Los coches eléctricos están despegando, pero ¿cuándo seguirá el reciclaje de baterías?

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Muchas empresas e inversores están ansiosos por reciclar las baterías, pero podría pasar una década o más antes de que estén disponibles suficientes baterías de iones de litio usadas.

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Por Niraj Chokshi y Kellen Browning

Niraj Chokshi y Kellen Browning informaron esta historia desde Reno, Nevada. Chokshi también viajó a Rochester, Nueva York, y Browning a Adelanto, California.

Benjamin Reynaga usó herramientas eléctricas para abrirse paso en un destartalado Honda Fit híbrido en una planta de desguace de automóviles al borde del desierto de Mojave hasta que llegó a la parte más importante del automóvil: su batería de iones de litio.

El vehículo en sí estaba listo para ser aplastado, pero la batería sería tratada con cuidado. Se desmontaría cerca y luego se enviaría a Nevada, donde otra empresa, Redwood Materials, recuperaría algunos de los metales valiosos del interior.

La planta donde trabaja el Sr. Reynaga, en Adelanto, California, está a la vanguardia de lo que los expertos de la industria automotriz, los ambientalistas y la administración Biden creen que podría ser una parte importante de un cambio global hacia los vehículos eléctricos: reciclar y reutilizar metales como el cobalto. , litio y níquel. Si las baterías superan su capacidad máxima de suministro, los ingredientes para las nuevas, los automóviles, camiones y furgonetas eléctricos se volverían más asequibles y ambientalmente sostenibles.

"Nos estamos preparando", dijo Nick Castillo, quien administra la planta para LKQ Corporation. La instalación desmantela principalmente vehículos de gasolina, pero se está preparando para desarmar más vehículos híbridos y eléctricos. "Sabemos que eventualmente se hará cargo, será el futuro".

Las ventas de automóviles y camiones eléctricos están despegando, y las industrias automotriz y de baterías están invirtiendo miles de millones de dólares para mejorar y construir fábricas. Estos autos podrían ayudar a abordar el cambio climático, pero las baterías plantean sus propios problemas. Las materias primas pueden ser difíciles de extraer, a menudo se encuentran en países con malos antecedentes en materia de derechos humanos y requieren un procesamiento que deje residuos nocivos.

Afortunadamente, esos ingredientes de la batería también son altamente reutilizables. Y ahora ha comenzado una carrera para recolectar y reciclar las baterías de iones de litio usadas. Los capitalistas de riesgo, los fabricantes de automóviles y las empresas de energía están invirtiendo dinero en docenas de empresas de reciclaje nuevas en América del Norte y Europa.

“Estamos alejando a toda nuestra sociedad de los combustibles fósiles y de alto contenido de carbono; no podemos subestimar la escala de ese desafío”, dijo Gavin Harper, investigador de la Universidad de Birmingham en Inglaterra que estudia el reciclaje de baterías. "La demanda va a ser tan enorme".

Pero a pesar de todo el optimismo, este nuevo negocio enfrenta un desafío abrumador: pocas baterías estarán disponibles para reciclar durante una década o más. Tesla, que domina el negocio de los vehículos eléctricos, comenzó a vender autos en 2008 y hasta 2017 vendió menos de 100.000 autos al año. Hay otras fuentes para reciclar hoy, incluidos los híbridos y los productos electrónicos de consumo, pero el suministro es limitado y la recolección puede ser un desafío.

Eso ha dejado a las empresas de reciclaje en una posición difícil. Necesitan invertir en fábricas, maquinaria y trabajadores o arriesgarse a perder terreno frente a los competidores. Pero si invierten demasiado rápido, podrían quedarse sin dinero antes de que muchas baterías viejas lleguen a sus muelles de carga.

"Hay personas que simplemente están gastando dinero, porque no tienen la materia prima para poder fabricar el material para vender", dijo Eric Frederickson, director general de operaciones de Call2Recycle, un programa sin fines de lucro que ayuda a los recicladores a encontrar pilas viejas

Las empresas también tienen que descubrir cómo encontrar, recolectar y desmantelar las baterías. Tienen que trabajar con muchos desmanteladores, depósitos de chatarra y grupos sin fines de lucro. Y debido a que las baterías son propensas a incendios y se empaquetan y construyen de manera diferente de un modelo a otro, desmontarlas puede ser complicado y peligroso.

