Es una de las competencias definitorias de nuestra era: los países capaces de fabricar las baterías para los autos eléctricos cosecharán décadas de ventajas económicas y geopolíticas. Hasta ahora, la única ganadora es China.
Recientemente los editores Agnes Chang y Keith Bradsher, editores del New York Times, se hicieron la siguiente pregunta: ¿El mundo puede fabricar baterías para autos eléctricos sin China? En la presente nota seguimos sus reflexiones al respecto.
A pesar de las inversiones multimillonarias de Occidente, China está tan adelantada (extrayendo minerales raros, capacitando ingenieros y construyendo inmensas gigafábricas) que el resto del mundo podría tardar décadas en alcanzarla. Incluso para 2030, China fabricará más del doble de las baterías que todos los demás países juntos, según estimados del grupo consultor Benchmark Minerals.
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Baterías de litio
Las empresas productoras de baterías de litio más grandes del mundo, con datos a 2022 provistos por Statista, son las siguientes: CATL, de China, con un 35% de participación en el mercado; LG Energy Solution, de Corea, con un 15,9%; BYD, de China, con un 11,1%; Panasonic, de Japón, con un 9,9%; SK On, de Corea, con un 6,6%; CALB, de China, con un 4,4%; Samsung SDI, de Corea, con un 3,8%.
Ahora bien, en cuanto a la capacidad instalada de manufactura de baterías de litio por país, China es la gran aventajada de acuerdo con las cifras hasta 2022. La potencia asiática concentra el 79% del total de la capacidad instalada mundial. Le siguen EEUU, con un 6,2% (menos de la décima parte de la que posee China); Hungría, con un 4%; Polonia, con un 3,1%; Corea del Sur con un 2,5%.
Pero la realidad en el detalle es mucho más explícita sobre el dominio chino. Veamos cómo este país controla cada paso de la producción de las baterías de iones de litio, desde la obtención de las materias primas hasta la fabricación de los autos, y por qué es probable que estas ventajas perduren.
Minado
Las empresas chinas tienen participaciones en productores en cinco continentes. Los autos eléctricos utilizan alrededor de seis veces más minerales raros que los convencionales debido a la batería y China decide quién recibe primero los minerales y a qué precio.
Aunque China tiene pocos yacimientos subterráneos de los ingredientes esenciales, la estrategia que ha seguido a largo plazo es pagar para tener acceso a un suministro barato y constante. Las empresas chinas, las cuales dependen de la ayuda estatal, adquirieron participaciones en empresas mineras en cinco continentes.
China posee la mayoría de las minas de cobalto del Congo, país con la mayor parte del suministro mundial de este escaso material necesario para el tipo más común de batería. Las empresas estadounidenses no han podido seguirle el paso e incluso les han vendido minas a sus pares chinas.
Como resultado, China controla el 41% de la extracción mundial de cobalto y la mayor parte de la de litio, el elemento que transporta la carga eléctrica de las baterías. El suministro mundial de níquel, manganeso y grafito es mucho mayor y las baterías solo utilizan una fracción. Sin embargo, el suministro constante de estos minerales le sigue dando una ventaja a China. Las inversiones de China en Indonesia le ayudarán a convertirse en el mayor controlador de níquel en 2027, según las proyecciones de la consultora CRU Group.
El grafito se extrae principalmente en China. Los productores estadounidenses sintetizan grafito a un costo mucho mayor. Los países occidentales también poseen minas en el extranjero e intentan alcanzar a China. No obstante, se han mostrado más reacios a invertir en países con gobiernos inestables o malas prácticas laborales. Además, han tardado en acelerar su propia producción.
Una nueva mina puede tardar más de 20 años en alcanzar su producción total. Aunque Estados Unidos está invirtiendo para explotar sus significativas reservas de litio, el proceso se ha topado con muchos problemas locales y ambientales.
Refinado
Independientemente de quién extraiga los minerales, casi todo se envía a China para ser refinado en materiales con la calidad necesaria para hacer baterías.
Una vez extraído del suelo, por lo general la mena se pulveriza y luego se trata con calor y productos químicos para aislar los compuestos minerales. El proceso es ineficiente: por cada medio kilogramo de polvo de cobalto refinado se generan unos 390 kilogramos de roca estéril.
