EL ROL ESENCIAL QUE CUMPLE EL LITIO PARA EL DESARROLLO DE LA ELECTROMOVILIDAD

Las ventas de autos eléctricos han aumentado considerablemente en los últimos años, lo que ha incrementado la demanda de uno de sus elementos clave para la producción de baterías: el litio. Este elemento químico tiene ventajas sobre otros que ya han sido probados: una alta densidad energética en poco volumen y poco peso, lo que lo hace ideal para la autonomía de los vehículos. “Creemos que el mercado del litio crecerá al menos un 30% este año”, asegura Javier Silva, gerente de Sostenibilidad y relacionamiento comunitario de SQM.

La electromovilidad está avanzando. La necesidad de encontrar alternativas con bajas o nulas emisiones que ayuden a mejorar el panorama global del cambio climático y así comenzar a dejar atrás los combustibles fósiles ha tomado cada vez más relevancia en el último tiempo. Basta con ver cómo ha aumentado progresivamente la demanda de vehículos eléctricos, que representan la mejor manera de reducir el impacto medioambiental.

En el mundo, el aceleramiento ha sido frenético. En 2021, según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), se vendieron 6,6 millones de unidades, el doble de lo que se vendió un año antes, llegando así a cerca de 16,5 millones de vehículos eléctricos en el mundo.

De este fenómeno también ha sido parte Chile. En mayo, según cifras que entrega la Asociación Nacional Automotriz de Chile (ANAC), se vendieron 759 vehículos electrificados, un aumento de 344% en comparación al mismo mes del año pasado. En estos cinco primeros meses de 2022, se vendieron 2.538 unidades de vehículos eléctricos, híbridos, híbridos enchufables y microhíbridos.

El desarrollo de este mercado va de la mano con un elemento químico en particular: el litio. ¿La razón? Este es uno de los principales componentes de las baterías que ocupan los automóviles eléctricos. No porque su presencia sea masiva, sino por sus propiedades que lo posicionan en un rol clave. “Una batería de litio tiene sólo entre un 2% y un 10% de este mineral”, explica Javier Silva, gerente de Sostenibilidad y relacionamiento comunitario Salar de SQM. Eso sí, agrega que “el mercado del litio ha sido y sigue siendo muy dinámico, con un crecimiento continuo en los últimos años, asociado principalmente a la electromovilidad y a las ventajas medioambientales frente a los combustibles fósiles”.

¿Cómo funciona una batería y qué hace allí el litio? Álvaro Videla, académico del departamento de Ingeniería de Minería de la UC, explica que, “las baterías están compuestas de un ánodo, desde donde salen los electrones, y un cátodo, que los recibe. Los iones de litio se mueven de un punto a otro a través de un medio que se conoce como electrolito, produciéndose así la diferencia de potencial que produce la corriente. Cuando se carga la batería, los iones de litio se vuelven a mover, pero ahora desde el cátodo al ánodo”.

Pero la elección de este elemento no es antojadiza. Los especialistas subrayan que hay factores esenciales para que el litio sea el más eficiente a la hora de producir baterías y así hacer de los vehículos eléctricos una mejor alternativa.

“El litio está presente porque es el ion que facilita esa transferencia electrónica. Uno podría buscar otros materiales, pero la gran ventaja del litio es que tiene una alta densidad energética en poco volumen y poco peso. Eso es vital para la autonomía de un vehículo. ¿Te imaginas si hubiese que cargar el vehículo con algo que pesa mucho? Así se gastaría toda la energía en mover precisamente lo que estoy usando para obtener energía”, ilustra el docente de Ingeniería de Minería de la UC.

Por eso, el gerente de SQM refuerza la idea diciendo que “la gran ventaja del litio es que facilita una mayor densidad energética, lo que es indispensable para el desplazamiento y la autonomía de los vehículos”.

