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Las siete vidas de las baterías del coche eléctrico

¿Dónde irán a parar las baterías de los coches eléctricos una vez amortizadas? ¿Quién se encargará de reciclarlas para evitar que contaminen? Estas y otras preguntas parecidas han dado forma a una de las leyendas negras del automóvil electrificado: el reciclaje de sus pilas puede ser una bomba de relojería que acabe anulando las ventajas ambientales de estos modelos. Además, han servido de gasolina para alimentar las críticas y argumentos de los detractores del coche de baterías.

En realidad, estas cuestiones se rebaten con dos respuestas muy sencillas. La primera es que el elevado valor económico de los módulos de baterías de los coches eléctricos, incluso al final de su vida útil, evitará que se desechen como chatarra. De hecho, hay ya un buen número de empresas desarrollando negocios basados en su segunda vida.

La otra es que, incluso al final de esa prórroga vital, el alto precio de algunas de las materias primas que se utilizan en su fabricación, como el cobalto y el níquel, entre otras, hará más rentable su recuperación que adquirir esos costosos materiales en el mercado. El beneficio económico, además, aumentará a medida que la certificación de la huella ambiental se generalice entre las compañías que participan de la extracción de las materias primas o en la producción de las baterías que las utilizan. Y es que algunos fabricantes de automóviles se han propuesto como objetivo la neutralidad de las emisiones de CO2 de sus vehículos eléctricos en todo su ciclo vital. A continuación te mostramos siete de los posibles usos de estas baterías recicladas en los que están trabajando los fabricantes automovilísticos junto con otras empresas del sector.

1. Más de 160.000 kilómetros garantizados

Los fabricantes garantizan las baterías de sus coches eléctricos durante unos ocho años y entre 160.0000 y 180.000 kilómetros según la marca. Y aseguran su sustitución si antes de esos límites reducen su capacidad de almacenamiento por debajo del 70%, lo que equivale en la práctica a perder un 30% de la autonomía. Es decir, en un coche con 400 kilómetros de rango, se sustituirían cuando bajara de unos 280 kilómetros. Pero eso no significa que esas baterías vayan al desguace o al vertedero. En realidad, su capacidad de almacenaje sigue casi intacta porque, al estar formadas por celdas agrupadas después en módulos, existen ya programas y herramientas que permiten identificar las partes dañadas, sustituirlas y seguir dando servicio. Y mientras las celdas que no llegan al 70% de capacidad siguen siendo aptas para reutilizarlas en vehículos menos exigentes (como toros de carga para almacenes o carritos de golf, por ejemplo), una vez reemplazadas las celdas gastadas por otras nuevas, las baterías vuelven a estar listas para empezar su segunda vida, ya sea en el coche o para otras aplicaciones.

2. Autoabastecimiento energético del hogar

Las baterías recuperadas pueden desarrollar una gran variedad de funciones, pero entre los posibles modelos de negocio destaca uno en particular: la fabricación de murales para almacenar electricidad doméstica. Tienen una capacidad de entre 4 y 20 kWh dependiendo del tipo elegido e incluso se pueden agrupar varios murales según el tamaño y las necesidades de la vivienda. Esta solución permite cargarlos con energía barata –por ejemplo, de noche o en festivos aprovechando las tarifas valle o de baja demanda eléctrica– y tenerla disponible para utilizarla cuando se necesite, incluso para cargar el coche eléctrico. Además, los murales se pueden conectar a un equipo de placas solares y lograr prácticamente el autoabastecimiento sin apenas recurrir a la red eléctrica.

Un operario trabaja en una batería de un coche eléctrico.Un operario trabaja en una batería de un coche eléctrico.

Por ejemplo, en una vivienda media de 100 a 120 m2 con un consumo mensual de unos 250 kWh, sería suficiente con módulos de 10 a 15 kWh de capacidad para cubrir las necesidades diarias. Y con una batería de 40 a 60 kWh de las que utilizan los modelos actuales se podrían producir entre cuatro y seis murales para abastecer otros tantos hogares. Además, se han desarrollado ya aplicaciones para programar sus funciones en remoto desde el teléfono móvil; por ejemplo, para conectar la calefacción, cargar el coche, etcétera.

