En un mundo en constante evolución, la sostenibilidad se ha convertido en un concepto central que abarca todos los aspectos de nuestra vida y la supervivencia misma del planeta. Empresas de todo el mundo están adoptando un enfoque más sostenible en sus operaciones, y NCPOWER no es una excepción. En este artículo, exploraremos qué significa la sostenibilidad, los diferentes tipos que hay, y el papel fundamental que desempeñan las baterías de NCPOWER en este importante campo.

¿Qué es la sostenibilidad?

La sostenibilidad es un principio que se refiere a la capacidad de mantener y preservar un equilibrio a largo plazo en el uso de recursos naturales, la protección del medio ambiente, el crecimiento económico y el bienestar social. Implica satisfacer nuestras necesidades presentes sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer las suyas. La sostenibilidad se basa en la idea de que debemos vivir dentro de los límites de los recursos naturales y no agotarlos más rápido de lo que pueden regenerarse.

¿Qué tipos de sostenibilidad existen?

Existen tres pilares fundamentales de la sostenibilidad, cada uno de los cuales desempeña un papel crucial en la construcción de un futuro sostenible:

Sostenibilidad Ambiental

La sostenibilidad ambiental se centra en la conservación y protección de los recursos naturales y la reducción de los impactos ambientales negativos. Incluye la gestión responsable de la energía, el agua, la biodiversidad, reducción de residuos, cuidado de la flora y la faura, y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero para frenar el cambio climático.

Sostenibilidad Económica

La sostenibilidad económica busca un desarrollo económico equitativo y a largo plazo que beneficie tanto a las empresas como a las comunidades. Esto implica la creación de modelos de negocio que sean rentables pero también socialmente responsables, evitando la explotación de recursos finitos y fomentando la innovación y la eficiencia.

Sostenibilidad Social

La sostenibilidad social se relaciona con la igualdad, la justicia y el bienestar de las personas. Incluye la promoción de la igualdad de género, la diversidad, la seguridad en el trabajo y el acceso a la educación y la atención médica para todos. Una sociedad sostenible es aquella en la que todas las personas pueden prosperar y tener una buena calidad de vida.

Los Objetivos de Desarrollo Sostenible y la Agenda 2030

Según el Informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2) deben reducirse en un 45% para 2030 y alcanzar emisiones netas de cero para 2050 para evitar los peores impactos del cambio climático.

En 2015, las Naciones Unidas adoptaron los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) como un llamado universal a la acción para poner fin a la pobreza, proteger el planeta y asegurar que todas las personas gocen de paz y prosperidad para 2030. 

Los 17 ODS abordan una amplia gama de desafíos globales, desde la erradicación de la pobreza hasta la acción climática y la igualdad de género. 

NCPOWER se alinea con varios de estos objetivos a través de nuestros productos y prácticas sostenibles.

El papel de las baterías de NCPOWER en la sostenibilidad

Las baterías de NCPOWER desempeñan un papel fundamental en la promoción de la sostenibilidad en varios aspectos:

Sostenibilidad Ambiental

Las baterías de NCPOWER se desarrollan con un enfoque en la eficiencia energética y la reducción de emisiones contaminantes. Esto contribuye a la conservación de recursos naturales y a la mitigación del cambio climático al impulsar la adopción de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía limpios.

Las energías renovables desempeñan un papel crucial en la sostenibilidad ambiental. Según la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA), para 2050, el 90% de la electricidad mundial deberá provenir de fuentes renovables para mantener el calentamiento global por debajo de los 2 grados Celsius.

Sostenibilidad Económica

Al ofrecer soluciones de almacenamiento de energía eficientes y duraderas, NCPOWER ayuda a las empresas a reducir sus costes energéticos y a optimizar sus operaciones. Esto no solo beneficia a las empresas al mejorar su rentabilidad, sino que también contribuye a la estabilidad económica de las comunidades locales.