Hay otros elementos que juegan a su favor, como por ejemplo que se puede descargar y cargar muchas veces sin afectar su capacidad inicial de forma tan notoria como otras baterías. El docente de la UC explica que, por ejemplo, se puede someter una batería de litio a 200 ciclos y no le va a pasar nada. “La capacidad que tenía el producto nuevo va a ir perdiéndose muy lentamente. Eso también le da una ventaja, porque significa que tiene una larga duración, que permite un número importante de ciclos antes de que la batería se degrade como en otros elementos, como pasa con el celular que, después de un año y medio la batería va muriendo”.

Entendiendo el litio

El litio es un elemento químico que se encuentra en distintos lugares, pero no de forma libre como, por ejemplo, el cobre. “Es uno de los más pequeños, está justo debajo del hidrógeno en la tabla periódica y tiene una carga eléctrica de estado de oxidación. Este elemento entrega siempre un, el más externo, pues tiene la facilidad para eso”, enseña Álvaro Videla, profesor de la UC.

Este comportamiento de alta conductividad eléctrica, por cierto, lo distingue de otros elementos químicos. De hecho, Videla explica que se han evaluado muchos elementos de la tabla periódica que están en el mismo lugar del litio: “Hay elementos que se comportan muy similares, como el magnesio o el sodio, que están en el mismo sector, al lado. Todos esos fueron evaluados en su momento y todos entregan menos densidad energética que el litio y menos resistencia en su almacenamiento inicial”.

¿Qué significa eso? Que aguantan menos número de ciclos antes de degradarse, y que guardan mucha menos energía por gramo, como las baterías de sodio. Entonces, para alcanzar un rendimiento similar al del litio, el académico señala que “habría que duplicar o triplicar el peso de la batería, por lo tanto, disminuiría en esa misma línea la autonomía. Lo mismo pasa con los ciclos”.

Hay distintas formas de encontrar litio. En el caso de Chile, uno de los países con mayores reservas de este mineral en el mundo, este elemento se encuentra en las salmueras que están en los salares en forma de cloruro de litio, el que se extrae, se procesa y se genera carbonato de litio o hidróxido de litio, que son las formas en que se venden a los fabricantes de baterías. Así también funcionan Argentina y Bolivia, que también tienen depósitos relevantes.

No es la única forma en la que se encuentra. También se presenta en pegmatitas, como es el caso de Australia, otro de los principales productores de litio en el mundo que lo extraen a través minas. La otra forma es en rocas sedimentarias.

El acelerado crecimiento

La demanda de litio ha crecido considerablemente con los años. Aunque, según Videla, esto responde a la utilidad que se la ha dado a este metal. “En el año 2000 estábamos hablando de una producción de 35 toneladas de carbonato de litio equivalente (LCE), que es la medida en la que se transa en el mercado, y su principal uso era para tratamientos de acero”, afirma.

Ahora, en cambio, su uso ha dado un giro sustancial. Según datos de la Comisión Chilena del Cobre, se utilizaron 142.850 toneladas de LCE especialmente para la fabricación de baterías para vehículos eléctricos. Este crecimiento ha posicionado a Chile como uno de los principales referentes en cuanto a su explotación. Videla explica que “el carbonato de litio estaba dominado por Chile hace unos diez años atrás, pero la situación ha ido cambiando y ha ganado espacio Australia en la producción”.

“A diferencia de la industria en Australia, en que desde el espodumeno (mineral portador de litio) se obtiene litio que es refinado en Chile. SQM no exporta ‘concentrados’ o productos intermedios, sino que produce en Chile y exporta al mundo productos de muy alto valor agregado que nos permite estar a la vanguardia en mercados sumamente competitivos. En el litio, además de exportar carbonato de litio, SQM es la única empresa en Chile que produce hidróxido de litio, elemento clave para las baterías y la electromovilidad”, subraya Javier Silva, gerente de Sostenibilidad de SQM.

