Sin duda, la transición a la energía verde es vital para reducir nuestro consumo de combustibles fósiles y las emisiones nocivas que generan. Pero, debido a nuestro entusiasmo por esta transición, ¿estamos en peligro de sustituir simplemente un problema, el calentamiento global, por otro, un rápido descenso en la disponibilidad de minerales críticos?

Por ejemplo, un vehículo eléctrico (EV) típico requiere seis veces más minerales que un automóvil convencional y una planta eólica terrestre requiere nueve veces más recursos minerales que una planta energética de gas.[1] ¿Hasta qué punto es realmente sostenible?

Básicos de la energía ecológica

A medida que reducimos nuestra dependencia de los combustibles fósiles en la transición a la energía limpia, también dependemos cada vez más de otros recursos menos abundantes y finitos de nuestro planeta: los llamados “minerales críticos”, que son vitales para producir gran parte de la tecnología en la que se basa la transición energética. Algunas de las aplicaciones cada vez más importantes para minerales críticos incluyen:

  1. Litio, níquel, cobalto, manganeso y grafito: fundamentales para el rendimiento, la longevidad y la densidad de energía de las baterías.
  2. Minerales de tierras raras: esenciales para los imanes permanentes en turbinas eólicas y motores de vehículos eléctricos.
  3. Cobre y aluminio: se utilizan ampliamente en redes eléctricas, siendo el cobre la piedra angular de todas las tecnologías relacionadas con la electricidad.

Algunos de ellos, como el cobre y el níquel, son, por así decirlo, materias primas disponibles en un volumen relativamente grande. Otros, como los minerales de tierras raras (como bien indica su nombre) telurio y neodimio, son bastante escasos. El desafío es, ¿cómo aumentamos drásticamente el suministro de minerales críticos de una manera que no solo sea ambientalmente sostenible, sino que también minimice el impacto en las comunidades y el propio medioambiente?

¿Qué sectores están impulsando la demanda de minerales críticos?

Energía renovable

La energía eólica y solar necesitan muchos más minerales para generar la misma cantidad de electricidad que la tecnología de combustibles fósiles. Un teravatio-hora de electricidad solar y eólica consume un 300 % y un 200 % más de metales, respectivamente, en comparación con una central eléctrica de gas[2], pero proporciona energía con cero, o insignificantes, emisiones de carbono.

Esto no solía ser un gran problema. Antes de 2010, el sector energético solo consumía una fracción del suministro total de minerales críticos. Ahora, a medida que se acelera la transición a las energías renovables, la energía verde representa una proporción mucho mayor, con un aumento promedio de la cantidad de minerales del 50 % por unidad de generación de energía.[3]

Para cumplir con los objetivos climáticos de París, podríamos ver una triplicación de la demanda de minerales del sector de las energías renovables para 2020, liderada principalmente por la energía eólica y solar[4] (aunque la geotermia, la energía hidroeléctrica, el hidrógeno verde y la energía nuclear también requieren una cantidad significativa de varios minerales críticos[5]).

Transporte por carretera

Los vehículos eléctricos también utilizan muchos minerales críticos. La producción de vehículos eléctricos con batería o pila de combustible, una tecnología relativamente nueva, requiere más materiales que la construcción de un vehículo con motor de combustión interna (ICE)[6], una tecnología que tiene más de un siglo de antigüedad. En un escenario impulsado por el clima, la demanda de minerales para vehículos eléctricos y almacenamiento de baterías se multiplicará al menos por treinta para 2040.[7] La demanda de litio por sí sola aumentará más de 40 veces, y la demanda de grafito, cobalto y níquel aumentará entre 20 y 25 veces. El cobre también se duplicará a medida que se implementen más redes eléctricas para alimentar los vehículos.[8] Por supuesto, el aumento de los vehículos eléctricos también ejercerá presión sobre la generación de energía verde, lo que a su vez aumentará el uso de minerales críticos por parte de este sector.

