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EL PROBABLE FUTURO DE LAS BATERÍAS DE LITIO y DE SODIO (MITOS Y VERDADES)

Actualizado: 5 feb 2023




Se ha generado un nutrido intercambio de opiniones en el ámbito de la minería e industria de la electromovilidad, respecto a los anuncios relacionados con la próxima y cercana producción de baterías de iones de Sodio (comúnmente, sal).

La mayoría de esta profusa mediatización del tema, si uno trabaja en este dominio, aparecen como simples interpretaciones simplistas o interesadas, lo cual uno puede verificar fácilmente haciendo un doble clic a la información y estado del arte y se quiere dar el trabajo de aplicar el sentido común y profundizar un poco en el tema.


En la "variopinta" información que yo he revisado sobre el tema (in crescendo, por cierto) me permito observar lo siguiente:

  • Las "novedades" se publican todas en el mismo plano en la plataforma medial que se use sumando valor agregado del titular y creatividad que tenga el autor. Ellas son tanto de nivel periodístico, político, opinología amateur salida del estómago, científica, industrial y propaganda descarada. (Esto es muy normal hoy en día y conduce finalmente a una espesa sopa espesa de verdades, medias verdades, mentiras y fantasías, las que, dependiendo del impacto mediático, crea posverdades o mentiras cuidadosamente elaboradas que llevan a influir la sociedad).

  • Estas Posverdades muchas veces conducen las líneas de acción de los países debido a la inexperiencia, falta de visión experta e interés fríamente calculado de los que toman las decisiones políticas tanto a nivel empresarial, analítico o gubernamental.

Las declaraciones interesadas y a veces desmedidas, son alarmantes y penetran peligrosamente en la opinión pública, incluso profesional, por lo que me preocupé al punto de escribir esta columna de "WARNING"".

 
 

Según mi análisis y opinión fundada, la verdad razonable detrás de las baterías de sodio actualmente, explicado en palabras muy simples, sería la siguiente:


SE DICE: "Las baterías de ion-sodio reemplazarán a las baterías de ion-litio debido a la abundancia indiscriminada enorme de recursos de sodio sobre el litio y por tanto serán muy económicas y no estarán perjudicando el futuro de la electromovilidad, como el Litio asentado en pocos países y con tinte muy político y amenazante."

R.- En efecto el sodio (sal) es muy abundante como recurso en la tierra y el mar, pero eso no garantiza que el producir baterías con ese material sea más barato. El problema del litio es por un lado un exceso de uso de propaganda política en ciertos países, lo cual lo ha desprestigiado amenazando al mercado. Por otro lado, existe realmente un salto temporal de precios, producto de un cuello de botella a nivel de refinerías, no de recursos o reservas, que son generosas, abundantes y distribuidas en el mundo en la medida que los exploten. Ello se iría regulando en el futuro no tan lejano.

Por ello, primero, hay que definir el grado de refinación necesario para el "grado batería" (ese nivel de purificación y granulidad es muy difícil de obtener en grandes volúmenes y en forma homogénea) y cuánto cuesta llegar a ese producto. Las refinerías no necesitan estar donde se extrae el Litio, como el caso de Australia (recurso muy impuro) -> refinerías (China). En Chile todo el Litio extraído se refina en el país.

Segundo; se debe incluir en la física del cátodo los materiales precursores que serán necesarios para albergar con cierta libertad y soporte los átomos de litio, como las mallas de hierro para el cemento en una pared (en el litio hay materiales como el níquel o el cobalto, inmensamente caros y que afectan más que el litio al precio de la celda o batería).

Entiendo que en las baterías de sodio los materiales precursores, esenciales, serían otros, posiblemente escasos también. Igualmente, el ser barato o caro se mide por la densidad energética (US$/KWh) y claramente la densidad energética máxima del sodio es una limitación física (atómica) e inferior a la del Litio como potencial energético.

Actualmente he leído en textos científicos que se menciona que la explotación de sodio grado batería podría llegar a unos US$ 3.500/ton en términos de producto final refinado, contra los actuales US$ 60.000/ton LCE (litio refinado).

Esa es una visión muy ambigua a mi juicio. El precio del Litio tiene un precio de escasez instantánea (spot) no de tendencia.

Los últimos proyectos se están evaluando a precios medios de largo plazo de alrededor de US$ 10.000. Si eso ocurriera en los próximos 4 años, la situación del sodio sería muy compleja a nivel industrial y comercial aun con ese precio "estimado" por los científicos.