El refinado necesita enormes cantidades de energía. Los minerales de las baterías requieren tres o cuatro veces más energía que el acero o el cobre. Por ejemplo, el tipo preferencial de litio necesita ser calentado, vaporizado y secado. Gracias al apoyo del gobierno con tierras y energía baratas, las empresas chinas han podido refinar minerales en mayor volumen y a un menor costo que todas las demás empresas. Esto ha provocado el cierre de refinerías en otros lugares.
El refinado también suele contaminar y las refinerías chinas se benefician de unas normas ambientales menos estrictas. El molido del grafito contamina el aire. Procesar el níquel genera residuos tóxicos, los cuales deben eliminarse en estructuras especiales en el océano o bajo tierra. Para los expertos, utilizar métodos más sostenibles para procesar los minerales de las baterías aumenta los costos.
En la actualidad, Estados Unidos tiene poca capacidad de procesamiento. Para construir una refinería se suelen necesitar de dos a cinco años. La capacitación de los trabajadores y el ajuste de los equipos pueden llevar más tiempo. En 2016, se aprobó la primera refinería de litio de Australia, la cual es propiedad parcial de entidades chinas, pero no logró producir litio con la calidad necesaria para las baterías hasta el año pasado.
Componentes
China se convirtió en el principal productor de baterías en parte porque descubrió cómo fabricar sus componentes de manera eficiente y a menor costo.
El componente más importante es el cátodo, el cual es el polo positivo de la pila. De todos los materiales de las pilas, los cátodos son los más difíciles de fabricar y los que requieren más energía. Hasta hace unos meses, el cátodo más común utilizaba una combinación de níquel, manganeso y cobalto, también conocidos como cátodos NMC. Esta fórmula permite que una batería almacene mucha electricidad en poco espacio, lo cual le brinda una mayor autonomía a un auto eléctrico.
China ha invertido en una alternativa más barata que ya se apoderó de la mitad del mercado de los cátodos. Conocidos como LFP (fosfato de hierro y litio), estos cátodos utilizan el hierro y el fosfato, los cuales gozan de una gran disponibilidad, en vez de níquel, manganeso y cobalto.
Para los países occidentales, el LFP es una oportunidad de sortear los cuellos de botella en el suministro de minerales. Sin embargo, China produce casi todo el LFP del mundo.
En la actualidad, Estados Unidos solo fabrica alrededor del 1% de los cátodos del mundo, todos ellos de NMC. Las empresas estadounidenses están interesadas en los LFP, pero deben asociarse con empresas chinas que tengan experiencia en su producción.
Ensamblado. China es el país con más autos eléctricos en circulación y casi todos utilizan baterías fabricadas en China. En 2015, Pekín promulgó políticas para bloquear a los rivales extranjeros y aumentar la demanda de los consumidores. Los fabricantes chinos de baterías como CATL y BYD crecieron a costa de sus competidores japoneses y surcoreanos y se convirtieron en los más grandes del mundo.
Ahora, ocho años después, el gobierno del presidente Joe Biden busca seguir una estrategia similar para fomentar el desarrollo de baterías en Estados Unidos. No obstante, en un negocio con enormes costos de capital y escasos márgenes de ganancias, las empresas chinas tienen una gran ventaja después de años de financiamiento estatal y experiencia.
El ensamblado de las baterías es complejo y técnico. Para fabricar una, los materiales del cátodo y el ánodo se adhieren a delgadas láminas metálicas de un grosor aproximado de una quinta parte del de un pelo humano. Luego se apilan con separadores, se humedecen con electrolitos y se enrollan. Todo el proceso debe realizarse en espacios donde se reduzcan al mínimo las partículas de aire y la humedad.
China puede construir fábricas de baterías por casi la mitad de costo que los países de Norteamérica o Europa, según Heiner Heimes, profesor de la Universidad RWTH de Aquisgrán en Alemania. Las principales razones: los costos de la mano de obra son más bajos y hay más fabricantes de equipos en China.
Los inversionistas estadounidenses siguen siendo precavidos a la hora de invertir en los vehículos eléctricos. Los autos tradicionales siguen siendo rentables, los trabajadores estadounidenses necesitan capacitarse en nuevas habilidades y los incentivos del gobierno estadounidense para ayudar a la industria de los vehículos eléctricos podrían desaparecer con el próximo ciclo electoral presidencial.
A pesar de las inversiones multimillonarias de Occidente, China está tan adelantada en la fabricación de baterías para autos eléctricos que el resto del mundo podría tardar décadas en alcanzarla.
(02/06/2023)
