Los cuatro cuellos de botella de los coches el¨¦ctricos

Cada vez es m¨¢s frecuente ver un coche el¨¦ctrico rodando sigilosamente por las calles. Sus ventas han aumentado, incluidas las que se encuadran en el mercado del ecolujo, y se han convertido en una opci¨®n viable para m¨¢s y m¨¢s gente. Hoy en d¨ªa casi todos los fabricantes de automoci¨®n apuestan el futuro a los el¨¦ctricos. Adem¨¢s, desde las instituciones se promueven como una f¨®rmula contra el cambio clim¨¢tico y para descontaminar las ciudades. La Uni¨®n Europea quiere que haya al menos 30 millones de coches el¨¦ctricos en las carreteras para el a?o 2030. Para esa misma fecha, Estados Unidos ha establecido que la mitad de nuevas matriculaciones sean de el¨¦ctricos, mientras que China se ha marcado como objetivo un 40%.

Sin embargo, su adopci¨®n masiva a¨²n presenta grandes obst¨¢culos. Las t¨ªpicas trabas que se suelen citar para que el motor el¨¦ctrico sustituya al de combusti¨®n son su elevado precio, la falta de una infraestructura de carga y su poca autonom¨ªa. Pero hay otras dificultades, de tipo industrial, para que los coches el¨¦ctricos se vuelvan omnipresentes en las carreteras.

El grafito

En las bater¨ªas de ion litio de los coches el¨¦ctricos, el polo negativo est¨¢ hecho por grafito, una de las formas en las que se encuentra el carbono en la naturaleza. Es el ¨²nico material que se utiliza para este fin. ¡°El carbono es un material que no parece muy cr¨ªtico. Es muy abundante en la corteza terrestre¡±, se?ala Bel¨¦n Sotillo, investigadora de la Universidad Complutense de Madrid en el Departamento de F¨ªsica de Materiales. ¡°El problema con las bater¨ªas es que el grafito que se incorpora se tiene que procesar. Y la mayor parte de las plantas de procesado est¨¢ en China¡±. De ah¨ª que la Uni¨®n Europea incluya el grafito en su lista de materiales cr¨ªticos; en esa lista tambi¨¦n est¨¢n el litio, el cobalto, el n¨ªquel o el manganeso, todos ellos componentes de una bater¨ªa de coche el¨¦ctrico.

El grafito es, tambi¨¦n, el material que m¨¢s peso tiene en una bater¨ªa de ion litio. Var¨ªa entre los 50 y los 100 kilogramos, seg¨²n la consultora Kearny. Esto quiere decir que por cada 10 millones de coches el¨¦ctricos que se fabriquen se necesitar¨¢n entre 500.000 y un mill¨®n de toneladas de este material. Y actualmente la producci¨®n global de grafito, para todos sus usos, solo alcanza el mill¨®n de toneladas.

Sotillo apunta que ya se busca escalar la producci¨®n, pero reconoce que es muy complicado. Otra de las opciones es sustituirlo, pero tampoco es nada f¨¢cil. ¡°Una vez que hubi¨¦ramos comprobado que hay una alternativa y que funciona bien, habr¨ªa que establecer esa industria¡±, explica la investigadora. ¡°Y eso muchas veces es dif¨ªcil. Tienes que mover toda la industria a los nuevos materiales¡±.

El litio

Al componente por el que son conocidas las bater¨ªas le ocurre lo contrario que al grafito. ¡°El litio es un elemento muy poco abundante en la corteza terrestre, as¨ª que la cantidad de material que se podr¨ªa obtener para fabricar coches el¨¦ctricos es limitada¡±, indica Sotillo.

La geocient¨ªfica Hannah Ritchie, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), hizo n¨²meros al respecto. Se estima que hay 88 millones de toneladas de litio en la Tierra, pero de ellas solo 22 millones son extra¨ªbles. Con todas estas reservas, calculaba Ritchie, se pueden fabricar 2.800 millones de bater¨ªas el¨¦ctricas. Es dif¨ªcil saber cu¨¢ntos coches hay en el mundo, pero algunas estimaciones apuntan una cifra en torno a los 1.400 millones. Si se cotejan ambos n¨²meros, no dan precisamente una situaci¨®n de abundancia. No hay que olvidar que parte del litio tendr¨¢ que utilizarse para otros usos que ya tiene hoy.

¡°El otro problema del litio es que es un elemento que tiende a ser muy reactivo. Una vez que has gastado la bater¨ªa es muy dif¨ªcil recuperarlo¡±, advierte Sotillo. La f¨ªsica indica que tambi¨¦n existen investigaciones para sustituir a este material. ¡°El sodio o el potasio, en una tecnolog¨ªa de bater¨ªa similar a la del litio, son elementos que tendr¨ªan una capacidad menor de almacenar energ¨ªa, pero son m¨¢s f¨¢cilmente recuperables y son m¨¢s abundantes¡±.