En efecto, en dicho momento el efecto precio del producto "Litio grado batería refinado" volverá a tener una importancia mínima respecto del precio de la celda completa (menos de un 10%) y un producto como el sodio, con menos densidad y menor costo podría afectar en menos de un 5% el costo de la celda de Litio, pero agrega un riesgo de calidad que no pensamos sea elástico a ese nivel de precios (VER FIGURA)

PORCENTAJE RELATIVO DE COSTOS DE LITIO RESPECTO AL COSTO DE LOS PRODUCTOS SUBSECUENTES (LITIO LCE REF.- US$ 10K/ton)


En relación a ello hay que considerar que pasar de un proyecto de nivel piloto a escala industrial masiva, debe escalar a cientos de miles de toneladas, lo cual ha tomado décadas en el Litio. El Sodio, como elemento clave de baterías debe aún superar los desafíos de masividad y calidad certificada industrialmente del producto final, antes de llegar al precio objetivo de menos de US$ 4.000/ton en volúmenes similares al litio.


SE DICE: "Las baterías de sodio sustituirán a las de Litio en poco tiempo y el Litio será parte del pasado"

R.- Eso es una falacia muy fácil de rebatir. Ya se respondió que el precio esperado es aún una hipótesis no verificada. Por otro lado, la densidad energética de las baterías de sodio podría ser un tema limitante para los vehículos que necesitan densidades cada vez mayores (superior a 350 Wh/kg) que está en el potencial y roadmap de las baterías de Litio, mientras que las de sodio podrían llegar como máximo a unos 250 Wh/kg.

Por ello se menciona abiertamente que las baterías de sodio serían usadas para baterías estacionarias o de respaldo (electricidad) lo cual representará solo un 20% del total de requerimientos de baterías de Litio en los próximos 10 años. Ese sería el mercado accesible real. La competencia en dicho segmento de mercado estará dada en ese caso por precios principalmente (no hay grandes diferencias en potencia ni en vida útil entre baterías de Litio o Sodio en este segmento poco exigente).

La empresa CATL, que anuncia vehículos con baterías de sodio en un par de años, aún está a nivel de prototipo y claramente asociado a baterías híbridas (packs de litio y módulos de sodio) para distintos momentos de la conducción. CATL es el mayor fabricante de baterías de litio a nivel mundial con inversiones recientes de miles de millones de dólares en gigafactories de celdas de litio, que imagino debe pensar en amortizar en al menos 10 años.


SE DICE: "Las baterías de sodio son muy similares a las de Litio y las actuales fábricas podrán usar todas las máquinas de su línea de producción"

R.- Esta aseveración no toma en cuenta la capacidad productiva de sodio refinado de grado batería. Se estima que la producción de sodio grado batería y celdas de ion-sodio podría llegar recién a poder crecer significativamente en el año 2030 y ello en un escenario muy optimista (que difícilmente acepte inversiones de riesgo). La última palabra en la innovación siempre la determinará la industria y el riesgo que ella tolere los riesgos y beneficios de esa innovación, respecto de mantener su nivel de operación y ventas. Esto muy trivial y humano es un nudo muy difícil de superar.



CONCLUSIÓN

No niego que el sodio y las baterías económicas y eficientes sean una amenaza competitiva al Litio, pero de allí a proyectar el desplome a corto plazo de las baterías de Litio por efecto de esta naciente industria de baterías de Ion-Sodio me parece que es una exageración exacerbada por intereses de propaganda y fantasía.

La hipótesis es muy vaga y sin ningún sustento y apostar a ello hoy en la próxima década sería como apostar al casino, digamos a un 5% de posibilidades, como si fuere un cisne negro.


Más probable es que el uso populista del recurso LITIO por gobiernos latinoamericanos, para generar una emoción simplista  de "buenos" y "malos", afín a sus intereses políticos, afecte (ya lo está haciendo) con mucho mayor impacto la sustitución de este material.


La hipótesis razonable debido a las pocas mejoras de precio que se alcanzarían respecto del precio futuro del Litio, la menor performance per-se y las enormes barreras económicas de las recién inauguradas plantas de baterías de litio productivas, así como la escala de masividad (o momentum) de la demanda de vehículos eléctricos y sus crecientes requerimientos de mayor autonomía eléctrica, es que las baterías de litio bajen de precio y las baterías de sodio se tomen un buen tiempo en encontrar un nicho de mercado en una competencia feroz.

Probablemente, al menos en una década más, comenzando por pilotos en baterías estacionarias, el sodio podría ser una alternativa al Litio, pero aun seguirá compitiendo con baterías de Litio de segunda vida de los automóviles que puedan ser cicladas como estacionarias.

Me gustaría escuchar opiniones fundadas respecto a esta columna lo cual, apreciaría muchísimo para colocar este tema en su justa medida como se lo merece.

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