Según un informe de la Asociación Internacional de la Energía (AIE):

“En un escenario que cumple los objetivos del Acuerdo de París, la cuota de la demanda total de las tecnologías de energía limpia aumentará significativamente en las próximas dos décadas, hasta más del 40 % en el caso del cobre y los elementos de tierras raras, entre el 60 % y el 70 % en el caso del níquel y el cobalto, y casi el 90 % en el caso del litio.

Los vehículos eléctricos y el almacenamiento de baterías ya han desplazado a los productos electrónicos de consumo para convertirse en el mayor consumidor de litio y están destinados a superar al acero inoxidable como el mayor usuario final de níquel para 2040”.[9]

¿Cómo gestionamos el cambio a un mundo con un uso de minerales más intensivo?

Los productores, los legisladores y los consumidores deben tener en cuenta cómo afecta el aumento de la demanda de minerales a la oferta, la sostenibilidad y el impacto social en la carrera para amplificar la energía verde.

Consideraciones de suministro

Los expertos de McKinsey afirman que “los compromisos de cero emisiones netas están superando la formación de cadenas de suministro, mecanismos de mercado, modelos de financiación y otras soluciones y estructuras necesarias para suavizar la vía de descarbonización del mundo”.[10]

El suministro y la inversión de minerales críticos aún no están listos para apoyar la rápida transición a la energía verde, tal y como prevén los objetivos de París y se afirma en la COP26. Esto aumenta el riesgo de retrasos largos (y costosos). Por ejemplo, aunque se espera que el litio y el cobalto sean excedentes a corto plazo, la producción esperada de las minas y proyectos existentes en construcción solo suministrará aproximadamente la mitad de nuestros requisitos para 2030. Del mismo modo, faltará el 20 % de la demanda de cobre proyectada.[11] Mientras tanto, materiales como el níquel de calidad para baterías y elementos de tierras raras clave, como el neodimio y el disprosio, también podrían escasear en los próximos años”.[12]

Los avances en las tecnologías de extracción pueden ayudar a cubrir parte de esta brecha aumentando los suministros. Tomemos como ejemplo el litio. La mayoría de las reservas de litio del mundo se encuentran en las salmueras, depósitos naturales de agua salada. El proceso convencional para extraer litio de las salmueras requiere grandes estanques de evaporación, que son perjudiciales para el medioambiente, lentos de poner en marcha y vulnerables a las condiciones climáticas. Por no mencionar la destrucción de hábitats de vida silvestre. Este proceso convencional sufre la baja recuperación de litio, la baja pureza del producto y es ineficaz para la mayoría de los descubrimientos de salmuera nuevos con menores grados de litio.

Lilac Solutions, una start-up con sede en EE. UU., de la que me complace decir que JIMCO (Jameel Investment Management Company) es inversor, ha desarrollado una nueva tecnología eficiente para extraer litio de las salmueras sin necesidad de estos grandes estanques de evaporación. Su tecnología protege el medioambiente al tiempo que acelera el desarrollo del proyecto, aumenta la recuperación y produce un producto de alta pureza.

Sin embargo, por muy emocionantes que sean las nuevas tecnologías como esta, no son una solución a corto plazo y mucho aún está en el aire. Por ejemplo, las proyecciones de la demanda de cobalto varían considerablemente de 6 a 30 veces más.[13] Es difícil medir el impacto de las innovaciones futuras y las economías de escala. Pero quizás la mayor causa de la confusión es la falta de transparencia o señales políticas claras, lo que impide la demanda y dificulta que los proveedores establezcan planes de inversión con confianza. Sin embargo, con los incentivos adecuados, los productores están dispuestos a ganar más dinero con tecnologías bajas en carbono, y se espera que veamos políticas más sólidas a medida que los gobiernos cumplan con sus compromisos.

Al tiempo que aceleramos la transformación energética sostenible para reducir las emisiones, también tendremos que asegurarnos de que los sistemas energéticos sigan siendo resilientes y seguros. Los sistemas actuales están diseñados principalmente para la alteración en el suministro de hidrocarburos, pero vamos a ver mucha volatilidad de precios y un trastorno en el suministro de minerales.

