Un estudio de S&P calculó que la inversión en exploración es el 22% del total mundial y el Departamento de Energía norteamericano proyectó una explosión de demanda
Minería y Extracción de Recursos03/07/2023
Marcos Bach
Con 3 proyectos en producción y 35 en distintos grados de avance, informan desde el diario argentino Infobae, la Argentina es el país del mundo con mayor inversión en exploración de litio, según datos de S&P Global Intelligence.
Cálculos de esa división de investigación de Standard & Poor’s afirman que el país explica el 22% de la inversión en exploración litífera en curso en el mundo, seguido por EEUU (16%), Australia (15%), Canadá (12%) y Chile (9%). Cinco países concentran así tres cuartas partes de la inversión en exploración sobre recursos de litio a nivel global.
Cifras de ese tipo sustentan la expectativa de que en los próximos años la Argentina, hoy cuarto productor mundial, supere a China y hacia el fin de la década o principios de la próxima también a Chile, para posicionarse como segundo productor mundial, detrás de Australia, del volumen conjunto de carbonato e hidróxido de litio.
La Argentina explica el 22% de la inversión en exploración litífera en curso en el mundo, seguido por EEUU 16%, Australia 15%, Canadá 12% y Chile 9%.
S&P Global Intelligence.
Los datos de S&P Global Intelligence fueron reproducidos en medios chilenos, que destacaron que, pese a contar con 50 salares, Chile actualmente explota solo uno, el Salar de Atacama, en el que operan solo dos empresas: la Sociedad Química y Minera (SQM, controlada por la china Tianqi) y la norteamericana Albemarle, principal productora mundial de litio.
No es que Chile produzca o exporte poco: en 2022 sus ventas externas de litio sumaron USD 7.763 millones, más de 11 veces las de la Argentina (USD 696 millones), pero el marco normativo argentino (ley de minería, propiedad provincial de los recursos) atrae más a las grandes litíferas del mundo para hundir capital en proyectos que demandan varios cientos de millones de dólares y cinco o más años hasta iniciar producción, al menos con la tecnología de evaporación en grandes piletas de salmuera, y un proceso químico posterior hasta obtener carbonato de “pureza grado batería”. El método de extracción directa (en jerga litífera, DLE) es más rápido, pero requiere inversiones aún más cuantiosas.
A su vez, un flamante documento preliminar del Departamento de Energía de EEUU ubica al litio y el níquel como los dos minerales más críticos de la transición energética.
A mediano plazo, de 2025 a 2035, los considera los dos de mayor importancia para la producción de energía y los segundos de mayor “riesgo de aprovisionamiento”, detrás de los cuatro de mayor riesgo en ese aspecto: disprosio, iridio, neodimio y praseodimio, estos dos últimos “tierras raras” sobre las cuales China tiene hoy un cuasi monopolio mundial.
A mediano plazo, el litio y el níquel son considerados los dos minerales más críticos por su importancia para la producción de baterías, y los segundos más importantes por su "riesgo de aprovisionamiento"
“Entender hasta qué grado ciertas tecnologías energéticas dependen de estos materiales es importante para cumplir las metas climáticas, reducir las emisiones de carbono y prevenir el daño ambiental. Muchos de estos materiales están concentrados en un pequeño número de países y se producen como subproducto o están asociados a pequeños merados y desafíos geopolíticos que lleva a precios altamente volátiles y preocupación acerca de su disponibilidad”, dice el documento del Departamento de Energía de EEUU, publicado en estado de “Draft” (borrador) a fin de mayo.
Estos materiales están concentrados en pocos países y se producen como subproducto o asociados a pequeños merados y desafíos geopolíticos.
Departamento de Energía de EEUU.
“Varios de estos materiales están imbricados en componentes y sistemas de infraestructura crítica para la seguridad nacional, tales como energía, comunicaciones, transporte y agua”, dice otro pasaje del documento, que argumenta también que cumplir las metas de emisión neta cero de carbono acordadas a nivel global “requiere un conjunto de cadenas de provisión de material diferentes de aquellas que impulsaron la economía de combustibles”.