Entre las empresas que reciclan baterías, destaca Redwood. La compañía fue fundada por JB Straubel, un ex alto ejecutivo de Tesla, y ha recaudado más de mil millones de dólares de inversionistas, dijo. Redwood se ve a sí mismo principalmente como un productor de materiales para baterías, hechos de metales extraídos o recuperados, y ha establecido asociaciones de reciclaje con Ford Motor, Toyota, Volkswagen y Volvo. Redwood también recicla desechos de una planta de baterías operada por Panasonic y Tesla, cerca de Reno, Nevada.

En un terreno llano y polvoriento cerca de esa planta, Redwood está construyendo un campus de 175 acres. Allí, la empresa recupera metal de baterías viejas y produce materiales para baterías nuevas. Redwood anunció la semana pasada que gastaría al menos $3500 millones en otro campus en Carolina del Sur, en una región del país que se está convirtiendo rápidamente en un centro para la producción de baterías y vehículos eléctricos.

Las baterías tienen un ánodo y un cátodo, que contiene la mayor parte del metal valioso de una batería. Cuando se usa una batería, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo. El flujo se invierte durante la carga.

La mayoría de los ánodos y cátodos provienen de China, pero Redwood espera cambiar eso. En las instalaciones de Nevada, la empresa está fabricando láminas de ánodo delgadas utilizando cobre reciclado. Redwood también planea fabricar materiales de cátodo allí utilizando cobalto reciclado y una mezcla de litio y níquel reciclados y extraídos. Panasonic dijo recientemente que planeaba usar los productos de Redwood en sus baterías en dos fábricas de EE. UU.

Redwood recibe regularmente baterías usadas y chatarra de proveedores como LKQ y socios como Panasonic. Parte de ese material se calienta primero a bajas temperaturas en un proceso patentado. Todas las baterías pasan por baños químicos y otros procesos para aislar y extraer metales específicos.

Redwood compra metal virgen porque no hay suficientes baterías viejas ni chatarra. Pero la minería y el transporte pueden consumir mucho carbono y estar sujetos a problemas en la cadena de suministro, por lo que los ejecutivos de la compañía dijeron que estaban ansiosos por utilizar más metales recuperados.

"Queremos incorporar tanto contenido reciclado como podamos porque es una materia prima disponible que es local", dijo Kevin Kassekert, director de operaciones de Redwood. "Pero tendremos que aumentar eso".

Otros negocios se centran únicamente en el reciclaje. Li-Cycle, una empresa canadiense fundada en 2016 por dos ex consultores de ingeniería, Ajay Kochhar y Tim Johnston, está construyendo varias plantas.

En los centros de acopio de Alabama, Arizona, Nueva York y Ontario, la empresa descompone baterías y fabrica chatarra. En su planta de Rochester, Nueva York, una cinta transportadora transporta los materiales un piso arriba antes de dejarlos caer en una tina donde se trituran mientras se sumergen en una solución química patentada para evitar incendios.

Las piezas resultantes se separan y Li-Cycle luego recolecta una sustancia granular, conocida como masa negra, que se procesa en sus componentes metálicos en otro lugar. Pero Li-Cycle planea una inversión de capital total de alrededor de $ 485 millones para construir una instalación, también en Rochester, para convertir la sustancia en litio, cobalto y níquel de grado de batería.

Li-Cycle, que se convirtió en una empresa que cotiza en bolsa en 2021, dijo que tenía más de 100 proveedores de baterías, incluida una asociación con Ultium Cells, una empresa conjunta entre General Motors y la empresa de baterías de Corea del Sur LG Energy Solution. Li-Cycle también tiene asociaciones estratégicas con el gigante minero Glencore y Koch Industries, el conglomerado privado con amplias operaciones de combustibles fósiles. Juntas, esas dos empresas han invertido $300 millones en Li-Cycle.

"Tuvimos suerte de haber tomado el camino que tomamos, cuando lo hicimos", dijo el Sr. Kochhar. "Esta es una industria que requiere, al igual que la fabricación de baterías, una buena cantidad de capital".

El reciclaje de baterías aún es relativamente nuevo en América del Norte, pero las empresas más maduras en el extranjero podrían brindar una pista de lo que está por venir. En China, por ejemplo, hay muchos recicladores pero escasea el material.

"Tienen demasiada capacidad y muy pocas baterías para reciclar", dijo Hans Eric Melin, quien fundó Circular Energy Storage, una firma consultora que se especializa en el mercado de baterías viejas de iones de litio. "Creo que esa es exactamente la situación que enfrentaremos tanto en Europa como en América del Norte".

Podría tomar muchos años para que el reciclaje se convierta en una industria próspera en los Estados Unidos. Hay relativamente pocos vehículos eléctricos en las carreteras y la mayoría son nuevos. Los teléfonos inteligentes, las computadoras portátiles y otros dispositivos electrónicos también contienen baterías de iones de litio, pero son difíciles de recolectar y no hay suficientes para satisfacer las crecientes necesidades de la industria automotriz.

Pero los legisladores y los grupos ambientalistas quieren que el reciclaje despegue rápidamente para reducir las emisiones de carbono, proteger a la nación de una dependencia excesiva de los productores extranjeros y promover la eliminación segura de las baterías.

La Ley de Reducción de la Inflación firmada por el presidente Biden durante el verano, por ejemplo, requiere que una parte cada vez mayor de los minerales valiosos de una batería se obtengan en el país o de un aliado comercial antes de que los vehículos califiquen para los créditos fiscales. Y la Unión Europea parece estar cerca de exigir una cantidad mínima de contenido reciclado en todas las baterías de los vehículos eléctricos.

Por ahora, los recicladores se concentran en recolectar chatarra de la fábrica.

Se están construyendo enormes plantas de baterías en todo el mundo, incluidas muchas en los Estados Unidos. Esas fábricas podrían proporcionar a los recicladores una gran cantidad de material de batería defectuoso o en exceso, particularmente en sus primeros años.

"Siempre hay pérdidas inevitables a lo largo del proceso de creación de una celda para una batería de iones de litio", dijo Sarah Colbourn, analista de investigación de Benchmark Mineral Intelligence. "Debido a eso, realmente existe la oportunidad de reciclar esos desechos".

Tal chatarra representará alrededor del 78 por ciento de los materiales reciclables a nivel mundial en 2025 y seguirá siendo la principal fuente para los recicladores hasta mediados de la década de 2030, cuando las baterías usadas tomen el relevo, según un informe reciente de la Sra. Colbourn.

Pero reciclar esas baterías agotadas no será fácil. La recolección de chatarra es relativamente simple. Los materiales similares de las fábricas se procesan en lotes. Las baterías usadas vienen en diferentes formas y tamaños.

Los diseños y métodos de construcción estandarizados podrían ayudar, pero la mayoría de las compañías de automóviles y baterías han mostrado poco interés en eso. En cambio, están trabajando en diferentes enfoques mientras compiten para fabricar autos que puedan viajar más lejos con una carga.

En marzo, mientras Redwood se preparaba para mudarse al campus más grande cerca de Reno, los trabajadores de una planta más pequeña en las cercanías de Carson City estaban ocupados procesando productos electrónicos de consumo usados. Algunos clasificaron grandes contenedores de baterías de herramientas eléctricas, computadoras portátiles y otros dispositivos, mientras que otros supervisaron cintas transportadoras que arrojaban baterías en contenedores giratorios para calentarlas y descomponerlas.

"Tenemos la oportunidad de revolucionar la forma en que se recupera el material y se envía de regreso a la cadena de suministro en el lado de los vehículos eléctricos", dijo el Sr. Kassekert, ejecutivo de Redwood. "Un átomo de metal se puede reciclar una cantidad infinita de veces; solo es cuestión de cómo se obtiene de manera eficiente".

Después de años de perder terreno frente a China, los ejecutivos y legisladores de EE. UU. y Europa son optimistas de que el reciclaje de baterías puede ayudar rápidamente a establecer una industria nacional de baterías. Pero pueden tener un duro despertar, dijo el Sr. Melin, el consultor.

Las baterías de los vehículos eléctricos pueden durar de 15 a 20 años. Incluso entonces, muchas baterías encontrarán una segunda vida, para almacenar energía eólica y solar para usar cuando no haya viento o sol, por ejemplo, antes de que se reciclen.

"No habrá mucho material para reciclar durante mucho tiempo", dijo Melin. "Y eso obviamente es algo positivo porque la razón principal es que las baterías están en los autos".

Una versión anterior de este artículo citó una estimación de costos desactualizada para una fábrica que Li-Cycle está construyendo en Rochester, Nueva York, para convertir materiales reciclados en litio, cobalto y níquel aptos para baterías. La compañía dice que espera que la inversión de capital total sea de unos 485 millones de dólares, no de 175 millones de dólares.

Cómo manejamos las correcciones

Niraj Chokshi cubre el negocio del transporte, con un enfoque en vehículos autónomos, aerolíneas y logística. @nirajc

Kellen Browning es un reportero de tecnología en San Francisco, donde cubre la economía de los conciertos, la industria de los videojuegos y noticias de tecnología en general. @kellen_browning

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