Sostenibilidad Social 

NCPOWER se compromete con prácticas laborales justas y seguras, lo que garantiza un entorno de trabajo positivo para sus empleados y socios colaboradores (partners). Además, al impulsar la adopción de tecnologías limpias, contribuye a la creación de empleos en el sector de energía renovable y mejora la calidad del aire y la salud pública.

NCPOWER, caminando hacia la sostenibilidad desde la innovación

La innovación tecnológica desempeña un papel fundamental en la sostenibilidad. Tecnologías como el Internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial (IA) y el almacenamiento de energía avanzado, como las baterías de NCPOWER, están transformando industrias y permitiendo prácticas más sostenibles.

NCPOWER está firmemente comprometida con la sostenibilidad en todas sus dimensiones. A través de la innovación y el compromiso con prácticas comerciales responsables, NCPOWER desempeña un papel esencial en la construcción de un futuro más sostenible para todos.

En la búsqueda de soluciones más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente, la economía circular y la economía verde se han convertido en conceptos clave. Estos enfoques pretenden minimizar el impacto negativo de nuestras actividades económicas y fomentar la reutilización, el reciclaje y la reducción de residuos. 

En este contexto, el papel del litio y su aplicación en los vehículos utilitarios y comerciales juegan un papel fundamental para avanzar hacia un futuro más sostenible.

¿Qué es la economía circular?

La economía circular es un modelo económico que se basa en la maximización del valor de los recursos a lo largo de su ciclo de vida. A diferencia del modelo lineal tradicional de «usar y desechar», la economía circular promueve la reutilización, el reciclaje y la renovación de los productos y materiales, evitando así la generación de residuos y la extracción de nuevos recursos.

En este sentido, la economía circular busca cerrar los ciclos de materiales y energía, manteniendo los productos, componentes y materiales en uso durante el mayor tiempo posible. Se enfoca en la reducción de la producción de residuos, la optimización de los recursos y la promoción de la eficiencia energética.

El papel del litio hacia la sostenibilidad

El litio ha adquirido una gran relevancia en el contexto de la transición hacia una economía más verde y sostenible. Como elemento clave en las baterías de ion litio, el litio ha revolucionado el sector de la movilidad eléctrica, proporcionando una alternativa más limpia y eficiente a los combustibles fósiles.

Las baterías de litio ofrecen una mayor densidad de energía, lo que permite una mayor autonomía y un rendimiento más eficiente en los vehículos eléctricos utilitarios y comerciales. Además, el litio tiene un ciclo de vida más largo en comparación con otras tecnologías de baterías, lo que contribuye a una mayor durabilidad y reducción de residuos.

Aplicación de la economía circular en los vehículos utilitarios y comerciales

La economía circular encuentra una aplicación directa en los vehículos utilitarios y comerciales, donde la optimización de los recursos y la reducción de residuos son fundamentales. 

La incorporación de baterías de litio en estos vehículos no solo mejora su rendimiento y eficiencia, sino que también permite la implementación de estrategias de economía circular.

Además, la industria del litio ha avanzado en la implementación de programas de reciclaje de baterías, lo que permite recuperar materiales valiosos como el litio, el cobalto y el níquel. 

Esto contribuye a cerrar los ciclos de materiales, reducir la dependencia de la extracción de nuevos recursos y disminuir el impacto ambiental de la producción de baterías.

Reglamento Europeo de Baterías

El nuevo Reglamento Europeo de Baterías, cuyo texto final fue acordado el 9 de diciembre de 2022, tiene como objetivo impulsar el progreso tecnológico en el sector de las baterías y minimizar el impacto ambiental de su producción. 

Reemplazará gradualmente a la Directiva 2006/66/CE y se implementará en todos los países miembros de la Unión Europea a partir de junio de 2023.