Otro pasaje ayuda a entender la preocupación acerca de la provisión de litio. Como puede observarse en el gráfico de más abajo, el Departamento de Energía de EEUU proyecta hacia 2035 una demanda que va desde un mínimo de 600.000 toneladas en la trayectoria A hasta un máximo de 1.800.000 toneladas en la trayectoria D, esto es entre 3 y 9 veces los niveles de producción actual.
La trayectoria más baja se basa en el Panorama Energético de la Agencia Internacional de Energía en función de la demanda de baterías de litio para EVs y almacenamiento, “baja densidad de material” y crecimiento del 3% en demanda “no energética”, en tanto la más alta (D) se basa en alta intensidad de material y parte de datos del Servicio Geológico de EEUU a los que aplica una tasa de crecimiento de la demanda del 9% anual. En todos los casos, el resultado es un aumento que supera largamente y abre una enorme brecha respecto del actual nivel de producción global.
El nivel de producción actual y proyecciones de demanda del litio, en diversos escenarios trazados por el Departamento de Energía de EEUU
El documento repasa recientes avances tecnológicos en la producción de baterías para vehículos eléctricos y lista como materiales críticos para su producción al litio, níquel, cobalto, manganeso, aluminio, fósforo, hierro, grafito, silicio y fluorina, además de considerar el fortísimo aumento de capacidad de almacenamiento en baterías “estacionarias” (para centrales de energía), que pasó de 6 a 16 GW entre 2019 y 2021 y según la Agencia Internacional de Energía debería agregar 80 GW por año para cumplir con las metas climáticas.
De las opciones tecnológicas disponibles las baterías de ion de litio, en particular las de litio-hierro-fosfato, todavía dominarán el mercado de almacenamiento a mediano plazo, hasta el 2030, dadas sus ventajas de costo y densidad energética.
dice al respecto el Departamento de Energía de EEUU.
Por eso, dice, “el cuello de botella primario para el actual mix de tecnología de baterías sigue siendo la provisión de litio”, aunque -aclara- “para baterías estacionarias la dependencia será menor a medida que las de tipo redox de flujo y tecnologías alternativas ganen tracción”.
El informe abunda en referencias a avances científicos y técnicos que podrían cambiar y mucho la producción de baterías y la demanda de minerales. De hecho, algunos productores creen que la “ventana de oportunidad” del litio argentino es de unos 20 años, debido al cambio tecnológico, la aparición de alternativas y el creciente mercado del reciclado, pues el litio es enteramente reciclable.
Algunos productores creen que la “ventana de oportunidad” del litio argentino es de unos 20 años
La cuestión científica es pertinente, a días de la muerte de John Goodenough, uno de los creadores de las baterías de litio, quien murió el domingo pasado, a los cien años.
En 2019, cuando tenía 97, Goodenough había sido el científico más viejo en recibir el galardón. Ese año le fue otorgado el Nobel de Química junto al inglés Stanley Whittingham, afincado académicamente en EEUU hace más de 40 años, y el japonés Akira Yoshino.
Akira Yoshino, John B Goodenough (quien murió el pasado domingo) y Stanley Whittingham, compartieron el Nobel de Química 2019, por la invención de la batería de litio (Reuters)
El precursor fue Whittingham, que en los 70s, en pleno embargo petrolero, trabajando en el área de investigación de Exxon, la más grande petrolera de EEUU, que buscaba alternativas energéticas, husmeó en el potencial de semiconductores y halló que la combinación de iones de litio (como ánodo) y disulfido de titanio (como cátodo) almacenaba energía. Creó así una batería recargable en la que el paso de iones de litio a través de un electrodo crea corriente eléctrica. Exxon pensó comercializarla, pero con la caída del precio del petróleo dejó la idea de lado.
En 1980 Goodenough reemplazó al titanio con cobalto y duplicó el voltaje obtenido y a principios de los 90, Yoshino, trabajando para Asahi Kase Corp. logró las baterías livianas que empezaron a usar fabricantes japoneses de artículos electrónicos, como Sony, primero en videograbadoras, luego en otros instrumentos, teléfonos móviles y smartphones.
Ya en este siglo, Elon Musk aplicó la idea a vehículos eléctricos, con gruesos sandwhiches de ánodos, cátodos y electrodos de variada química. Por peso, el litio es uno de los de menor incidencia, pero sus iones son los que dinamizan la batería.