Aunque los precios de producir baterías de litio han caído un 90 % durante la última década, esto significa que las materias primas, en lugar de la tecnología, representan una parte más significativa del coste. Por ejemplo, las materias primas ahora suponen entre el 50 % y el 70 % de los costes de las baterías, frente al 40-50 % de hace solo cinco años. En la actualidad, el cobre y el aluminio suponen alrededor del 20 % de los costes totales de inversión en redes para la generación de electricidad.[14] Estos factores hacen que los sectores de energía y vehículos eléctricos sean especialmente vulnerables a las fluctuaciones de la oferta y los precios.

Problemas clave que afectan a la disponibilidad y al precio de los minerales críticos

Los minerales se encuentran en menos lugares que los hidrocarburos: los tres principales países productores del mundo controlan más de tres cuartas partes del suministro de litio, cobalto y minerales de tierras raras. Por ejemplo, la República Democrática del Congo (RDC) y China produjeron, respectivamente, el 70 % y el 60 % del cobalto mundial en 2019. China tiene una gran participación en las operaciones de procesamiento, lo que agrava la amenaza de alteraciones en el suministro.[15]

Plazos de entrega largos: se tarda una media de 16 años en pasar del descubrimiento a la producción, lo que limita la capacidad de aumentar el suministro.

Disminución de la calidad de los recursos: no se trata solo de la cantidad. Por ejemplo, la calidad media del mineral de cobre de Chile ha caído un 30 % en los últimos 15 años. Las fuentes de menor grado requieren más energía y pueden producir más emisiones.

Preocupaciones ESG: es bueno que las empresas estén empezando a tomar más en serio la alteración medioambiental y social en sus operaciones. Sin embargo, la mejora de los estándares requiere tiempo y dinero y, por lo tanto, afecta al suministro. Del mismo modo, los activos mineros están cada vez más expuestos a riesgos climáticos, como el estrés hídrico, el calor extremo o las inundaciones, que afectan a áreas como Australia, China y África.

¿Cómo podemos abordar esto? Los gobiernos pueden apoyar más encuestas geológicas, agilizar el proceso de permisos y proporcionar financiación adicional para ayudar a diversificar las fuentes de suministro. Las evaluaciones regulares del mercado, las pruebas de estrés periódicas y el almacenamiento estratégico voluntario también ayudarán a reforzar el suministro.

Encontrar formas de utilizar menos materiales y cambiarlos por otros siempre que sea posible también será fundamental. En esta área estamos logrando un buen progreso. Por ejemplo, se espera que la cantidad de plata utilizada en la energía solar se reduzca a más de la mitad para 2028.[16] La innovación en la producción también puede aumentar el suministro, con tecnologías emergentes como la extracción directa de litio[17] y la recuperación mejorada del metal,[18] que prometen ganancias significativas.

Consideraciones sobre sostenibilidad e impacto social

Según el Banco Mundial, “aunque la creciente demanda de minerales y metales proporciona oportunidades económicas tanto para países en vías de desarrollo ricos en recursos como para entidades del sector privado, probablemente surgirán desafíos significativos si la transición a la energía limpia impulsada por el clima no se gestiona de forma responsable y sostenible”.[19]

La energía verde aún no es completamente ecológica o beneficiosa para todas las comunidades. Afortunadamente, la sostenibilidad y el impacto social pueden mejorarse mediante una combinación de medidas prácticas y políticas de alto nivel.

En primer lugar, la tecnología de energía renovable tiene una menor capacidad de energía que los combustibles fósiles y necesita más materiales para producir una cantidad equivalente de electricidad. El uso de menos materiales y la sustitución de otros puede ayudar a aliviar la presión sobre el suministro y reducir las emisiones asociadas.

