Un nuevo e importante estudio realizado por investigadores del Laboratorio Nacional de Argonne del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) ha aportado nuevos conocimientos críticos sobre el proceso de producción de litio y su relación con la sostenibilidad medioambiental a largo plazo, especialmente en el ámbito del transporte con baterías y vehículos eléctricos.
El artículo «Energy, Greenhouse Gas, and Water Life Cycle Analysis of Lithium Carbonate and Lithium Hydroxide Monohydrate from Brine and Ore Resources and Their Use in Lithium Ion Battery Cathodes and Lithium Ion Batteries» (Análisis del ciclo de vida de la energía, los gases de efecto invernadero y el agua del carbonato de litio y el hidróxido de litio monohidratado a partir de salmuera y recursos minerales y su uso en cátodos de baterías de iones de litio y baterías de iones de litio), publicado en la revista Resources, Conservation & Recycling, fue el resultado de una colaboración única con SQM, una empresa chilena que es uno de los mayores productores de litio del mundo.
Según el analista del ciclo de vida de Argonne y autor principal, Jarod Kelly, los investigadores -utilizando datos operativos suministrados por SQM- descubrieron que el abastecimiento de litio, tanto desde el punto de vista del proceso como de la ubicación, puede afectar en gran medida a sus impactos ambientales asociados.
«Los resultados muestran que la salmuera de litio concentrada y sus productos finales relacionados pueden variar significativamente en el consumo de energía, las emisiones de gases de efecto invernadero, las emisiones de dióxido de azufre y el consumo de agua en función del método de asignación de recursos utilizado», explicó Kelly.
Los investigadores modelaron el litio a base de salmuera extraído del Salar de Atacama, un gran salar situado en el norte de Chile, cerca de la cordillera de los Andes. El litio se seca de forma natural en grandes estanques para evaporar el agua, concentrar el litio y eliminar las impurezas. Posteriormente se añaden materiales y energía para producir carbonato de litio e hidróxido de litio. Estos dos productos finales se envían por todo el mundo a los productores de cátodos de baterías, que los procesan para obtener una gran variedad de materiales para baterías.
Los resultados del estudio podrían tener importantes implicaciones para optimizar la producción de litio en cada etapa del proceso, lo que daría lugar a productos más respetuosos con el medio ambiente, en particular los vehículos eléctricos de batería. La Agencia Internacional de la Energía predice que la demanda de litio puede llegar a multiplicarse por 40 entre 2020 y 2040, debido principalmente al despliegue mundial de vehículos eléctricos.
«El examen de la producción actual de litio y la búsqueda de la producción futura, incluida la de Estados Unidos, son fundamentales para mantener el despliegue de los vehículos eléctricos», dijo Michael Wang, director del Centro de Evaluación de Sistemas de Argonne y coautor del estudio.
«Este estudio establece una línea de base para las prácticas actuales y nos muestra áreas potenciales de mejora», añadió Kelly. «Con más investigación, será posible utilizar esta información para ayudar a desarrollar las mejores prácticas para producir litio de la manera más sostenible».
SQM se puso inicialmente en contacto con Argonne el año pasado para colaborar en apoyo de los ambiciosos objetivos de sostenibilidad que la empresa dio a conocer recientemente. «De acuerdo con nuestro plan de sostenibilidad, queremos examinar más de cerca las emisiones de carbono, el consumo de agua y el consumo de energía en nuestros productos de litio, y ver cómo afecta al resto de la cadena de valor», dijo Veronica Gautier, jefe de innovación de SQM. «Esta información nos ayudará a alcanzar nuestro objetivo de ser neutros en carbono para 2030».
El análisis también ayudará a abordar una cuestión general en la tendencia mundial hacia la electrificación del transporte con vehículos eléctricos de batería, dijo Wang. «A menudo, la electrificación tiene como objetivo la sostenibilidad medioambiental. Pero necesitamos saber más sobre la producción de baterías de litio antes de poder decir que estamos realmente en una vía sostenible», dijo. «Este estudio proporciona información crucial sobre la cadena de valor de la movilidad eléctrica».
El análisis formal utilizó la herramienta de modelización de código abierto de Argonne, GREET (Greenhouse gases Regulated Emissions and Energy in Technologies), con datos detallados y conocimientos técnicos procedentes de SQM. Además del litio en salmuera extraído en Chile, los investigadores ampliaron sus datos modelando el litio en mineral extraído del mineral de espodumeno en Australia Occidental.
Kelly dijo que era el primer análisis de este tipo que se basaba en datos tan completos de un socio industrial. Gautier añadió que SQM se alegraba de que los resultados del estudio estuvieran ahora a disposición del público y contribuyeran a los esfuerzos mundiales para garantizar una producción de litio responsable y sostenible.
«Es importante para nosotros tener una transparencia total y completa sobre cómo funciona nuestro proceso, y estamos encantados de aprovechar la experiencia y los conocimientos de Argonne», dijo. «Compartir esta información tendrá un gran valor educativo».
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