El futuro será eléctrico y para ello se necesitarán muchas materias primas, especialmente metales y minerales. Algunos de ellos corren el peligro de escasear. En este artículo descubrirás cuáles son y qué se puede hacer ante la escasez de materias primas.
Ya sea bomba de calor o coche eléctrico: el futuro será eléctrico, al menos según el estado actual de la tecnología. Según el Acuerdo Climático de París, las emisiones de gases perjudiciales para el clima deberían reducirse a cero para 2050. Entonces ya no se necesitará carbón, petróleo o gas natural, pero sí otros materiales. Aquí cabe mencionar los metales que se necesitan en grandes cantidades para todo tipo de electrónica. Existe el riesgo de nuevas dependencias y escasez de materias primas para determinados metales. Puedes descubrir cuáles son y cómo contrarrestarlos en este artículo creado bajo la batuta de la Asociación Técnica Española de la Galvanización (ATEG).
¿Qué metales se necesitan para la transición energética?
Para un suministro energético respetuoso con el clima, se necesita metales y minerales, que normalmente no existen en la zona o no se extraen. Sólo un chip de ordenador para el control digital de una central eléctrica contiene alrededor de 60 elementos diferentes, entre ellos metales como galio, tierras raras, germanio, indio y telurio. Y sin litio la transición del transporte no será posible. En el futuro, la demanda de materias primas aumentará a la par de la expansión de las energías renovables. Eso está claro, pero lo que no está claro es hasta qué punto aumentará el consumo de materias primas y si tarde o temprano la seguridad del suministro estará en peligro.
Un estudio identificó las materias primas para la transición energética y su uso:
- Galio: circuitos integrados, LED, tecnologías solares, microchips de radiofrecuencia, fotovoltaica de película delgada.
- Germanio: catalizadores de polimerización, fibras de vidrio, óptica infrarroja, aplicaciones solares, cable de fibra óptica
- Grafito: materiales ignífugos, fundiciones, baterías, materiales de fricción, lubricantes, almacenamiento de alto rendimiento de iones de litio.
- Indio: pantallas planas, fotovoltaica, materiales conductores térmicos, baterías, aleaciones, semiconductores y LED, óxido de indio y estaño en tecnología de visualización, fotovoltaica de película delgada.
- Cobalto: baterías, superaleaciones, metales duros, catalizadores, almacenamiento de alto rendimiento de iones de litio, baterías de estado sólido, superaleaciones.
- Cobre: edificios, infraestructuras eléctricas, transporte, maquinas industriales, sistemas de refrigeración, electrónica, ampliación de la red eléctrica, motores eléctricos de transacción automotriz, turbinas de viento, baterías de estado sólido.
- Litio: vidrio/cerámica, baterías, grasas, tratamiento de aire, fundición de aluminio, audiciones continuas, almacenamiento de alto rendimiento de iones de litio, baterías de estado sólido.
- Materiales del grupo platino PGM (rutenio, iridio, platino): catalizadores de escape de automóviles, joyas, aplicaciones químicas, centros de datos, electrólisis del agua, superaleaciones.
- Renio: aeroespacial, catalizadores, superaleaciones.
- Escandio: pilas de combustible de óxido sólido, equipo deportivo, industria de aviación, pila de combustible estacionaria SOFC.
- Tierras raras (escanio, itrio, disprosio, terbio, neodimio, praseodimio, etc.): imanes, catalizadores, agente de pulido, baterías, motores eléctricos de tracción para vehículos, turbinas de viento, imanes permanentes de alto rendimiento.
- Tantalio: condensadores, superaleaciones, objetivos de pulverización catódica para procesos de recubrimiento, productos laminados, aceros para herramientas y de corte que contienen carburo
- químicos, condensadores microeléctricos, centros de datos, superaleaciones, microchips de radiofrecuencia.
- Titanio: colores, plástica, aeroespacial, equipo medico, vehículos de motor, aleaciones., desalinización de agua de mar, baterías de estado sólido, fabricación aditiva, electrólisis del agua.
- Vanadio: acero, aleaciones no ferrosas, almacén de energía, químicos, almacenamiento de flujo redox.
¿Cómo serán las necesidades de materia prima en el futuro?
Ahora no basta con identificar las materias primas para la transición energética, también hay que cuantificarlas. Al realizar la previsión, un grupo de investigación también consideró tres posibles escenarios de desarrollo con respecto a la futura política energética:
- En el primer escenario, todo está diseñado para la sostenibilidad, la intensidad de carbono es baja
- El segundo escenario describe un término medio.
- El tercer escenario tiene que ver con el desarrollo más que con los objetivos ambientales, la intensidad de carbono es alta.
Dependiendo de cómo nos desarrollemos en los próximos 20 años, algunas materias primas a veces serán más necesarias y a veces menos. Sin embargo, en comparación con 2018, se ha producido un aumento en todos los escenarios y para todas las materias primas examinadas.