El reciclaje de las bater¨ªas

Hay que tener en cuenta que la bater¨ªa de un veh¨ªculo el¨¦ctrico ocupa todo el chasis. Y solo dura unos 10 a?os. Cuando llega el momento de cambiarla, empieza la odisea del reciclaje. F¨¦lix Antonio L¨®pez, investigador del CSIC y responsable del?Laboratorio de Reciclado de esta organizaci¨®n, menciona un dato clave: en una planta de reciclaje, el desmantelamiento de las bater¨ªas se hace a mano, pues a¨²n no hay procesos automatizados.

¡°Donde est¨¢n los problemas es en el reciclado de la bater¨ªa interna¡±, sostiene L¨®pez. En el interior hay m¨®dulos, compuestos de celdas o pilas. ¡°Esas pilas se trituran. Y luego se llevan a cabo operaciones de separaci¨®n, encaminadas fundamentalmente a separar los pl¨¢sticos y el cobre. Pero estas separaciones no son perfectas. Y el resultado es lo que conocemos con el nombre de masas negras¡±. Se llaman as¨ª por la dominancia del grafito. Pero tambi¨¦n contienen n¨ªquel, cobalto, manganeso (procedentes del c¨¢todo), as¨ª como litio, f¨®sforo o fl¨²or (presentes en el electrolito de la bater¨ªa). No es f¨¢cil recuperar esos elementos y resulta costoso hacerlo debido a la falta de automatizaci¨®n. Por ahora, toda esa masa negra se env¨ªa a reciclar a China.

Escalar el reciclaje es dif¨ªcil, seg¨²n afirma L¨®pez. El investigador calcula que podr¨¢ haber tecnolog¨ªa productiva, que se pueda transferir a las empresas, en un horizonte de cinco o seis a?os. A partir de ah¨ª habr¨ªa que llevarla a escala industrial, algo que tambi¨¦n lleva su tiempo.

El abastecimiento energ¨¦tico

La adopci¨®n masiva de los coches el¨¦ctricos tambi¨¦n conllevar¨¢ una mayor exigencia para la red el¨¦ctrica. En este escenario, Antonio G¨®mez Exp¨®sito, catedr¨¢tico en el departamento de Ingenier¨ªa El¨¦ctrica en la Universidad de Sevilla, distingue entre dos conceptos: la energ¨ªa, que se tiene que producir en las centrales, y la potencia, que representa la velocidad a la que se entrega la electricidad.

¡°En Espa?a no hay ning¨²n problema relevante en cuanto a la producci¨®n de energ¨ªa¡±, afirma G¨®mez. Y es que de noche se paran o se reduce la productividad de algunas centrales t¨¦rmicas y nucleares porque no son necesarias. Es decir, hay infraestructura para producir m¨¢s energ¨ªa de la que consume el pa¨ªs.

El l¨ªmite estar¨ªa en la potencia de la red el¨¦ctrica. ¡°Si todo el mundo carga su coche en el pico de consumo de la tarde, como en principio ser¨ªa lo l¨®gico, habr¨ªa un gran problema, tanto en la red de transporte como en la de distribuci¨®n¡±, subraya G¨®mez. ¡°Para evitarlo, la idea es fomentar que los coches se carguen durante el resto de la noche¡±.

Aun as¨ª, en un escenario con millones de coches el¨¦ctricos cabr¨ªa esperar problemas en la red de distribuci¨®n, que implica la media y la baja tensi¨®n. Cuando la electricidad se genera en una central va mediante alta tensi¨®n a una subestaci¨®n y, de ah¨ª, pasa a trav¨¦s de media tensi¨®n a los centros transformadores, que distribuyen la electricidad mediante cableado de baja tensi¨®n a viviendas y comercios.

¡°Un centro de transformaci¨®n puede alimentar t¨ªpicamente a entre 100 y 300 clientes. Si, de toda esta gente, los que tuvieran coches los cargaran a la vez, aunque fuera por la noche, habr¨ªa que reforzar la red de distribuci¨®n radial de baja tensi¨®n que llega a esos bloques de viviendas¡±, explica G¨®mez. Y este ser¨ªa un trabajo que habr¨ªa que hacer a nivel local, en ciudades y barrios.

Coordinar a gran escala la carga de los veh¨ªculos y actualizar parte de la red el¨¦ctrica son otros dos escollos para una irrupci¨®n masiva de los coches el¨¦ctricos. Aunque todas estas dificultades solo se har¨¢n patentes con el tiempo, a medida que su adopci¨®n se vaya generalizando.

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