Los principales requisitos del nuevo reglamento son los siguientes:

  • Documentación: se requerirá un Pasaporte Europeo de Baterías, que será un documento electrónico con un Código QR de identificación y una etiqueta CE. Este pasaporte proporcionará información sobre la huella de carbono de las baterías y garantizará su trazabilidad.
  • Etiqueta CE: todas las baterías comercializadas deberán llevar el marcado CE, que indica que el producto cumple con los requisitos de seguridad, salud y protección ambiental de la UE.
  • BMS: a partir de mayo de 2024, todas las baterías deberán estar equipadas con un Sistema de Gestión de Batería (BMS) que permita obtener información actualizada sobre el estado de la batería y su vida útil esperada.
  • Huella de carbono: se establecerán reglas y métodos para cuantificar la huella de carbono de las baterías, evaluando las emisiones de gases de efecto invernadero generadas a lo largo de su ciclo de vida.

La regulación busca garantizar que las baterías cumplan con estándares ambientales, de seguridad y trazabilidad, promoviendo así una economía circular y sostenible en el sector de las baterías en Europa.

NCPOWER liderando el camino hacia la sostenibilidad

En este contexto de economía circular y economía verde, NCPower se posiciona como un referente en el desarrollo y fabricación de baterías de litio de alta calidad y rendimiento para vehículos utilitarios y comerciales. 

Nuestro compromiso con la economía circular y la economía verde nos posicionan como un aliado estratégico en la construcción de un futuro más limpio y eficiente.

Reciclar baterías de iones de litio es fundamental para la sostenibilidad: una vez llegan al final de su vida útil, deben ser desechadas correctamente. En este sentido, hay ciertos aspectos técnicos a tener en cuenta para dar una «segunda vida» a este tipo de almacenadores. Vamos a ver las claves a continuación, desde la diferencia entre el procesamiento físico y químico hasta las distintas fases que se suelen dar en la reutilización de baterías.

Procesos de reciclaje para la recuperación de baterías: procesamiento físico y químico

El reciclaje de baterías de litio implica diversos procesos para recuperar los componentes de la batería y reducir la cantidad de residuos. Hay dos tipos principales de procesos: físicos y químicos.

1. Procesos físicos

Los procesos físicos son una parte fundamental del reciclaje de baterías de litio, ya que se encargan del pretratamiento de los componentes de la batería antes de llevar a cabo los procesos químicos. Estos procesos físicos se basan en la utilización de diferentes características físicas de los materiales presentes en la batería, como la densidad, propiedades magnéticas y solubilidad, para separar los materiales catódicos y anódicos de otros componentes como colectores de corriente y electrolitos.

Uno de los procesos físicos más comunes es el desmontaje de la batería, donde se separan los diferentes componentes de la batería como la carcasa, el electrolito y los colectores de corriente. Una vez separados, los componentes se trituran y se someten a un proceso de separación en el que se utilizan técnicas de flotación, separación magnética y separación por densidad para separar los diferentes materiales presentes en la batería.

En el proceso de separación, los materiales de la batería se clasifican en diferentes fracciones en función de sus propiedades físicas. Por ejemplo, el material de la carcasa se puede separar mediante la separación magnética, ya que es atraído por un imán, mientras que los materiales más pesados ​​como los colectores de corriente se separan por densidad.

2. Procesos químicos

Los procesos químicos para el reciclaje de baterías de litio se basan en la extracción de los componentes activos de la batería a través de la utilización de disolventes, reactivos y ácidos que permiten la separación de los diferentes metales que se encuentran en la batería, como el litio, cobalto, níquel, manganeso, entre otros.

Los procesos hidrometalúrgicos son los más utilizados para el reciclaje de baterías de litio debido a su selectividad en la recuperación de metales y la reducción de emisiones de gases tóxicos en comparación con los procesos pirometalúrgicos. Dentro de los procesos hidrometalúrgicos, se utilizan distintas técnicas para la recuperación de los materiales de la batería de litio. Algunas de estas técnicas son la lixiviación ácida, la extracción con solventes, la electrodeposición y la precipitación química.