En los próximos años se necesitarán diversas materias primas en cantidades inmensas en comparación con las actuales. Surge la pregunta de si es posible satisfacer la necesidad y de dónde podemos obtener el recurso correspondiente.
¿Qué pasa con los recursos existentes?
Para poder estimar qué materias primas podrían escasear en el futuro, es importante saber qué recursos todavía están disponibles. También depende de dónde proceden las materias primas. En particular, la pandemia del coronavirus ha demostrado lo rápido que se pueden interrumpir las rutas de reparto. China, en particular, tiene muchas materias primas y, a menudo, casi tiene el monopolio sobre ellas. Si no sacamos nada de ahí, de repente las cosas se verán muy sombrías. Las materias primas suelen proceder de países donde la situación política no es estable. Podría ser Rusia, y en varios países africanos o sudamericanos puede suceder rápidamente que los suministros ya no nos lleguen. Sobre todo porque las condiciones mineras son a veces al menos cuestionables desde el punto de vista de los derechos humanos.
Echemos un vistazo más de cerca a qué materias primas podrían escasear en los próximos años:
Materia prima crítica n.° 1: litio
Sin duda, el litio es uno de los materiales especialmente importantes para la transición energética. Alrededor del 60 por ciento del metal procede actualmente de Australia, seguida de Chile y China. Se estiman unos 80 millones de toneladas de recurso mundial de este material. Esto suena tranquilizador al principio, pero todavía se espera que el recurso escasee en los próximos años. Sobre todo porque se invierte muy poco en la extracción y procesamiento de materias primas de litio de lugares de suministro ya conocidos.
Materia prima crítica n.° 2: platino
También se temen cuellos de botella en el suministro del platino, aunque el metal es insustituible para la transición energética. El platino desempeña un papel importante, especialmente para su uso en pilas de combustible y para la electrólisis del hidrógeno (producción de hidrógeno). Aquí Rusia es uno de los cinco principales productores del mundo. Cuanto más duren la guerra en Ucrania y las sanciones contra Rusia, más sentiremos la escasez.
Materia prima crítica n.° 3: cobre
El cobre es uno de los materiales que podría escasear. Y esto a pesar de que ya es omnipresente y aparentemente está presente en abundancia. El metal es necesario dondequiera que fluya la electricidad y la transición energética dependerá mucho más del cobre que nuestro sistema energético actual. Simplemente se suponía que ya estarían allí cobre y otros minerales. Pero el cobre es el metal de la electrificación, y la electrificación es una parte esencial de la transición energética.
Materia prima crítica n.° 4: cobalto
El cobalto es también una de las materias primas críticas. Según un estudio, las reservas de cobalto podrían agotarse en once años. Y eso es sólo para los aproximadamente 36 millones de nuevos coches eléctricos que saldrán a la carretera en 2030. El cobalto sigue siendo una materia prima importante para la producción de baterías.
Materia prima crítica n. º5: tierras raras
Básicamente, no hay escasez de tierras raras, pero para ello Europa depende en gran medida de China. En 2021 se importaron casi 3.800 toneladas del Lejano Oriente, lo que corresponde a una cuota del 66 por ciento. El descubrimiento de un gigantesco depósito de tierras raras en Kiruna, en el norte de Suecia, da esperanza. Aquí se podrían almacenar más de un millón de toneladas de metales de tierras raras, aunque pasará al menos una década antes de que se puedan extraer los metales.
Materia prima crítica n.º 6: grafito
Aquí hay que distinguir entre grafito natural y sintético. China es el productor más importante de ambas variantes. Se necesitará mucho grafito para producir baterías de iones de litio en el futuro, lo que podría provocar cuellos de botella, especialmente debido a la concentración en un país proveedor. Sin embargo, en general se puede importar de otros países suficiente grafito para la transición energética o producirlo sintéticamente.
¿Qué soluciones existen para combatir la escasez de materias primas?
Algunas materias primas podrían escasear como resultado de la transición energética. Sin embargo, a menudo no se debe a una falta de recursos, sino más bien a la dependencia de cada país y al hecho de que el potencial existente no se utiliza porque la financiación es demasiado cara. Por tanto, el desarrollo de nuevos depósitos es una palanca para el futuro. Las nuevas tecnologías de extracción también pueden ayudar a obtener materias primas más críticas.
Otra palanca es el reciclaje. Se pueden utilizar procesos pirometalúrgicos y químicos para recuperar metales críticos de productos al final de su ciclo de vida. En esto se basa la llamada minería urbana. Todavía hay muchas materias primas almacenadas en las ciudades que alguna vez fueron utilizadas y que podrían tener un nuevo uso. Por ejemplo, todavía hay millones de teléfonos móviles viejos guardados en cajones que contienen muchos metales.