Los precios de estos murales no son por ahora económicos, pero tampoco inaccesibles, y se pueden rentabilizar: desde unos 4.000 euros en los países donde están disponibles, como EE UU o Australia. Y tienden a ser cada vez más asequibles y competitivos. Además, algunas compañías ofrecen el kit completo, con el montaje y conexión de las placas solares.

3. Robots de carga para aparcamientos

Una solución original e innovadora que está desarrollando Volkswagen son los cargadores móviles. Se trata de agrupar bloques de baterías para almacenar energía y llevarla donde se necesite. Hay ya un auténtico abanico de alternativas, pero la más llamativa son los robots de carga para aparcamientos. Su funcionamiento es sencillo, porque permanecen conectados a la red y cargados –casi siempre en horas valle, porque incluyen un software que les permite discriminar horarios y elegir en tiempo real los mejores periodos para recargar–. Pero, cuando el cliente solicita el servicio, se desplazan de forma autónoma hasta la plaza donde ha aparcado para enchufarse y recargar sus baterías.

Vídeo de cómo funcionan los robots de carga fabriacados con baterías recicladas.

4. Cargadores de apoyo para eventos al aire libre

Otra alternativa de uso de las baterías de los coches eléctricos consiste en agruparlas en módulos para sustituir los ruidosos y contaminantes generadores de gasolina o gasoil que se utilizan habitualmente en eventos al aire libre, desde bodas o celebraciones en fincas rurales a festivales. Y también se pueden integrar en furgonetas o camiones para dar servicio de carga rápida en carretera o reforzar las estaciones de las autopistas en días de alta demanda como festivos, puentes o salidas vacacionales.

5. Macroalmacenes de energía

Más aplicaciones: la de agruparlas en macrobloques de un centenar o más de unidades para utilizarlas como almacenes de energía, uno de los sueños de las compañías eléctricas. En especial para las renovables que, por sus condicionantes, muchas veces no siempre tienen demanda cuando están disponibles. Así, se pueden situar junto a parques eólicos o fotovoltaicos, e incluso en centrales nucleares. Y se cargarían aprovechando la energía que ahora se pierde en las horas valle de baja demanda para utilizarla después en las horas punta y picos de alta demanda, que es cuando se paga más cara.

Proceso de montaje de baterías para coches eléctricos.Proceso de montaje de baterías para coches eléctricos.

Esta misma solución serviría también como apoyo energético en grandes estadios o pabellones deportivos, que normalmente funcionan solo algunos días a la semana. Se podrían cargar en las jornadas sin actividad, incluso con placas solares situadas en las cubiertas exteriores, y alimentar la iluminación y otros servicios en los eventos que se celebren, funciones igualmente válidas para fábricas o aeropuertos, por ejemplo, ya que cubrirían las puntas de demanda y ayudarían a optimizar la estabilidad del suministro de energía.

6. Baterías usadas en lugar de centrales nucleares

Una de las ventajas de estos usos de las baterías recuperadas de segunda vida, ya sea como almacenes de energía o como apoyo energético, es que su uso es mucho menos exigente que el del coche eléctrico, lo que alarga su vida útil. Así, mientras en el automóvil se les solicita mucho esfuerzo cada vez que se acelera (descarga), se frena (recarga en marcha) o se utilizan supercargadores (recarga rápida), en estos centros de almacenaje se pasa solo de cargar a descargar al completo una vez por ciclo. Y, según el estudio de McKinsey La segunda vida de las baterías del coche eléctrico, este uso es menos exigente: “La aplicación de estas baterías como almacenes estáticos requiere ciclos de carga/descarga muy inferiores, de 100 a 300 al año”, apunta el documento.