Los procesos pirometalúrgicos son una de las formas más comunes de procesamiento químico para reciclar baterías de litio. En este proceso, los componentes metálicos de la batería se recuperan mediante fusión a altas temperaturas (generalmente entre 800-1300°C), lo que permite que los diferentes metales se fundan y se separen. Los metales se recuperan en forma de aleaciones, como cobre, cobalto, níquel y hierro, que luego pueden ser refinados para obtener componentes metálicos de alta pureza.

Este proceso tiene la ventaja de ser relativamente sencillo y productivo para la recuperación de materiales metálicos, pero no es adecuado para la recuperación de materiales orgánicos. Además, la escoria resultante del proceso puede contener una variedad de componentes, incluidos metales y otros materiales, lo que puede dificultar su eliminación adecuada. 


procesos de recuperación de baterías de litio
Fig. A Procesos y esquemas de reciclaje [1]

Los siete procesos para reciclar baterías de litio

Para poder reciclar las baterías de litio de manera eficiente y rentable, planteamos 7 fases clave que se adaptan a la complejidad de las pilas y a las estrategias de reciclaje de cada planta. 

  • Preselección: En este proceso se realiza una evaluación inicial de las baterías para determinar su estado, tamaño y tipo. También se verifica si hay baterías defectuosas o dañadas que no sean adecuadas para su reciclaje.
  • Recuperación de energía: Las celdas o baterías de litio contienen energía y es importante extraerla de manera segura antes de procesar la batería para su reciclaje. En este proceso se eliminan los líquidos y los gases peligrosos que se pueden liberar al manipular la batería.
  • Desmontaje: En este proceso se desmantela la batería para separar sus componentes y piezas. La mayoría de las baterías de litio se desmontan manualmente, pero algunos procesos automatizados también se están desarrollando.
  • Descontaminación: Las baterías de litio contienen sustancias químicas peligrosas, como ácidos y metales pesados, que deben ser tratados con cuidado para evitar su liberación al medio ambiente. En este proceso se retiran los materiales contaminantes y se descontaminan las piezas de la batería. Incluye tratamiento criogénico, en torno a -200°C, que evita reacciones exotérmicas durante las fases posteriores del proceso de reciclado y/o tratamientos térmicos de pirólisis y calcinación para eliminar componentes orgánicos e inflamables.
  • Liberación: Una vez que la batería ha sido desmontada y descontaminada, se separan sus componentes. Este proceso puede involucrar la trituración o molienda de la batería en pequeñas piezas para facilitar la separación.
  • Separación: En este proceso se separan los materiales que componen la batería, como el cobalto, el níquel, el litio y el hierro. Los procesos físicos y químicos se utilizan para separar los materiales y purificarlos para su uso posterior.
  • Refinación metalúrgica: Una vez separados los materiales, se refinan. Esta técnica puede ser térmica (procesos pirometalúrgicos), química (procesos hidrometalúrgicos) o incluso biológica (biometalúrgicos).

Recuperación de materiales de la batería de litio

Si comparamos los dos procesos de reciclado de baterías de litio, y analizando los pirometalúrgicos vs hidrometalúrgicos, ¿qué ventajas ofrece cada uno?

  • Los métodos pirometalúrgicos son más costosos en términos de energía y materiales, pero producen metales que se pueden vender. 
  • Los métodos hidrometalúrgicos pueden obtener materiales de alta calidad para reutilizar en baterías nuevas, lo que los hace potencialmente más eficientes, pero son más complejos y requieren más pasos y productos químicos.

Sin embargo, los métodos hidrometalúrgicos tienen una ventaja significativa en cuanto a la recuperación de metales. Pueden recuperar hasta el 100% del litio y cobalto, el 98% del manganeso y el 75% del aluminio en forma de materiales de cátodo/ánodo listos para usarse en nuevas baterías. Con todo, esto depende de si el proceso de reciclaje es rentable en términos de costos e ingresos.

