Para satisfacer la creciente demanda mundial de baterías de iones de litio, se necesitará mineral de litio equivalente a unas 74 nuevas minas de litio con un tamaño promedio de 45 000 toneladas métricas por año para 2035. Solo en Europa, se prevé que las gigafábricas de baterías produzcan unos 700 GWh cada año hasta 2025, lo que requerirá un suministro de 325 000 toneladas de hidróxido de litio y 325 000 toneladas de carbonato al año, según la agencia de informes de precios Benchmark Minerals Intelligence.

Esta nueva demanda es consecuencia de la carrera para alcanzar los objetivos climáticos de cero emisiones netas para 2050, pero ¿debería satisfacerse mediante una cadena de suministro que tenga emisiones de combustibles fósiles en todo el proceso?

John Walker, CEO, Tees Valley Lithium"Por supuesto que no", dice John Walker, director ejecutivo de Tees Valley Lithium (TVL). Forma parte de un equipo que tiene como objetivo crear una planta de hidróxido de litio en el noreste de Inglaterra con una capacidad de 96 000 toneladas métricas por año. Dice que enviar espodumena a miles de kilómetros y proceder a su posterior refinado mediante una combinación de energía dominada por el carbón en las plantas de procesamiento chinas existentes aumenta la ya sustancial huella de carbono de la minería y el transporte. La nueva flota de refinerías de litio que se está construyendo debe hacer las cosas de manera diferente, afirma.

"China controla más del 90 por ciento del litio del mundo y necesitará todo esto para sus propios planes de descarbonización", dice Walker, "por lo que Europa necesita construir su propia infraestructura".

Permitir una fabricación con bajas emisiones de carbono y residuos

El equipo que desarrolla la nueva empresa tiene la intención de construir su planta de hidróxido de litio en una parcela de 20 acres propiedad de Sembcorp Energy UK dentro del nuevo Teesside Freeport, en el noreste de Inglaterra. Pero, primero, la compañía procesará espodumena en sulfato de litio de alta calidad en Australia Occidental para su transporte y procesamiento en el Reino Unido, reduciendo los volúmenes transportados en un 80 por ciento. En ambos lugares, la compañía tiene la intención de emplear tecnología innovadora y revolucionaria para permitir una fabricación con bajas emisiones de carbono y pocos residuos.

The planned lithium hydroxide refining facility in northeast England will be the world’s largest of its kind when finalized, producing 96,000 metric tons per year."En este punto, hemos completado el estudio de viabilidad de Clase 4, las muestras de calidad de producción del proyecto han sido verificadas por Cathode Active Material, hemos firmado un acuerdo de suministro con el comerciante mundial de metales Traxys y tuvimos una ronda de inversión inicial que ha superado los 1,2 millones de libras esterlinas", indica Walker. La planta destinada al Reino Unido está diseñada en torno a cuatro trenes de producción, cada uno con una capacidad de 24 000 toneladas de hidróxido de litio al año. "El objetivo es tener terminado el primero de los cuatro trenes de fabricación a finales de 2024", añade.

Permitir que la reducción de la huella de carbono oriente el diseño del proyecto

La ambiciosa escala temporal del proyecto TVL es parte de una ola de nuevos proyectos, entre los que se encuentran los grandes planes de competidores consolidados como Albemarle y un proyecto de bajo desperdicio y bajo carbono desarrollado por Green Lithium, también en el Reino Unido. Para estos proyectos, el hecho de que se garanticen la inversión externa y los permisos implicará dejar claras sus opciones con respecto a las fuentes de energía, el combustible y la sostenibilidad.

Walker dice que, en el proyecto TVL, la reducción de la huella de carbono dará forma a cada etapa del diseño del proyecto.

"Estamos planificando el mayor proyecto de este tipo y hemos encargado a MINVIRO que realice un análisis independiente del ciclo de vida y una comparación con las tecnologías convencionales", afirma.

Electrificar cada etapa del proceso para eliminar las emisiones de carbono

La presidenta de Tesla, Robyn Denholm, ha destacado que aproximadamente la mitad de las emisiones de carbono de una celda de batería provienen de la minería y ha expresado su preocupación por la logística: "La mejor manera de reducir la huella de carbono de los minerales es dejar de enviarlos cruzando 9000 kilómetros de océano antes de refinarlos", afirmó en un discurso ante el Minerals Council of Australia el año pasado.

Entonces, ¿qué tiene previsto hacer TVL de manera diferente para evitar las emisiones de CO2 asociadas a las tecnologías convencionales?

Los planes de TVL requieren una refinería intermedia cerca de Port Hedland en Australia Occidental, donde se pretende emplear nuevas tecnologías para obtener sulfato de litio de alta calidad para luego transportarlo y procesarlo en el centro del Reino Unido. Esto ofrece a las empresas mineras otra opción, aparte de vender a China.

Estamos muy interesados en electrificar cada etapa del proceso para eliminar las emisiones de carbono, lo que incluye los pasos de calcinación de espodumena y tostado con ácido sulfúrico en los hornos rotatorios, así como el paso de secado.

"Estamos muy interesados en electrificar cada etapa del proceso para eliminar las emisiones de carbono, lo que incluye los pasos de calcinación de espodumena y tostado con ácido sulfúrico en los hornos rotatorios, así como el paso de secado", comenta Walker. "Para nosotros no tiene sentido provocar un desastre medioambiental para solucionar otro".

El proceso electroquímico buscará utilizar electricidad con bajas emisiones de carbono en el Reino Unido para producir hidróxido de litio a partir de sulfato de litio sin necesidad de productos químicos con una alta huella de carbono, como la sosa cáustica, y al mismo tiempo liberará el ácido sulfúrico consumido en la producción de sulfato de litio en Australia sin generar residuos.

En la segunda parte de este artículo, analizamos la electrificación de las operaciones propuestas en el Reino Unido y Australia, y cómo Kanthal puede satisfacer esta nueva demanda de electrificación de procesos.