En el caso de los vehículos eléctricos, hay que hacer una serie de cálculos numéricos complejos. El uso de media tonelada de aluminio añade seis toneladas de CO2 a las emisiones no incorporadas en la batería de un vehículo eléctrico.[20] Sin embargo, el aluminio es más ligero que el acero y, por lo tanto, reduce las emisiones del funcionamiento a lo largo de su vida útil.

Por supuesto, los vehículos eléctricos normalmente emiten alrededor de la mitad de las emisiones de gases de efecto invernadero de los coches de motor de combustión interna, con el potencial de una reducción adicional del 25 % con la electricidad baja en carbono. Además, el cambio de combustible y las mejoras en la eficiencia pueden reducir las emisiones totales.[21] Los productores necesitan equilibrar la presión de suministro con la producción y las emisiones totales a lo largo de la vida útil para averiguar cuál es el enfoque más sostenible en cada caso.

El reciclaje será esencial para reducir la presión del suministro y minimizar el impacto medioambiental. Los metales a granel ya se reciclan ampliamente, así que los productores están trabajando en el reciclaje de metales de transición, como el litio y los minerales de tierras raras. Según Ajay Kochhar, director ejecutivo y cofundador de la empresa canadiense de reciclaje de baterías Li-Cycle Corp, en 2030 el cobalto, el níquel y el litio reciclados podrían representar entre el 10 % y el 20 % de la demanda mundial.[22]

Es importante dónde y cómo obtenemos los minerales, porque algunas materias primas tienen mayores emisiones dependiendo de su fuente. Tenemos que abordar las emisiones de la minería y el procesamiento en todos los ámbitos, y mejorar la gestión de los residuos y el agua. También debemos asegurarnos de que la riqueza mineral ayude a las comunidades locales. La industria se destaca por la mala seguridad de los trabajadores y los abusos de los derechos humanos, como el trabajo infantil y la corrupción. Por ejemplo, en la República Democrática del Congo hay evidentes problemas de trabajo infantil relacionados con la extracción de cobalto.[23] En un artículo de 2020 sobre el papel de la justicia en el desarrollo de minerales críticos, Raphael J. Heffron, profesor de Derecho Global de la Energía y Sostenibilidad en la Universidad de Dundee, afirma que “La justicia en realidad solo ha tocado algunas partes del sector minero”.[24]

Experto en los desafíos de garantizar una transición justa a una economía baja en carbono, Heffron divide la justicia en diferentes categorías que deben abordarse:

  • Justicia distributiva: esto se refiere a la distribución de beneficios del sector energético y también a los negativos (¿Se comparten suficientemente los ingresos del petróleo y el gas? ¿Quién sufre el daño medioambiental?).
  • Justicia procedimental: el enfoque aquí se centra en el proceso y los pasos legales completos necesarios (¿Se observan todos los pasos para una declaración de impacto medioambiental?).
  • Justicia del reconocimiento: ¿se reconocen los derechos de los diferentes grupos de la sociedad? (en particular, ¿reconocemos los derechos de las comunidades indígenas?).
  • Justicia del cosmopolitanismo: esto surge de la creencia de que todos somos ciudadanos del mundo, y así hemos considerado los efectos más allá de nuestras fronteras y de un contexto global.
  • Justicia restaurativa: cualquier injusticia causada por el sector energético debe rectificarse y se centra en la necesidad de aplicar leyes particulares (es decir, los emplazamientos energéticos deben volver a utilizarse anteriormente, por lo que la política de gestión de residuos y el desmantelamiento deben realizarse adecuadamente).

Está claro que la diligencia debida de la cadena de suministro y el cumplimiento normativo serán esenciales para identificar y mitigar los riesgos, mejorando la trazabilidad y la transparencia.

