A bateria de íons de lítio já reformulou a forma como vivemos, permitindo a proliferação de telefones celulares e tablets. Agora, a tecnologia está ajudando a impulsionar a eletrificação do transporte e a transição para a energia renovável. Na verdade, a bateria de íons de lítio tornou-se tão essencial para o progresso tecnológico que em 2019 seus inventores receberam o Prêmio Nobel de Química.

À beira do auge de uma bateria

Sachin Pimpalnerkar, Global Segment Manager for Renewables, KanthalDesde a década de 1990, o crescimento da produção de baterias de íons de lítio foi impulsionado pela crescente demanda por eletrônicos portáteis de consumo, como smartphones, tablets e laptops. No entanto, embora este continue a ser um segmento significativo, o desenvolvimento de veículos elétricos desencadeou um aumento na demanda por baterias. A Comissão Europeia estimou que o mundo terá entre 50 milhões e 200 milhões de carros elétricos até 2028, em comparação com os 4 milhões em 2018, e até 900 milhões de veículos em 2040.

Além disso, a transição para fontes de energia renováveis deve aumentar a demanda por baterias de íons de lítio para armazenamento. Visto que as energias solar e eólica são fontes intermitentes, elas não são tão confiáveis quanto os combustíveis fósseis. No entanto, ao fornecer capacidade de armazenamento, as baterias de íons de lítio podem tornar a energia renovável muito mais confiável e viável.

As baterias de íons de lítio são um grande facilitador tecnológico e vão impulsionar um tremendo crescimento na capacidade de fabricação, especialmente na Europa

“As baterias de íons de lítio são um grande facilitador tecnológico e vão impulsionar um tremendo crescimento na capacidade de fabricação, especialmente na Europa”, afirma Sachin Pimpalnerkar, gesto global de segmento para energias renováveis na Kanthal.

Mais por menos

Além de aumentar a capacidade de produção, há duas outras áreas importantes para os fabricantes de baterias se concentrarem: a melhoria contínua da densidade de energia das baterias e as reduções drásticas nos custos.

“Os veículos elétricos atuais têm autonomia limitada, demoram muito para recarregar e os custos ainda são muito altos”, diz Pimpalnerkar. "Cerca de 30% a 40% do custo de um veículo elétrico está na própria bateria. No entanto, a densidade de energia está melhorando, o que significa a possibilidade de armazenar mais energia no mesmo espaço, e o preço está cada vez menor. Em um futuro bem próximo, se tornará comparável a um motor de combustão.”

Entre 2010 e 2023, o custo médio de uma bateria de íons de lítio deve cair de 1.160 dólares por quilowatt-hora para perto de apenas US$ 100/kWh. As projeções atuais sugerem que, até 2024, o preço poderá baixar para menos de US$ 100 por kWh, ponto em que os veículos elétricos alcançam a paridade com o motor de combustão interna tradicional.

Expansão da produção

Para atender a essa demanda, a produção atual precisará crescer exponencialmente nos próximos anos. De acordo com a Wood MacKenzie, uma empresa global de pesquisa e consultoria, a capacidade cumulativa da bateria de íons de lítio deve aumentar mais de cinco vezes, para 5.500 GWh, entre 2021 e 2030. Enquanto isso, a capacidade da China em 2023 deve chegar a 800 GWh.

Isso terá um efeito multiplicador sobre a demanda por matérias-primas.

Novas tecnologias de extração e fontes de abastecimento podem preencher a lacuna, de acordo com um estudo da McKinsey & Company. Um pipeline de projetos provavelmente introduzirá novos personagens e regiões no mercado, como Europa Oriental, México, EUA e Canadá, mas também locais normalmente não associados à mineração de lítio: Sibéria, Tailândia, Reino Unido e Peru.

De acordo com o estudo da McKinsey, o desenvolvimento de tecnologia, como a extração de lítio de águas residuais de campos petrolíferos, pode ser uma nova fonte. Da mesma forma, novos métodos para um processo direto de lítio ao produto, chamado tecnologia DLP, podem ter um impacto significativo no fornecimento se forem bem-sucedidos.

Enquanto isso, espera-se que a reciclagem de baterias aumente durante a década atual, mas em níveis baixos. Até 2030, esse suprimento secundário deverá representar cerca de apenas 6% da produção total de lítio.

"À medida que a demanda por baterias de íons de lítio decola rapidamente, os produtores mundiais de lítio estão investindo em refinarias de lítio novas e aprimoradas com impacto ambiental mínimo", diz Pimpalnerkar. "Quanto aos processos de aquecimento envolvidos na extração de lítio, o desafio, como em todos os processos industriais de produção de alta temperatura, é minimizar as emissões de CO2 e outros gases nocivos, como NOx, e maximizar a eficiência energética e a produtividade – tudo isso enquanto garante uma saída consistente e de alta qualidade. É aqui que os sistemas de aquecimento elétrico da Kanthal entram em ação."