Cada vez es más habitual ver un coche eléctrico rodando sigilosamente por las calles. Sus ventas han aumentado, incluidas las que encajan en el mercado del ecolujo, y se han convertido en una opción viable para cada vez más personas. Hoy en día casi todos los fabricantes de automóviles apuestan el futuro por los eléctricos. Además, desde las instituciones se promocionan como fórmula contra el cambio climático y para descontaminar las ciudades. La Unión Europea quiere que haya al menos 30 millones de coches eléctricos en las carreteras para el año 2030. Para la misma fecha, Estados Unidos ha establecido que la mitad de las nuevas matriculaciones sean eléctricas, mientras que China ha fijado un objetivo del 40 %.
Sin embargo, su adopción masiva aún presenta grandes obstáculos. Los típicos obstáculos que se suelen citar para que el motor eléctrico sustituya al de combustión son su elevado precio, la falta de infraestructura de recarga y su poca autonomía. Pero existen otras dificultades, de carácter industrial, para que los coches eléctricos se vuelvan omnipresentes en las carreteras.
grafito
En las baterías de iones de litio de los coches eléctricos, el polo negativo está hecho de grafito, una de las formas en las que se encuentra el carbono en la naturaleza. Es el único material que se utiliza para este fin. “El carbono es un material que no parece muy crítico. Es muy abundante en la corteza terrestre”, dice Belén Sotillo, investigadora de la Universidad Complutense de Madrid en el Departamento de Física de Materiales. “El problema de las baterías es que hay que procesar el grafito que se incorpora. Y la mayoría de las plantas de procesamiento están en China”. De ahí que la Unión Europea incluya el grafito en su lista de materiales críticos; En esa lista también están el litio, el cobalto, el níquel o el manganeso, todos ellos componentes de la batería de un coche eléctrico.
El grafito es también el material más pesado en una batería de iones de litio. Varía entre 50 y 100 kilogramos, según la consultora Kearny. Esto significa que por cada 10 millones de coches eléctricos fabricados se necesitarán entre 500.000 y un millón de toneladas de este material. Y actualmente la producción mundial de grafito, para todos sus usos, solo alcanza el millón de toneladas.
Sotillo señala que ya están buscando escalar la producción, pero reconoce que es muy complicado. Otra opción es reemplazarlo, pero tampoco es fácil. “Una vez que hubiésemos verificado que existe una alternativa y que funciona bien, tendríamos que establecer esa industria”, explica el investigador. “Y eso es a menudo difícil. Tienes que mover toda la industria a los nuevos materiales”.
litio
El componente por el que se conocen las baterías es el opuesto al grafito. “El litio es un elemento poco abundante en la corteza terrestre, por lo que la cantidad de material que se podría obtener para hacer autos eléctricos es limitada”, dice Sotillo.
La geocientífica Hannah Ritchie, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), hizo números al respecto. Se estima que hay 88 millones de toneladas de litio en la Tierra, pero solo 22 millones de ellas son extraíbles. Con todas estas reservas, calculó Ritchie, se pueden fabricar 2.800 millones de baterías eléctricas. Es difícil saber cuántos coches hay en el mundo, pero algunas estimaciones apuntan a una cifra en torno a los 1.400 millones. Si se comparan ambos números, no dan exactamente una situación de abundancia. No hay que olvidar que parte del litio se tendrá que destinar a otros usos que ya tiene hoy.
“El otro problema del litio es que es un elemento que tiende a ser muy reactivo. Una vez agotada la batería es muy difícil recuperarla”, advierte Sotillo. La física indica que también hay investigaciones para reemplazar este material. “El sodio o el potasio, en una tecnología de batería similar al litio, son elementos que tendrían una menor capacidad para almacenar energía, pero son más fácilmente recuperables y más abundantes”.
reciclaje de baterías
Ten en cuenta que la batería de un vehículo eléctrico ocupa todo el chasis. Y solo dura unos diez años. Cuando llega el momento de cambiarlo, comienza la odisea del reciclaje. Félix Antonio López, investigador del CSIC y responsable del Laboratorio de Reciclaje de este organismo, menciona un dato clave: en una planta de reciclaje el desmontaje de las pilas se hace a mano, ya que todavía no existen procesos automatizados.
---“Donde están los problemas es en el reciclaje de la batería interna”, dice López. En su interior hay módulos, compuestos por celdas o baterías. “Esas pilas están aplastadas. Y luego se realizan operaciones de separación, fundamentalmente encaminadas a separar plásticos y cobre. Pero estas separaciones no son perfectas. Y el resultado es lo que conocemos como las masas negras”. Se llaman así por el predominio del grafito. Pero también contienen níquel, cobalto, manganeso (del cátodo), así como litio, fósforo o flúor (presentes en el electrolito de la batería). No es fácil recuperar esos artículos y es costoso hacerlo debido a la falta de automatización. Por ahora, toda esa masa negra se envía a China para su reciclaje.
Escalar el reciclaje es difícil, según López. El investigador calcula que puede haber tecnología productiva, que pueda ser transferida a las empresas, en un horizonte de cinco o seis años. A partir de ahí habría que llevarlo a escala industrial, algo que también lleva su tiempo.
proveedor de energia
La adopción masiva de automóviles eléctricos también impondrá mayores exigencias a la red eléctrica. En este escenario, Antonio Gómez Expósito, catedrático del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Sevilla, distingue entre dos conceptos: energía, que se tiene que producir en las centrales, y potencia, que representa la velocidad a la que se entrega la electricidad.
“En España no hay ningún problema relevante en cuanto a la producción de energía”, dice Gómez. Y es que por la noche se paran o se reduce la productividad de algunas centrales térmicas y nucleares porque no son necesarias. Es decir, hay infraestructura para producir más energía de la que consume el país.
El límite estaría en la potencia de la red eléctrica. “Si todo el mundo carga su coche en horas punta de consumo por la tarde, como en principio sería lógico, habría un gran problema, tanto en la red de transporte como en la red de distribución”, subraya Gómez. “Para evitar esto, la idea es animar a los coches a cargar el resto de la noche”.
Aun así, en un escenario con millones de autos eléctricos, cabría esperar problemas en la red de distribución, que involucra media y baja tensión. Cuando la electricidad se genera en una central eléctrica, pasa por alta tensión a una subestación y, de ahí, pasa por media tensión a los centros de transformación, que distribuyen la electricidad a través de cableado de baja tensión a viviendas y comercios.
“Un centro de transformación normalmente puede alimentar entre 100 y 300 clientes. Si de toda esta gente, los que tenían coche los cargaran a la vez, aunque sea de noche, habría que reforzar la red de distribución de radio en baja tensión que llega a esos bloques de viviendas”, explica Gómez. Y ese sería un trabajo que habría que hacer a nivel local, en las ciudades y en los barrios.
Coordinar la carga de vehículos a gran escala y mejorar parte de la red eléctrica son otros dos obstáculos para una irrupción masiva de los coches eléctricos. Aunque todas estas dificultades solo se harán evidentes con el tiempo, a medida que su adopción se generalice.
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