Las necesidades críticas de minerales aumentan mientras se descarbonizan automóviles y camiones

Con la aceleración de la electrificación de los automóviles, el mundo enfrenta una necesidad urgente de minerales y minerales que son fundamentales para hacer posibles los vehículos eléctricos que ahorran la atmósfera.

La demanda de baterías de litio-níquel-cobalto-manganeso-platino aumentará considerablemente a medida que los países reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero a mediados de siglo, pero es probable que genere obstáculos económicos y en la cadena de suministro, según una nueva investigación publicada por Cornell. 11 de abril en Nature Communications.

“La electrificación y la descarbonización del combustible son fundamentales para mitigar adecuadamente las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte por carretera”. fengqi tuRoxanne E. y Michael J. Zak Profesor de Ingeniería de Sistemas de Energía, y autor principal de «Compensación entre los requisitos críticos de minerales y la descarbonización del transporte en la electrificación automotriz. «

“Mejorar la eficiencia de los motores de combustión interna puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero”, dije, “pero la descarbonización profunda del sector del transporte por carretera requiere electrificación y un cambio hacia energías más limpias, como la electricidad generada a partir de fuentes renovables”.

En el nuevo documento, You y sus colegas examinaron 48 países importantes comprometidos a desempeñar un papel importante en la electrificación del transporte, incluidos Estados Unidos, China e India.

Dije: «el crecimiento unilateral de la demanda mundial de minerales críticos hasta 2050 es la tendencia más común». «Está impulsado principalmente por la penetración del mercado de vehículos eléctricos y el desarrollo de la tecnología de baterías».

En el caso de que se alcance un escenario en el que el 40% de los coches sean eléctricos en 2050, la necesidad mundial de litio aumentará un 2,909% con respecto al nivel de 2020. Si el 100% de los coches son eléctricos en 2050, la necesidad de litio se duplicará hasta 7513%.

De 2010 a 2050, en un escenario donde todos los vehículos son eléctricos, la demanda anual de litio a nivel mundial aumenta de 747 toneladas métricas a 2,2 millones de toneladas métricas.

A mediados de siglo, por ejemplo, la demanda de níquel está superando a otros metales críticos, con una necesidad global que va desde los 2 millones de toneladas métricas, donde el 40 % de los automóviles son eléctricos, hasta los 5,2 millones de toneladas métricas, donde todos los vehículos son eléctricos.

La demanda anual de cobalto (que oscila entre 0,3 y 0,8 millones de toneladas métricas) y manganeso (que oscila entre 0,2 y 0,5 millones de toneladas métricas) aumentará en la misma magnitud en 2050, según el documento.

Actualmente, importantes minerales y minerales se concentran en los políticamente inestables Chile, Congo, Indonesia, Brasil, Argentina y Sudáfrica, según el Banco Mundial.

«Los suministros inestables de minerales y metales críticos podrían exacerbar los riesgos de suministro a la luz de la alta demanda», dije.

En el artículo, los investigadores advierten sobre la electrificación de compuestos pesados, que requieren metales más críticos que otros compuestos. Aunque solo representa entre el 4 % y el 11 % del parque total de carreteras en algunos países, los minerales críticos relacionados con las baterías y utilizados en los vehículos eléctricos pesados ​​supondrán el 62 % de la demanda de metales críticos en las próximas décadas.

Entre las sugerencias de los investigadores para gestionar esta demanda:

• La construcción de una economía circular será indispensable para los minerales críticos si logran una cadena de suministro de circuito cerrado en el futuro. Las estrategias para mejorar la eficiencia del reciclaje y la tasa de recuperación de las baterías caducadas deben considerarse a un ritmo adecuado.
• Los países deben adoptar políticas que prioricen diseños alternativos para cátodos/ánodos y sistemas de celdas de combustible (hidrógeno verde) para reducir la dependencia de metales base críticos.
• Los objetivos de descarbonización del transporte por carretera deben combinarse con el despliegue de vehículos eléctricos, el pico de carbono y el tiempo neutral, y presupuestos de emisiones precisos.

Los coautores del artículo son Chunbo Zhang, becario postdoctoral; Xiang Zhao, estudiante de doctorado; y Roman Saki del Instituto Paul Scherer, Suiza. La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias.