La ‘magia’ de convertir una batería de coche eléctrico en energía solar
Instalación de placas solares fotovoltaicas. Foto: PxHere.
Como ocurre con casi todo en medio ambiente, primero se extrae, fabrica, consume y producen residuos, y luego ya se ve cómo se reduce, repara, reutiliza y recicla. Vamos a esperar a tener 30 millones de coches eléctricos con sus baterías circulando por las calles de la Unión Europea y más millones de placas solares fotovoltaicas almacenando energía en más baterías para contar con una legislación para tratarlas como es debido –de la cuna a la tumba– cuando algunas de ellas están ya fuera de uso. Afortunadamente, hoy en día hay iniciativas que intentan paliar este dislate dando una segunda vida a una batería de automóvil eléctrico en una instalación de energía solar fotovoltaica.
Mientras que la Unión Europea prepara, discute y aprueba una nueva y más ambiciosa directiva sobre baterías (la actual data de 2006), en Azuqueca de Henares (Guadalajara), Borja Álvarez, al frente de una plantilla de 20 trabajadores, prepara para una segunda vida más de la mitad de las 250 baterías anuales de coches eléctricos que llegan hasta las instalaciones de Envirobat. Esa segunda vida tiene que ver con otro elemento importante de la sostenibilidad ambiental: las energías renovables, y más en concreto las pequeñas plantas de generación de energía eléctrica a partir del sol.
La memoria me pide hacer aquí un paréntesis sentimental. José Álvarez, padre de Borja, fue el protagonista, a principios de los años noventa del pasado siglo, de algunos de mis primeros artículos dentro del periodismo ambiental. Entonces era un taxista altamente preocupado por el uso y desecho de pilas por la carga contaminante que suponían (las recogía incluso personalmente) y por la inacción de las administraciones al respecto. Él ya tenía en mente cómo limitar esa carga con el reciclado y la reutilización. Hay que recordar que la primera ley al efecto en España no llega hasta 1996, y sin objetivos de reciclado. Hoy José Alvárez ha pasado el testigo a su hijo al frente de la dirección general de Envirobat España.
“Somos la única empresa autorizada para dar una segunda vida a las baterías de coches eléctricos”, comenta de entrada Borja Álvarez, y no dejo de sentir cierta satisfacción personal por apostar desde un primer momento por comunicar lo que esta familia hacía respecto a todo tipo de pilas y baterías. “Las baterías de litio-ion que nos llegan las tratamos y adaptamos para que puedan seguir utilizándose entre cinco y diez años más en instalaciones fotovoltaicas, sobre todo de autoconsumo”, prosigue Álvarez junior. En la planta de Azuqueca de Henares desmontan las baterías, las revisan, testean y comprueban si uno o algunos de sus módulos están en condiciones para ser reutilizados.
El consumo de baterías de coches se multiplica por 20
Hay que prepararse convenientemente para replicar este trabajo porque las necesidades de almacenamiento energético se van a disparar en esta década. Según un informe de 2019 del Global Battery Alliance y el Foro Económico Mundial, la demanda se multiplicará por 14 entre 2018 (184 GWh) y 2030 (2.623 GWh). Y no es baladí enfocar los esfuerzos en la automoción, porque se llevará casi el 90% de esa demanda. Pongamos como ejemplo a España: según el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (Miterd), las 28 toneladas de baterías de litio-ion puestas en el mercado en 2018 en el ámbito de la automoción se convirtieron en 551 en 2021, veinte veces más; y en el sector industrial pasaron de 4.000 a 18.000 toneladas. Un último estudio, este de Greenpeace, calcula que entre 2021 y 2030 quedarán fuera de uso en todo el mundo casi 13 millones de toneladas de baterías de iones de litio solo de coches eléctricos, y que si no se extienden y mejoran los procesos de reciclaje y reutilización, conllevarán la extracción de 10,35 millones de toneladas de litio, cobalto, níquel y manganeso.
Ahora las baterías llegan a Envirobat principalmente desde los sistemas colectivos de responsabilidad ampliada del productor (SCRAP) o de compañías automovilísticas. Como la vida útil de una batería de un coche eléctrico ronda los nueve años y el principal aumento de ventas en España se ha producido en los últimos dos o tres, en Envirobat entran sobre todo baterías con algún problema de conexión, golpes o defectos de fábrica. Del resto, Borja Álvarez recuerda: “Una batería que no sirve para automoción porque no carga más allá del 70 o el 80 % es perfectamente viable para almacenar energía de una instalación solar fotovoltaica”.
Urge mejorar la recogida, reutilización y reciclado
Y cuando no se le puede dar una segunda vida, ¿qué pasa con unas baterías, sean de coches o de plantas solares, que contienen un cóctel altamente contaminante de litio, cobalto, hierro, grafito, fosfato, níquel, manganeso, aluminio y cobre, entre otros elementos? “Las mandamos a plantas especializadas de Alemania”, contestan desde Envirobat. Hasta el momento, el método más extendido de tratamiento no consigue recuperar elementos tan valiosos y críticos como grafito, litio o aluminio, ya que la opción habitual es someterlos a procesos pirometalúrgicos, es decir, su fundición en altos hornos a más de 1.500 grados centígrados.
De momento, España es uno de los países que, de partida, antes de llegar al proceso de tratamiento, incumple la normativa vigente en cuanto a recogida de residuos de pilas y acumuladores en automoción, donde se incluyen las de los coches eléctricos, e industriales, donde entran las de las instalaciones fotovoltaicas. Aunque en las de automoción son mayoría las baterías clásicas de plomo-ácido, las últimas cifras aportadas por el Miterd permiten ver que se recoge el 83,6% (con datos de 2019) de las que se generan, cuando según el Real Decreto 106/2008 sobre pilas y acumuladores y la gestión ambiental de sus residuos debería ser casi total, del 98%, debido a su alta peligrosidad.
La nueva directiva europea que se avecina exigirá que se recuperen aún más baterías, que se reutilicen y reciclen más y mejor, que duren más y que se extraigan los menos recursos posibles para su fabricación y en las mejores condiciones ambientales y sociales. Por este motivo, centros de investigación y compañías automovilísticas invierten en desarrollar métodos más sostenibles desde los puntos de vista ambiental, social y económico. El pasado año Volkswagen daba a conocer algunos avances vinculados a su planta piloto de Salzgitter.
Desde la marca alemana aseguran que podrán llegar al 90% del material reciclado con un triple proceso: la extracción mecánica de cobre, aluminio y plástico; la trituración del resto de componentes hasta obtener un «polvo negro» que contiene grafito, litio, manganeso, cobalto y níquel; y la separación de estos componentes mediante un proceso hidrometalúrgico, utilizando agua y disolventes. En España, Endesa y Urbaser prevén que para finales de 2023 esté en marcha en Cubillos del Sil (León) la primera planta con capacidad para tratar 8.000 toneladas al año de baterías.
Centro puntero en investigación de almacenamiento de energía
De momento, nos quedamos en el Parque Tecnológico de Álava, en Vitoria/Gasteiz. Allí se asienta uno de los centros de investigación punteros en Europa en almacenamiento de energía, CIC Energigune. Allí inciden en que “las baterías de iones de litio gastadas se consideran residuos peligrosos debido a sus propiedades explosivas y corrosivas y, en ocasiones, a su contenido en sustancias químicas tóxicas. Se requieren medidas especiales para manipularlas durante las operaciones de desmantelamiento y trituración”. También subrayan el beneficio que supone la reducción de la demanda de nuevas baterías tras darles una segunda vida: “Disminuye la demanda bruta de energía y reduce la necesidad de materias primas, el proceso de extracción de materiales perjudiciales para el medio ambiente, el agua para la extracción, las emisiones de CO2 y la electricidad para la fabricación de las celdas”.
De entrada, mantienen que hay que mejorar el proceso incluso en el paso previo del pre-tratamiento mecánico y la separación segura y rentable durante las operaciones de desmontaje. “Esta fase previa es crítica”, señala Néstor Antuñano, ingeniero asociado del Área de Almacenamiento Electroquímico de CIC Energigune, “para el avance de los procedimientos de reciclaje, ya que de ella depende en muchos casos la seguridad de todo el procedimiento posterior, así como las posibilidades de recuperar el mayor número de componentes de la batería. Además, advierte: “El futuro del reciclado de baterías no sólo tendrá como objetivo recuperar los metales valiosos críticos, sino también tratar los elementos no metálicos, como grafito, electrolito, disolvente, sales y polímeros”.
Antuñano habla también de no desdeñar otra línea de investigación aparte de la pirometalúrgica y la hidrometalúrgica: el reciclado directo. “Con él se pretenden restaurar las propiedades iniciales y la capacidad electroquímica de los materiales catódicos sin descomponerse en elementos sustitutivos, que pueden reutilizarse directamente para la fabricación de nuevas baterías. Para ello se analizan diferentes procesos mecánicos, térmicos, químicos y electroquímicos que permitan lograr revivir la batería durante el proceso de reciclaje”, concluye el ingeniero de CIC Energigune.
También se investiga en la posibilidad de darles otros usos: almacenamiento de energía dentro del hogar, bicicletas, patinetes, maquinaria industrial, robots… Aunque, como en todos los casos donde la demanda de recursos es tan intensa y contaminante, lo mejor es reducir. En general, hay que fomentar el ahorro y la eficiencia energética para bajar notablemente la demanda, incluida las necesidades de movilidad, utilizar el transporte público o alquilar o compartir vehículos sin necesidad de comprar uno nuevo. Expertos en coches eléctricos advierten también que no es bueno ni que la carga de la batería baje de forma rutinaria del 40% ni que se cargue al 100%. Y desde el sector fotovoltaico, más recomendaciones: evitar que la batería esté expuesta a altas temperaturas y a la luz solar directa, y situarla siempre en su posición natural, con los bornes hacia arriba.
ECOLEC se suma a ‘El Asombrario’ #SúmateAlReciclajeResponsable
Comentarios
Roberto
Por Roberto, el 29 abril 2022
Muy interesante artículo y muy bien escrito, por cierto. Gracias Javier Rico.