Ahora, Chile tiene una ventaja respecto del país oceánico producto de la forma en la que se encuentra el elemento químico. Álvaro Videla explica que al sacarse del cloruro líquido que está en los salares, no se necesitan hacer explotaciones de mineras, ni tronaduras ni transportes como sí necesita Australia. “Se necesita bombear una salmuera y de ahí procesarla. Eso es una ventaja en términos de costos”, indica.

Altas expectativas para el futuro

Por la misma razón que el volumen de ventas de vehículos eléctricos ha aumentado en los últimos años, las proyecciones respecto del litio van en la misma dirección. Javier Silva, gerente de Sostenibilidad de SQM así lo refrenda: “Creemos que el mercado del litio crecerá al menos un 30% este año. Un indicador que respalda este fuerte crecimiento de la demanda es que las ventas de vehículos eléctricos en China durante el primer trimestre de 2022 fueron un 125 % más altas que las reportadas durante el mismo período de 2021″.

Aun cuando durante las últimas semanas algunas regiones del gigante asiático han vuelto a tomar medidas de confinamiento, afectando así algunas etapas de la cadena de suministro de vehículos eléctricos, la mirada positiva no se aleja del análisis de Silva. “En SQM estamos aumentando nuestra capacidad y nuestros planes de crecimiento. Creemos que los volúmenes de ventas en 2022 superarán las 140.000 toneladas métricas”, proyecta.

Álvaro Videla, por su parte, calcula que hay cerca de dos mil millones de autos en el planeta, de los que apenas 16 millones son eléctricos. Por lo mismo, asegura que el margen de crecimiento es enorme, entendiendo que “si queremos transformar los vehículos de diésel a eléctricos, la electromovilidad sería gigantesca. Sabemos que no hay futuro con el petróleo, que el mundo debe abandonarlo y pasar a nuevas tecnologías: así como la electricidad para los autos, hidrógeno para los motores de alta potencia y energías renovables no convencionales para la generación eléctrica”.

Respecto de la demanda, Silva asegura que lo que esperan para 2022 son aproximadamente de 650 mil a 700 mil toneladas anuales. La cifra es mayor para 2025: “Proyectamos que para ese año la demanda supere el millón de toneladas. Cuando hablamos de demanda de químicos de litio -que es lo que exporta SQM- la mitad de esa demanda se concentra en China, que es el principal comprador vinculado principalmente a la electromovilidad. Es un desafío para países como Chile la participación en esos mercados que son exigentes y están en permanente expansión”.

El desafío de la sostenibilidad

Así como la producción nacional tiene una ventaja, también representa un desafío más grande en cuanto a la sustentabilidad del proceso, pues este implica un alto uso de agua durante la cadena. “Hay una restricción, porque afecta al balance hidrogeológico del valle. Si estoy sacando mucha salmuera, estoy secando el valle. El Salar de Atacama –en los alrededores se extrae– está en el desierto más seco del mundo y nadie se asustaría si se hiciera más seco, pero la realidad es que tiene pequeños espacios de vida que aún subsisten, ecosistemas pequeños que se deben cuidar”, detalla el profesor de la UC.

Por lo mismo, aunque se quiera explotar en mayor cantidad, se debe cumplir la normativa medioambiental.

El gerente de Sostenibilidad de SQM hace énfasis al respecto. “A fines de 2020 presentamos un robusto programa de sustentabilidad porque nuestro objetivo es transformarnos no solo en líderes en costos de producción, sino que sumar a lo anterior los mejores estándares mundiales en sustentabilidad en producciones de nitrato, sales solares, yodo y litio”, afirma. Adicionalmente, indica que “participamos en industrias que apoyan la sustentabilidad a nivel mundial, tales como la energía solar y las baterías eléctricas, y por lo tanto es fundamental que nuestros productos cumplan altos estándares de sustentabilidad”.

En términos de números, asevera que durante 2021 redujeron en un 28% las emisiones de carbono por tonelada en comparación al año anterior, lo que en el área del litio se traduce en una reducción de un 27% en el consumo de agua.