En la Argentina actual, el debate parece oscilar entre mineras que argumentan que el país debe producir rápido tanto carbonato e hidróxido como se pueda, antes de que se cierre la “ventana de oportunidad”, y políticos y funcionarios que homologan “valor agregado” con fabricar baterías, sin tener en cuenta los minerales que haría falta importar, los desafíos logísticos y tecnológicos a resolver y la falta de un mercado cercano: los grandes están hoy en China, América del Norte y la Unión Europea.
Sergio Barón, Cofundador y CEO de Dynami. Detrás suyo, la impresora industrial francesa con la que fabrican electrodos con microestructuras que optimizan la carga y densidad energética de las baterías. En 2022, junto a Daiana Medone, también de Dynami Bartón obtuvo una patente de EEUU por la invención
Un problema, dice Sergio Barón, CEO de Dynami, una startup argentina incubada en la Fundación Argentina de Nanotecnología en el Campus de la Universidad de San Martín, es que en la Argentina al litio lo mueve la codicia más que el conocimiento.
Las baterías de litio están en la parte baja de la curva de maduración tecnológica y en el mundo todos los actores están a la búsqueda de tecnologías y soluciones superadoras
Barón.
“El 99% de lo que se dice y publica es sobre la potencial riqueza que se creará por el recurso mineral y trasluce la idea de que las baterías de litio son una tecnología súper madura, donde innovar es imposible desde Latinoamérica, pero en verdad las baterías de litio están en la parte baja de la curva de maduración tecnológica y en el mundo todos los actores, incluidos los gobiernos, están a la búsqueda de tecnologías y soluciones superadoras. En Argentina, a pesar de tener un número importante de científicos formados en baterías de litio, la única startup generando tecnología en este campo es Dynami. Habría que pensar qué mecanismos e instrumentos puede implementar el Estado para fomentar la formación de más startups, que sin duda crearán un valor infinitamente más grande que lo que pueda obtenerse de la explotación minera”, dijo Barón a Infobae.
De hecho, un reciente documento de la Agencia Internacional de Energía muestra que el precio de las baterías de litio (eje derecho del gráfico), por la energía que son capaces de entregar, se redujo de casi 500 dólares por KWh en 2014 a poco menos 150 en 2022, una reducción de más del 70%, a pesar el fuerte aumento del precio del litio, en particular en los últimos dos años.
Además, la reducción fue mucho más pronunciada que la del precio (por MW, medido en el eje izquierdo) de paneles solares, turbinas eólicas y baterías estacionarias.
La evolución del precio de diferentes tecnologías energéticas. El de las baterías de litio, por KWh, se mide sobre el eje derecho. Como puede observarse, cayó más del 70% en 8 años, por los avances tecnológicos
Barón, ingeniero electrónico y exdocente de microelectrónica de la Universidad de La Plata (UNLP), fue becario Fulbright, completó un Master en Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Maryland, EEUU y en 2019 cofundó allí Dynami Battery Corp, con Brent Goldfarb, un profesor de Maryland, a partir de una constatación: “química muy avanzada se está usando con métodos de fabricación y diseños de celdas de baterías muy antiguos”.
De vuelta en la Argentina, y experimentando en Dynami, la SAS que creó aquí, Barón y Daiana Medone (Master en Ciencia de Materiales por el Instituto Sábato de la Comisión Nacional de Energía Atómica) descubrieron un método que les permitió “crear tecnología revolucionaria”. En octubre pasado, el descubrimiento obtuvo la patente 11.476.540 de la Oficina de Marcas y Patentes de EEUU (USPTO).
“Patentamos un método de fabricación de electrodos de baterías de litio que forma microestructuras en 3D que mejoran el tránsito de los iones de litio, creando baterías que tienen más potencia, se cargan más rápido (10 minutos para un auto eléctrico) y duran más ciclos”, explicó Barón cuando Infobae lo visitó en su laboratorio en la Fundación Argentina de Nanotecnología.
A la izquierda, esquema de un eletrodo estándar. A la derecha, del tipo de "microestructura" que crea Dynami para optimizar la carga y eficiencia de las baterías de litio
Al ser puramente física, nuestra tecnología es compatible con las diferentes químicas de baterías de litio, incluso las de estado sólido. Las microestructuras se auto-ensamblan en la superficie del electrodo y usamos impresoras de chorro de tinta industriales para fabricar los electrodos.
abundó.
