles.

La Corporación de Fomento de la Producción (Corfo), en tanto, estableció nuevos contratos para exigir cuotas de producción a SQM y Albemarle, y a la vez, promovió mediante licitación, el ingreso de empresas con capacidad de generar productos con valor agregado en base al litio. En este sentido Corfo aprobó las propuestas de tres empresas para industrializar el litio en el norte de Chile, en el marco de la Convocatoria de Valor Agregado de Litio, impulsada por esta entidad e InvestChile. Las compañías seleccionadas fueron Molymet, Samsung SDI Co. Ltd. y Posco, y Sichuam Fulin Industrial Group Co. Ltd.

[VEA TAMBIÉN: Corfo selecciona a tres empresas para industrializar el litio en el país]

Pero, ¿existirá la capacidad para que Chile efectivamente se convierta en un país líder en la generación de productos con baterías de ion-litio? ¿Cómo se integrarán estos productos en el mercado nacional?

Valor agregado en electromovilidad
El economista y especialista en litio, Juan Carlos Zuleta, explica a Revista ELECTRICIDAD que durante los últimos dos años “ha aumentado entre un 40 y 56% la venta de automóviles eléctricos en los puntos focales de demanda considerando a China, Europa y Estados Unidos, lo que ha sido un crecimiento inesperado”.

Según Corfo, para 2035 habrá 140 millones de vehículos eléctricos a nivel mundial.

En la escala de valor agregado, el organismo estatal considera que la cadena comienza con el procesamiento del material básico y continúa con la manufactura de componentes activos e inactivos, lo que cuadruplica el valor del producto. Posteriormente, se sitúa a la producción de celdas de baterías que aumenta 14 veces el valor. El siguiente nivel implica el ensamblaje de las celdas y la integración de un sistema de control térmico de la batería para evitar los accidentes de “thermal runaway”, que pueden implicar un incendio de la batería.

Con esta última manufacturación, se generaría un aumento de 20 veces el valor inicial del litio con el procesamiento básico del mineral. La fase final que considera Corfo es la integración de baterías a vehículos eléctricos que aumentaría 100 veces el valor del proceso inicial. Hoy desde Chile, solo se vende el mineral en la fase inicial de la cadena.

Según Marcos Orchard, el nicho donde Chile podría jugar un rol relevante es en el empaquetamiento de baterías.
El experto afirma que existe una oportunidad concreta para la generación de mayor valor agregado en el desarrollo de configuraciones personalizadas de packs de baterías, adaptados a requerimientos específicos que establezca cada cliente, en contraposición a fabricar celdas de litio estándares, integrando además los sistemas de seguridad y monitoreo de temperatura correspondientes.

Orchard dice que para generar verdadero valor agregado “se requiere manufactura inteligente y realizar grandes inversiones, por lo que el tema no se limita solamente a asegurar acceso económico a recursos naturales. Deben incorporarse sistemas de monitoreo con tecnología 4.0, sistemas de ensamblaje y líneas de producción de alto nivel para generar productos basados en acumuladores energéticos, de modo de promover la penetración de soluciones de electromovilidad”.

El economista Juan Carlos Zuleta expone que hay que avanzar en proyectos relativamente pequeños y de acuerdo con la dimensión del mercado. Los países de Latinoamérica deben empezar por lo básico en la cadena de valor energética del litio, primero con cátodos, luego con baterías y finalmente con vehículos. En ese sentido, el experto asegura que se deben proyectar estrategias en el mediano y largo plazo.

Zuleta agrega que el nivel de demanda de vehículos eléctricos en el parque automotriz latinoamericano aún es baja en relación a otros continentes como Europa, Asia y Norteamérica, debido a la falta de información, pero existe una demanda potencial del vehículo eléctrico que dependerá de las políticas públicas que adopten los gobiernos.

Baterías de ion-litio de Engie Laborelec en Bruselas, Bélgica. Foto gentileza Engie Laborelec.

Baterías de ion-litio de Engie Laborelec en Bruselas, Bélgica. Foto gentileza Engie Laborelec.

