La industria del reciclaje de baterías de vehículos eléctricos (VE) aún está en pañales, ya que la mayoría de los VE llevan en la carretera menos de cinco años. Pero para el año 2040, podría haber aproximadamente 200.000 toneladas métricas de baterías de iones de litio que habría que eliminar, reciclar o reutilizar.
Sin un reciclaje sólido, el mundo se enfrenta a un problema altamente tóxico. Con ello, los beneficios medioambientales de los vehículos eléctricos aumentan aún más.
Tabla de contenidos
La importancia del reciclaje de las baterías de los vehículos eléctricos
Las baterías de iones de litio son el componente clave de un vehículo eléctrico. Son el componente más caro de los vehículos eléctricos y requieren una cadena de suministro que puede tener costes para los derechos humanos y el medio ambiente.
Aunque los vehículos eléctricos no emiten gases de efecto invernadero durante su funcionamiento, el proceso de fabricación puede contribuir hasta un 25% de las emisiones totales de calentamiento global en el ciclo de vida del vehículo.
Mantener las baterías de iones de litio fuera de los vertederos es esencial debido a su toxicidad e inflamabilidad. El reciclaje y la reutilización de las baterías de los vehículos eléctricos pueden contribuir en gran medida a reducir la necesidad de nuevo litio, cobalto y níquel. La extracción de estos materiales tiene un impacto negativo en el medio ambiente y en las comunidades locales, incluida la contaminación del suelo, el aire y el agua.
Desafíos del reciclaje
La química de las baterías de los vehículos eléctricos varía de un modelo a otro. Aunque las baterías de iones de litio se utilizan comercialmente desde 1991, la tecnología sigue cambiando rápidamente, pero el aspecto que tendrán las baterías de los VE en 2030 es una cuestión abierta.
Otro reto es la gran cantidad de formas que tienen las baterías. A diferencia de las baterías normales, las baterías de los vehículos eléctricos no tienen tamaños y formas uniformes. Más bien, las celdas individuales de las baterías se organizan en módulos que a su vez se organizan en un paquete sellado con pegamentos casi irrompibles.
Con tantos factores de forma diferentes, desmontar y reciclar cada uno de ellos puede llevar horas, lo que eleva el coste de los materiales hasta el punto de que actualmente es más barato para los fabricantes comprar materiales nuevos que reciclados.
Reutilizar antes de reciclar
Las baterías pierden aproximadamente un 2,3% de su capacidad energética anualmente, por lo que una batería de 12 años podría tener un 76% de su capacidad de almacenamiento original.
El almacenamiento de energía, que es una industria en auge, puede reutilizar estas baterías después de que el propio vehículo eléctrico haya llegado al final de su vida útil. Pueden utilizarse como dispositivos de almacenamiento de energía en residencias, como almacenamiento a escala de servicios para proporcionar resistencia a la red eléctrica, o incluso para alimentar robots. La reutilización puede duplicar la vida útil de las baterías, momento en el que se pueden reciclar.
El proceso de reciclaje de las baterías de los vehículos eléctricos
Actualmente, el reciclaje de las baterías se realiza de una en una. Primero hay que romper las colas de los paquetes para acceder a las celdas individuales. A continuación, las celdas pueden quemarse o disolverse en un charco de ácido, produciendo un bulto de materiales carbonizados o un lodo de materiales potencialmente tóxicos.
La quema requiere enormes cantidades de energía, mientras que el uso de disolventes supone riesgos para la salud. Otros métodos menos dañinos o que requieren menos energía, como el uso de agua, están todavía en fase de investigación y desarrollo. En la actualidad, el simple desmontaje manual produce una tasa mayor (80%) de recuperación de materiales que el fuego o los disolventes.
Los recicladores extraen el valioso cobalto y el níquel de las pilas, ya que el litio y el grafito son demasiado fáciles de conseguir. A medida que surgen nuevas químicas, especialmente las que pretenden reducir el uso del cobalto, puede perderse una de las principales fuentes de ingresos de los recicladores. Otra fuente de ingresos en el proceso de reciclaje puede ser reciclar el ánodo y el cátodo de una batería intactos, en lugar de descomponerlos en los materiales que los componen.
Políticas para el reciclaje de baterías de vehículos eléctricos
Ya existe una amplia legislación que cubre la fabricación, el uso y el reciclaje de las baterías de iones de litio. Se puede ampliar fácilmente para que las baterías de los VE formen parte de una economía circular.
Etiquetado
El etiquetado es clave para un reciclaje eficaz. La mayoría de los paquetes de baterías de vehículos eléctricos no contienen información sobre la química del ánodo, el cátodo o el electrolito, lo que significa que los recicladores no saben nada.
Al igual que el código de identificación de la resina (el número dentro del triángulo) en los plásticos, las etiquetas de contenido en las baterías permitirán clasificarlas y procesarlas mecánicamente, reduciendo los costes y mejorando las tasas de reciclaje.
La Sociedad de Ingenieros de Automoción, con sede en EE.UU., que estableció normas para la infraestructura de carga de las baterías, también ha recomendado el etiquetado.
Normas de diseño
Para muchos productos, las consideraciones sobre el final de la vida útil recaen en el consumidor, no en el fabricante. Incorporar normas de diseño en el proceso de fabricación es difícil en una industria naciente y disruptiva como la de los vehículos eléctricos.
Sin embargo, las normas de diseño acabarán por surgir mediante una regulación gubernamental o desde la propia industria. Ya forman parte con éxito de los esfuerzos de reciclaje en mercados maduros como el del aluminio, el vidrio, los catalizadores de los coches y las baterías de plomo.
Co-ubicación
Las baterías son pesadas y caras de transportar, por lo que producirlas cerca de los centros de fabricación de automóviles es otra consideración.
Cerrar el círculo
El reciclaje de las baterías de plomo-ácido debería ofrecer a los fabricantes de baterías para VE, a los recicladores y a los responsables políticos un modelo a imitar. Actualmente se reciclan entre el 95 y el 99% de las baterías de plomo-ácido, en gran parte porque están hechas de una mezcla estándar de materiales encerrados en una sola caja.
Con la mejora de las tecnologías y una mejor coordinación de todo el ciclo de vida de las baterías de iones de litio, la Unión de Científicos Preocupados predice que Estados Unidos puede reducir su dependencia de la demanda de recursos extraídos de fuentes extranjeras entre un 30% y un 40% para 2030.
Cerrar el círculo entre la fabricación y el reciclaje de las baterías de los VE hará que los vehículos eléctricos sean una alternativa aún más sostenible que los coches de gasolina.