Fig. B: Diagrama de ejemplo de procesos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos para el reciclaje de baterías de NiMH, LMO y LCO [2]

La tabla a continuación presenta varios ejemplos de metales y productos que se pueden recuperar de baterías de litio al final de su vida útil mediante diferentes procesos de reciclaje. La tabla también indica la pureza que se puede obtener de cada uno de ellos, que oscila entre el 90% y el 100%.

Fig. C: Resumen de metales y productos químicos obtenidos del reciclaje de Libs usados ​​[3]

La tabla indica que es posible recuperar tanto metales puros (cobalto, níquel, cobre) como productos utilizables para producir nuevos materiales catódicos (carbonatos, sulfatos e hidróxidos de varios metales) de los cátodos gastados en diferentes tipos de baterías de litio, como LCO (LiCoO2), LFP (LiFePO4), LMO (LiMn2O4), NMC (LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2) y NCA (LiNi0,8Co0,15Al0,05O2), a través de procesos fisicoquímicos.

El proceso de reciclaje del futuro

El proceso de reciclaje actualmente utilizado para las baterías de litio implica obtener los elementos y compuestos básicos para la creación de nuevas materias activas a partir de una «masa negra». Esta masa negra es una pulpa de materiales catódicos y anódicos que aún deben ser refinados, lo que resulta en un desperdicio de energía y otros materiales.

Fig. D: Proceso de reciclaje real [1]

Para poder mejorar la eficiencia, el objetivo es cambiar a un proceso de «reciclado directo». Éste busca reciclar directamente los materiales activos tanto como sea posible, evitando la transformación en masa negra y la necesidad de refinación y resintetización de los materiales del cátodo y ánodo. Este proceso también implica la implementación de sistemas de recogida basados ​​en la salud de los módulos y células, lo que facilita y agiliza la fase de selección.

Además, el diseño mecánico de las baterías se realizará teniendo en cuenta el desmontaje que tendrá lugar al final de su vida, lo que facilitará el desmontaje en el proceso de reciclaje. Los materiales activos serán recuperados y regenerados en la medida de lo posible, y solo la parte no regenerable se someterá a transformación en componentes primarios. 

En comparación con el proceso actual, el reciclado directo resulta en una mayor eficiencia energética y una reducción significativa de residuos. Los materiales regenerados pueden reutilizarse en el nuevo ciclo de producción de células, iniciando el ciclo de nuevo.

Fig. E: Futuro proceso de reciclaje [1]

Para lograr una valorización óptima en el proceso de reciclaje, es importante seleccionar con precisión los materiales a reciclar y su química específica. Para lograrlo, se necesita mejorar la trazabilidad de las células mediante tecnologías como etiquetas y RFID, que identifiquen de forma única su composición y estado de vida. Sin embargo, el proceso de reciclaje se ve desafiado por la disminución constante de los costos de las células, lo que requiere procesos de reciclaje más convenientes y eficientes.

Actualmente, existen diferentes procesos de reciclaje especializados en un tipo de batería para lograr altas eficiencias. 

  • Los procesos de Umicore y Sumitomo-Sony permiten productos que se pueden mezclar con materiales vírgenes para usar en baterías nuevas sin sacrificar su calidad final.
  • El proceso Recupyl , además de cobalto, permite recuperar cátodos LiFePO 4 y electrolito LiPF 6
  • Los procesos Umicore-Valéas y Sumitomo-Sony no logran recuperar electrolitos, plásticos, materiales orgánicos, metales y grafito para uso directo pero son parcialmente utilizados como subproductos para la industria de la construcción, devaluando así su valor.

Actualmente, el reciclaje de baterías de LiFePO 4 y LiMn 2 O 4 es limitado debido a su bajo valor de mercado, pero estos productos químicos están siendo cada vez más utilizados en la industria energética. A medida que aumenta la producción de baterías de LiFePO 4, se espera que también aumente su reciclaje y se reduzcan los costos. Además, este tipo de baterías es más seguro que otros materiales y se espera que su uso se expanda en el futuro.

