Los CUATRO Pilares de la transición

Por mucho que leamos últimamente de la importancia de minerales críticos (litio, cobalto, níquel etc..) para la transición energética yo creo que todavía hay cuatro elementos básicos que NO son ninguno de estos minerales, que los define muy bien Vaclav Smil.

Creo que estos minerales críticos son muy importantes y son el corazón de la vida moderna digital ya que según la Agencia Internacional de Energía (AIE) un coche eléctrico requiere seis veces más minerales que uno convencional y un parque eólico necesita nueve veces más metales que uno de gas.

A pesar de todo y considerando que son importantes y que el crecimiento que están teniendo estos años es exponencial, pero NO suficiente para desbancar a los 4 pilares actuales y estimo que futuros que son:

✓ Cemento

✓ Acero

✓ Plástico

✓ Amoniaco.

Vamos a utilizar los dos ejemplos más representativos de la transición energética que son las turbinas eólicas y el vehículo eléctrico.

Los componentes principales de una turbina eólica son:

✅ Los cimientos de hormigón armado (1.200 Tn)

✅ La torre, la góndola y el rotor están compuesto de acero (entorno a 200 Tn por cada MW de capacidad instalada)

✅ El buje (que incluye tres palas, que suelen ser resinas plásticas y aluminio, de unas 15 Tn por turbina medía).

✅ El generador con mucho cantidad de acero y aluminio.

En el caso del vehículo eléctrico (VE) el corazón es la batería la cual cuanto mayor sea la capacidad energética (kWh) de la batería, mayor será el peso de la misma. Además, por seguridad, suelen estar encerradas en cajas de metal o plástico, lo que añade más peso. Mientras que el peso de una batería oscila actualmente entre los 100 y los 600 kilos, el peso en total de la mayoría de los coches eléctricos varía entre los 1.500 kg y 2.000 kg. El peso influye en el consumo total de energía y la eficiencia del vehículo.

El peso de una batería depende también del tipo que sea. Las más extendidas actualmente son las de iones de litio, que ofrecen una vida útil de 10 años y autonomías de entre 350 y 600 km con una sola carga, pesan de media 500 kilos.

Según datos del Argonne National Laboratory una batería de iones de litio de 450 Kg contiene aproximadamente:

✅ 9 kg de litio

✅ 14 kg de cobalto

✅ 20 kg de manganeso

✅ 33 kg de níquel

✅ 50 kg de grafito

✅ 210 Kg de acero, aluminio y plástico.

Es decir para un único vehículo eléctrico (con la tecnología actual) haría falta procesar unas 40 Tn de minerales y dada la baja concentración de alguno de algunos elementos es necesario extraer y procesar alrededor de 225 Tn de materia prima.

Suponiendo que en el 2050 el 25% ó el 40% de la flota global sea vehículo eléctrico (VE), nos daría los siguientes resultados:

✅ De 2020 a 2050 la demanda de litio aumentará en un factor de 18 a 20.

✅ De 2020 a 2050 la demanda de cobalto aumentará en un factor de 17 a 19.

✅ De 2020 a 2050 la demanda de niquel aumentará en un factor de 28 a 31.

✅ De 2020 a 2050 la demanda de otros materiales aumentará en un factor de 15 a 20.

Es decir, NO solo requiere un incremento sustancial de extracción y proceso del litio, cobalto y níquel sino la búsqueda de nuevos recursos.

Pero a pesar de todo ello son fundamentales los 4 cuatro pilares para los próximos años son:

✅ Cemento. El consumo en el periodo de 2021 es de 4.550 Millones de Toneladas (Mt). Es un componente indispensable para el hormigón, el cual es el principal material utilizado en la civilización moderna porque es capaz de resistir décadas de uso especialmente cuando se combina con acero.

✓ China en 1980 (principio de su modernización) producía menos de 80 Mt.

✓ China en el 2019 produce casi tanto cemento (4.400 Mt) como EEUU

durante todo el siglo XX (4.560 Mt).

✅ Acero. Según la Asociación Mundial del Acero (Worldsteel) en el 2022. la demanda de acero crecerá un 4,5% en 2021 y alcanzará los 1.855,4 Mt.

✓ La resistencia del acero es 7 veces superior al aluminio y 4 veces más que el cobre.

✓ La dureza del acero es 4 veces superior al aluminio y 8 veces más que el cobre.

✓ Un coche tiene alrededor de 900 Kg de acero. Que si se han vendido cerca de 100 Millones de coches al año, es que hace falta 90 Millones de Tn.

✓ El acero se puede reciclar, y a pesar de que hay que elevar la temperatura a 1.800ºC (gran consumo de energía), es rentable y actualmente representa el 30% de la producción anual.

✅ Plástico. Según el informe realizado por Plastics Europe el consumo de plásticos en 2022 es de 390,7 Mt, un 5% más que en 2021.

✅ Amoniaco. El consumo en el periodo de 2022 es de 178 Mt. Posiblemente sea el material más importante de la humanidad, porque se utiliza como fertilizante y sin el sería imposible alimentar al 50% de la humanidad actual (8.000 Millones de personas).

✓ El 80% de la producción mundial se emplea para fertilizantes cultivos, por mucho que reduzca el uso en los países "desarrollados", Africa, que es el continente en el que la población crece más rápido necesita el amoniaco.a economía moderna estará siempre ligadas a los grandes flujos de material.

✓ Fertilizantes basados en amoniacos para alimentar la población mundial creciente.

En 1950 la población mundial era 2.500 Millones de personas, en el 2019 7.700 Millones y en el 2022 8.000 Millones de personas.

Para alimentar a esta población aumenta las necesidades de alimentación y eso solo depende de mejorar los ratios de producción. En el pasado cultivábamos 2 Tn/hectárea gracias a los fertilizantes y a la nuevas soluciones ahora son 11 Tn/hectárea

✅ Plásticos, aceros y cemento, necesario para la fabricación de herramientas, maquinaria, infraestructuras o nuevas soluciones (módulos fotovoltaicos, turbinas eólicas, vehículos eléctricos etc..)

✅ Mientras toda la energía necesaria para extraer y procesar estos materiales imprescindibles NO provenga de energía renovables, seguiremos dependiendo de los combustibles fósiles.

Por muchas magnitudes que tengamos de los minerales críticos (litio, cobalto, níquel etc..) todavía son una gota en el océano frente a los 4 pilares básicos del crecimiento del mundo. Aunque pueden ser utilizados de forma geoestratégica para controlar (caso de los Chips en el 2021-22) pero NO son los de mayor demanda.

NO hay App de móvil, inteligencia artificial, Wechat ni nada capaz de cambiar esta situación.