Además, tienen una segunda patente en proceso de publicación, sobre creación de estructuras complejas y otras aplicaciones (farmacéutica, catalizadores químicos, cosmética, entre otras).
Pero tal vez el punto de mayor orgullo de Dynami es su relación con Stanley Whittingham, el primer inventor de la batería de litio. Además de estar incubada en la FAN; la empresa también está en el Koffman Incubator de Binghamton University (Nueva York, EEUU), puerta que le abrió el propio Whittingham, profesor en esa universidad, en la que colaboran con él.
“Ya integramos nuestros electrodos microestructurados en celdas de baterías en el laboratorio del premio Nobel”, se enorgullece Barón, mientras intercambia impresiones con Medone y Evilus Rada, doctora en Ingeniería Química del Instituto Balseiro, con especialización en litio. La tarde que Infobae visitó la FAN, Medone y Rada chequeaban, en tiempo real con el laboratorio en Parque Patricios del Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA), los resultados de una impresión de electrodos más “abiertos” al paso de los iones de litio. Además, contó Barón, Dynami ya había integrado celdas en EEUU con Spectrapower, un partner industrial de California.
¿Y ahora? “Estamos en charlas avanzadas con fabricantes de automóviles y empresas líderes de fabricación de baterías para integrar nuestra fabricación de electrodos en sus productos y crear valor agregado”, dijo el investigador y empresario.
Una réplica de la síntesis de la patente otorgada por la Oficina de Marcas y Patentes de EEUU, por el método de creación de microestructuras en electrodos para baterías de litio
¿Carbonato e hidróxito de litio, o baterías, o desarrollo científico local, con startups participando de la agregación de valor y la dinámica científica en un campo abierto a la experimentación y el cambio? Son distintas posibilidades de desarrollo a partir del recurso local.
Lo que sí es seguro es que el desarrollo del recurso no llegará si sucesos como las violentas protestas que tuvieron lugar recientemente en Jujuy, sede de 2 de las 3 operaciones litíferas ya activas en el país ocurren ante la complacencia oficial. Las consignas más usuales fueron la “prohibición” del derecho a la protesta, el “avance” sobre comunidades locales y el “robo” del litio. Extrañamente, no hubo casi mención al uso del agua, la objeción más consistente a la extracción del mineral en piletas de salmueras.
Un reciente documento del centro Fundar, elaborado por los investigadores Martín Obaya, Diego Murguía, Carlos Freytes y Tomás Allan afirma al respecto que la minería del litio en salares “tiene problemas de sostenibilidad y es fundamental tomar medidas para mitigarlos y evitarlos”.
El documento cita los resultados de una encuesta según la cual “el 77% de los participantes coincidieron en que se debe abordar este problema (del agua) de manera prioritaria, aun si ello implica ralentizar o incluso suspender la actividad minera”.
Desde el entorno de la Secretaría de Minería de la Nación, en cambio, difundieron un extenso hilo en la red Twitter de la RAD, una “organización académica, federal y multidisciplinaria” que trabaja “por una minería generadora de bienestar, ambiental y socialmente sostenible”, y afirma, entre otras cosas: “lejos de los 2.000 litros por kilo (o de 2 millones de litros por tonelada ) el uso de agua en la extracción de litio es de 622 litros de salmuera y 55,8 litos de agua industrial”.
Celebración oficial del inicio de la segunda fase del proyecto "Sal de Vida", de la surcoreana Posco, para producir carbonato de litio en el Salar del Hombre Muerto, entre Salta y Catamarca
El Gobierno que no dijo ni “mu” sobre los hechos en Jujuy, un silencio probablemente preocupante para los interesados en invertir en litio en el país, celebró en cambio, con la presencia de la secretaria de Energía, la salteña Flavia Royón, y la de Minería, la catamarqueña Fernanda Ávila, el lanzamiento de la segunda etapa del proyecto “Sal de Oro” de la surcoreana Posco para construir una planta productora de carbonato de litio en el Salar del Hombre Muerto, área de cooperación entre Salta y Catamarca, gobernadas, respectivamente, por el Frente Renovador y el kirchnerismo.
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