Fig. F: Pronóstico de cuota de mercado de química de baterías, 2015 – 2030 [4]

Batería de litio Second Life: una solución combinable con un reciclaje que no debe subestimarse

Cada vez más estudios hablan de dar una segunda vida a las baterías de litio que han llegado al final de su vida útil en los vehículos eléctricos. Esta solución implica recuperar y reutilizar la batería gastada para otros fines, como el almacenamiento de energía, antes de reciclarla. 

La reutilización prolonga la vida útil total de la batería y reduce el impacto ambiental de la producción, el reciclaje y la eliminación. Dependiendo del tipo de uso, la segunda vida de una batería puede durar incluso más de 10 años. 

En general, la práctica de Second Life puede prolongar la vida útil total de la batería y reducir su impacto ambiental, pero su viabilidad depende de la aplicación específica y de la uniformidad de las baterías en el mercado.

En el sector automotriz, las baterías se producen en grandes volúmenes y son más uniformes, lo que facilita la reutilización de las baterías al final de su vida útil para otros fines. 

¿Baterías de litio NCPOWER? Cada vez más atentos al tema del reciclaje y la sostenibilidad

En NCPOWER nos enfocamos en la sostenibilidad en todos los aspectos de nuestra visión corporativa, desde la eficiencia energética de nuestra planta hasta el diseño de nuestras baterías. 

El departamento de Investigación y Desarrollo es fundamental en esta estrategia, no solo para anticiparse a las necesidades de los clientes con productos innovadores, sino también para encontrar soluciones más amigables con el medio ambiente. 

NCPOWER utiliza la química LFP en sus baterías, que es segura, estable y completamente libre de cobalto, un material que tiene un gran impacto ambiental. Además, el departamento de Investigación y Desarrollo está estudiando activamente procesos de producción y materiales más ecosostenibles, para optimizar los distintos pasos de producción y el diseño de las baterías.

Sabemos que hay mucho camino por delante, pero NCPOWER confía en que la inversión en materiales y habilidades dirigidas a la eficiencia y la sostenibilidad puede hacer una gran contribución en el camino hacia una sociedad verde. 

Bibliografía

[1] https://battery2030.eu/wp-content/uploads/2022/07/BATTERY-2030-Roadmap_Revision_FINAL.pdf

[2] https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/cs /c8cs00297e/

[3] https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.07.116

[4] Servicio de almacenamiento de energía de Wood Mackenzie

Las baterías de litio se diferencian principalmente de las baterías tradicionales por su nivel de rendimiento, vida útil, perfil energético y porque no tienen prácticamente mantenimiento. Pero esto es tan solo una parte de sus ventajas. Hay un motivo más para pasar al litio y que es que esta tecnología es mucho más respetuosa con el medioambiente que las más conocidas baterías de plomo. 

Si bien es cierto que la aplicación de baterías de litio supone un gran ahorro en costes operativos y un aumento de la productividad para las empresas, otra gran ventaja es que gracias a la reducida huella de carbono de la tecnología Li-Ion se consigue una gran cantidad de energía con una baja emisión de gases CO2. 

Sin lugar a dudas, las baterías de litio con Sistema NCPOWER son más sostenibles y respetuosas con el medioambiente, ya que están diseñadas con tecnología eco-friendly desarrollado por nuestro equipo de I+D que constantemente se encarga de investigar, realizar pruebas y mejorar de forma constante el desarrollo de nuestras baterías para ofrecer la mejor solución al mercado y contribuir al cuidado del medioambiente. 

Además de todo lo mencionado, el proceso de reciclaje de las baterías de litio se está estandarizando y en un futuro será posible reutilizar la mayor parte de las materias primas de este tipo de baterías. De hecho, Redux Recycling GmbH en Bremerhaven (Alemania) ya son capaces técnicamente de reutilizar el 70% de las materias primas de las baterías de iones de litio por año y reciclar más de 10.000 toneladas. 

El litio ya no es el futuro, es el presente. Es tiempo de cambiar al litio. ¿Te unes a este cambio y, por lo tanto, a cuidar más de nuestro planeta?