Los gobiernos pueden incentivar la producción responsable y traer más proveedores al mercado a través de estándares medioambientales, sociales y de gobernanza (ESG) mejorados y colaboración interna. La AIE recomienda “un marco internacional general para el diálogo y la coordinación de políticas entre productores y consumidores” para recopilar datos fiables y realizar evaluaciones periódicas de las vulnerabilidades de la cadena de suministro y conocer lo que podemos hacer al respecto, a la vez que fomentamos el intercambio de conocimientos para difundir las prácticas de desarrollo sostenible y nivelar el terreno de juego con los estándares ESG compartidos.[25]

Minería climáticamente inteligente

El Banco Mundial ha desarrollado el enfoque de la minería climáticamente inteligente junto con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU. Su misión es descarbonizar los sectores minero y energético, ayudando a los países ricos en recursos que albergan estos minerales estratégicos y a las comunidades directamente afectadas por su extracción.

Como explica la OMS:

“[La iniciativa de minería climáticamente inteligente] apoya la extracción y el procesamiento sostenibles de minerales y metales para asegurar el suministro de tecnologías de energía limpia al minimizar la huella social, medioambiental y climática en toda la cadena de valor de esos materiales, ampliando la asistencia técnica y las inversiones en países en desarrollo ricos en recursos”.

Todos los recursos son valiosos si nos ayudan a alcanzar nuestros objetivos climáticos

Solíamos preocuparnos por estar agotando los recursos de combustibles fósiles, pero la tecnología ecológica depende de materias primas mucho menos comunes. En realidad, actualmente en la cadena de suministro hay demasiados hidrocarburos y muy pocos minerales críticos.

En última instancia, la oferta se ajustará a la demanda. La pregunta es… ¿a qué velocidad y en qué medida será disruptivo? La buena noticia es que contamos con la tecnología existente y la capacidad de innovación para apoyar una transición sostenible a la energía verde. A medida que los gobiernos respaldan sus compromisos climáticos con incentivos sólidos, los productores incrementarán el suministro en consecuencia. Siempre que los estándares medioambientales y sociales aumenten en conjunto, podemos acelerar la transición de la energía verde en beneficio de todos.

No podemos desperdiciar tiempo ni minerales.

 

[1] https://www.iea.org/news/clean-energy-demand-for-critical-minerals-set-to-soar-as-the-world-pursues-net-zero-goals

[2] https://www.mckinsey.com/industries/metals-and-mining/our-insights/the-raw-materials-challenge-how-the-metals-and-mining-sector-will-be-at-the-core-of-enabling-the-energy-transition

[3] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[4] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[5] https://www.powermag.com/energy-transition-facing-potentially-debilitating-critical-mineral-supply-gap/

[6] https://www.mckinsey.com/industries/metals-and-mining/our-insights/the-raw-materials-challenge-how-the-metals-and-mining-sector-will-be-at-the-core-of-enabling-the-energy-transition

[7] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[8] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[9] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions,%20IEA,%20May%202021

[10] https://www.mckinsey.com/industries/metals-and-mining/our-insights/the-raw-materials-challenge-how-the-metals-and-mining-sector-will-be-at-the-core-of-enabling-the-energy-transition

[11] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[12] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[13] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[14] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[15] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[16] https://www.pv-magazine.com/2018/07/06/amount-of-silver-needed-in-solar-cells-to-be-more-than-halved-by-2028-silver-institute-says/

[17] https://www.nrel.gov/news/program/2021/using-direct-lithium-extraction-to-secure-us-supplies.html

[18] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X20305110

[19] https://www.worldbank.org/en/topic/extractiveindustries/brief/climate-smart-mining-minerals-for-climate-action

[20] https://techcrunch.com/2021/08/22/the-tough-calculus-of-emissions-and-the-future-of-evs/

[21] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021

[22] https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/latest-news-headlines/battery-recycling-efforts-pick-up-as-cobalt-lithium-face-potential-deficit-64847803

[23] Raphael J. Heffron, The role of justice in developing critical minerals, The Extractive Industries and Society, 7.º volumen, 3.ª edición, 2020.

[24] Raphael J. Heffron, The role of justice in developing critical minerals, The Extractive Industries and Society, 7.º volumen, 3.ª edición, 2020.

[25] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, AIE, mayo de 2021