Proyecciones
El jefe de la División de Prospectiva y Política Energética del Ministerio de Energía, Javier Bustos, explica a este medio que “la Comisión Nacional de Energía, en su plan de expansión de la transmisión, ha considerado el uso de almacenamiento energético como parte del sistema para transmitir energía pero aún no se ha escogido un tipo de almacenamiento en particular”. Entre esas tecnologías podrían estar las baterías de litio.

La empresa Engie Laborelec está involucrada en proyectos de almacenamiento a gran escala con baterías de ion-litio, como por ejemplo en Arica Parinacota.

Sebastián Michels, ingeniero de dicha compañía explica que “las aplicaciones de baterías a gran escala en el Sistema Eléctrico Nacional van a seguir proliferando, principalmente para entregar flexibilidad a la operación del sistema, donde las baterías tienen una posición ventajosa para la entrega de ciertos servicios complementarios, por ejemplo el control rápido de frecuencia”.

Como antecedente favorable para el litio, el sistema de baterías desarrollado por Tesla en Australia logró enfrentar variaciones de hasta 560 megavatios de caída energética con éxito. También se destaca el proyecto Almacena en España con una batería con forma de prisma de ion-litio, con una potencia en torno a 1 MW y una capacidad de al menos 3 MWh.

Sin embargo, el investigador del Centro de Energía, Marcos Orchard dice que, “cuando hay problemáticas asociadas a almacenamiento energético que no involucren movilidad, las baterías de plomo ácido siguen siendo una opción económicamente adecuada. La ventaja de los acumuladores energéticos basados en litio es que el tamaño de la batería resulta ser mucho menor. Lo anterior es crítico en electromovilidad”.

Un vehículo Tesla Modelo S, por ejemplo, cuenta con una batería de 45 kilos, un peso escaso para sus más de 2.000 kg. El bus K9 de la marca china BYD, cuenta con una batería de 241 kilos, mientras que el peso vacío del vehículo es de 13.300 kg.

En el proyecto Almacena en cambio, el sistema de almacenaje está dispuesto en un contenedor de 16 metros de largo que contiene 30 bastidores con celdas de baterías, lo que implica un mayor volumen y peso en relación con la electromovilidad.

Juan Carlos Zuleta asegura a este medio que sistemas en base a magnesio, sodio y pilas de hidrógeno también se suman como posibilidades factibles en los próximos 15 años en este mercado, lo que podría desplazar al litio como opción de almacenamiento a gran escala.

Recuadro 
El nuevo acuerdo de Corfo
Con el acuerdo de conciliación Corfo-SQM, vigente hasta 2030, el organismo estatal calcula un aumento de producción de 45.000 toneladas de carbonato de litio a 216.000 toneladas para 2025 y un aporte de 7.000 millones de dólares.

Esta ganancia es posible calculando un costo de US$10.000 para el litio en grado batería, vale decir, con celdas ensambladas para ser vendidas a distintos fabricantes que integren dichas baterías a sus productos.

“Es un crecimiento muy significativo, eso nos permite darle una señal al mundo, junto con el acuerdo que hemos llegado previamente con Albemarle, de que Chile tiene vocación de liderazgo en la revolución de la electromovilidad”, aseguró el vicepresidente de Corfo, Eduardo Bitran.

Recuadro 
Sustentabilidad de las baterías
Desde el punto de vista de la sustentabilidad, para Marcos Orchard, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile, resulta relevante desarrollar y estudiar opciones de segunda vida para las baterías de ion-lito utilizadas en automóviles. Las flotas de vehículos eléctricos en el futuro generarán baterías degradadas tras su uso y en vez de desecharlas, existen posibilidades de entregarles una segunda vida para otras aplicaciones de carácter doméstico, como por ejemplo, proveer energía eléctrica en casas.

Esto ha llevado a generar proyectos a nivel de academias para encontrar soluciones sustentables como es el caso de la Universidad de Nottingham en el Reino Unido y el Centro de Energía de la Universidad de Chile.

“No puede ser que después nos llenemos de baterías en desuso y degradadas que van a generar tanta o más contaminación ambiental que la que prometía eliminar el litio como una solución a los combustibles fósiles”, explica el investigador.