Además, la consultora estima que estas baterías usadas llegarán al mercado de forma masiva dentro de cinco años, hacia 2025, cuando los modelos actuales empiecen a cumplir sus ciclos de vida. “Los costes de estos almacenes fabricados con baterías recuperadas serán entre un 30% y un 70% más económicos que si se hicieran con pilas nuevas, y reducirá mucho la inversión de capital”, subraya el mismo estudio. Además, la rentabilidad se mantendría al menos hasta 2040, aunque ya con una ventaja de alrededor del 25%, por la reducción de precio de las baterías nuevas.

Todos estos factores permiten a McKinsey estimar una capacidad de almacenaje de 220 gigavatios/hora en 2030 para las baterías usadas procedentes de los coches eléctricos, que equivale a la capacidad de producción de nada menos que 220 centrales nucleares de mil megavatios/hora.

7. El reciclaje como negocio

La tercera vida de las baterías es el reciclaje para la obtención de materias primas. Y será también rentable, sobre todo a medida que se vaya ganando volumen y aumenten las economías de escala. En realidad, lo será pronto, porque el aumento de la demanda ha disparado los precios de algunos componentes claves de las pilas, como el litio, el manganeso y sobre todo el níquel y el cobalto, más escasos y con la mayoría de los recursos en países de alto riesgo. Como el último, que concentra en la República Democrática del Congo el 40% de la producción mundial. Este mineral alcanzó una cotización de 95.000 dólares por tonelada en la primavera de 2018 –unos 85.000 euros, aunque ha caído ahora unos 55.000 dólares (50.000 euros)–. Si se tiene en cuenta que las pilas de un modelo actual pueden contener entre cuatro y ocho kilos solo de ese mineral, su recuperación supone un ahorro de 2.000 a 4.000 euros por batería reciclada. Eso, sin contar el valor de otros como el níquel, que cotiza a unos 12.000 dólares la tonelada (11.000 euros) tras llegar a 18.000 en septiembre de 2019; o el del litio, cuya tonelada de carbonato tenía con una cotización estimada en 10.000 dólares (9.000 euros) hasta febrero de 2020.

Así funciona una planta de recuperación

Las siete vidas de las baterías del coche eléctrico

Con la oferta limitada de materias primas como el cobalto o el níquel, unidas a sus elevados precios, se ha hecho casi imprescindible el reciclaje de las baterías usadas. La recuperación de estos materiales aumentará la oferta y será un factor estabilizador de los precios de esas materias primas a medida que aumente el volumen de baterías usadas disponibles. La previsión es que sea a partir de 2025, cuando algunos de los modelos vendidos hasta ahora empiecen a salir del mercado.

Algunas marcas como Volkswagen ya están preparando el terreno: “Llevamos 10 años investigando cómo recuperar las materias primas de las baterías, Eso incluye todo el cobalto, el litio, el manganeso y el níquel”, asegura Thomas Tiedje, responsable de Planificación Técnica de este fabricante germano.

Pero hay otra razón de peso para que la reutilización de estos elementos sea importante. Y es que su extracción exige grandes movimientos de tierra que se realizan casi siempre en países del Tercer Mundo con maquinaria anticuada y poco eficiente que provoca grandes emisiones de CO2. Este detalle es incompatible con el objetivo que se ha marcado este grupo alemán para que todos sus modelos eléctricos sean 100% neutros en emisiones de CO2 durante toda su vida útil, lo que incluye desde el proceso de extracción de los materiales hasta la fabricación, el uso diario (si se carga con energías renovables) y el reciclaje final.

Para cumplir esos objetivos, Volkswagen está construyendo ya una planta piloto de reciclaje de baterías en Salzgitter, al suroeste de Brunswick (Alemania). Allí irán a parar las pilas que no cumplan los requisitos de calidad necesarios para acceder a una segunda vida. Una vez completado el proceso integral de reciclado (ver gráfico), las materias primas recuperadas volverán a la cadena de producción para ser reutilizadas en las baterías de los nuevos modelos.

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