Visualizado: ¿Cuál es el costo de las baterías de los vehículos eléctricos?

Aug 16, 2023

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El costo de un paquete de baterías para vehículos eléctricos (EV) puede variar según la composición y la química.

En este gráfico, utilizamos datos de Benchmark Minerals Intelligence para mostrar los diferentes costos de las celdas de batería de los vehículos eléctricos populares.

Algunos propietarios de vehículos eléctricos se sorprenden cuando descubren el coste de reemplazar sus baterías.

Dependiendo de la marca y el modelo del vehículo, el coste de un nuevo paquete de baterías de iones de litio puede llegar a los 25.000 dólares:

El precio de un paquete de baterías para vehículos eléctricos puede depender de varios factores, como los costos de las materias primas, los gastos de producción, las complejidades del empaque y la estabilidad de la cadena de suministro. Uno de los principales factores es la composición química.

El grafito es el material estándar utilizado para los ánodos de la mayoría de las baterías de iones de litio.

Sin embargo, es la composición mineral del cátodo la que suele cambiar. Incluye litio y otros minerales como níquel, manganeso, cobalto o hierro. Esta composición específica es fundamental para establecer la capacidad, la potencia, la seguridad, la vida útil, el costo y el rendimiento general de la batería.

Las celdas de batería de litio, níquel, cobalto y óxido de aluminio (NCA) tienen un precio medio de$120.3por kilovatio-hora (kWh), mientras que el óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso (NCM) tiene un precio ligeramente más bajo en$112,7 por kWh . Ambos contienen importantes proporciones de níquel, lo que aumenta la densidad de energía de la batería y permite una mayor autonomía.

Las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) tienen un costo menor, y son más baratas de fabricar que las variantes a base de cobalto y níquel. Las celdas de batería LFP tienen un precio promedio de$98,5 por kWh . Sin embargo, ofrecen una energía menos específica y son más adecuados para vehículos eléctricos estándar o de corto alcance.

En 2021, el mercado de baterías estuvo dominado por las baterías NCM, con un 58% de la cuota de mercado, seguidas por LFP y NCA, con un 21% cada una.

De cara a 2026, se prevé que la cuota de mercado de LFP casi se duplique, alcanzando el 38%.

Se prevé que NCM constituya el 45% del mercado y que NCA disminuya al 7%.

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Este gráfico de Wood Mackenzie muestra cómo la minería de níquel y litio puede tener un impacto significativo en el medio ambiente, según los procesos utilizados.

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La producción de litio (Li) y níquel (Ni), dos materias primas clave para las baterías, puede producir perfiles de emisiones muy diferentes.

Este gráfico de Wood Mackenzie muestra cómo la minería de níquel y litio puede impactar significativamente el medio ambiente, dependiendo de los procesos utilizados para la extracción.

El níquel es un metal fundamental en la infraestructura y la tecnología modernas, con usos importantes en acero inoxidable y aleaciones. La conductividad eléctrica del níquel también lo hace ideal para facilitar el flujo de corriente dentro de las celdas de la batería.

Hoy en día, existen dos métodos principales de extracción de níquel:

De depósitos de laterita, que se encuentran predominantemente en regiones tropicales. Se trata de minería a cielo abierto, donde es necesario eliminar grandes cantidades de tierra y escombros para acceder al mineral rico en níquel.

De minerales de sulfuro, que implica la extracción subterránea o a cielo abierto de depósitos que contienen minerales de sulfuro de níquel.

Aunque las lateritas de níquel representan el 70% de las reservas mundiales de níquel, los depósitos de sulfuros magmáticos produjeron el 60% del níquel mundial en los últimos 60 años.

En comparación con la extracción de laterita, la minería de sulfuros normalmente emite menos toneladas de CO2 por tonelada equivalente de níquel, ya que implica menos alteración del suelo y tiene una huella física menor:

La extracción de níquel de las lateritas puede imponer importantes impactos ambientales, como la deforestación, la destrucción del hábitat y la erosión del suelo.

Además, los minerales de laterita suelen contener altos niveles de humedad, lo que requiere procesos de secado que consumen mucha energía para prepararlos para una mayor extracción. Después de la extracción, la fundición de lateritas requiere una cantidad significativa de energía, que en gran medida proviene de combustibles fósiles.

Aunque la minería de sulfuros es más limpia, plantea otros desafíos ambientales. La extracción y el procesamiento de minerales de sulfuro pueden liberar compuestos de azufre y metales pesados ​​al medio ambiente, lo que podría provocar drenaje ácido de las minas y contaminación de las fuentes de agua si no se gestiona adecuadamente.

Además, los sulfuros de níquel suelen ser más caros de extraer debido a su naturaleza de roca dura.

El litio es el ingrediente principal de las baterías recargables que se encuentran en teléfonos, automóviles híbridos, bicicletas eléctricas y sistemas de almacenamiento a escala de red.

Hoy en día, existen dos métodos principales de extracción de litio:

Desalmuera , bombeando salmuera rica en litio desde acuíferos subterráneos a estanques de evaporación, donde la energía solar evapora el agua y concentra el contenido de litio. Luego, la salmuera concentrada se procesa adicionalmente para extraer carbonato o hidróxido de litio.

Piedra dura minería o extracción de litio de minerales (principalmente espodumena) que se encuentran en depósitos de pegmatita. Australia, primer productor mundial de litio (46,9%), lo extrae directamente de la roca dura.

La extracción de salmuera se emplea típicamente en países con salinas, como Chile, Argentina y China. Generalmente se considera un método de menor costo, pero puede tener impactos ambientales como el uso del agua, la posible contaminación de las fuentes de agua locales y la alteración de los ecosistemas.

Sin embargo, el proceso emite menos toneladas de CO2 por tonelada de carbonato de litio equivalente (LCE) que la minería:

La minería implica perforar, volar y triturar el mineral, seguido de flotación para separar los minerales que contienen litio de otros minerales. Este tipo de extracción puede tener impactos ambientales como perturbación del suelo, consumo de energía y generación de roca estéril y relaves.

Las prácticas ambientalmente responsables en la extracción y procesamiento de níquel y litio son esenciales para garantizar la sostenibilidad de la cadena de suministro de baterías.

Esto incluye implementar regulaciones ambientales estrictas, promover la eficiencia energética, reducir el consumo de agua y explorar tecnologías más limpias. Los esfuerzos continuos de investigación y desarrollo centrados en mejorar los métodos de extracción y minimizar los impactos ambientales son cruciales.

Regístrese en Inside Track de Wood Mackenzie para obtener más información sobre el impacto de una transición energética acelerada en la minería y los metales.

Analizamos las emisiones de carbono de los vehículos eléctricos, híbridos y con motor de combustión a través de un análisis de las emisiones de su ciclo de vida.

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Según la Agencia Internacional de Energía, el sector del transporte depende más de los combustibles fósiles que cualquier otro sector de la economía. En 2021, representó el 37% de todas las emisiones de CO2 de los sectores de uso final.

Para obtener información sobre cómo los diferentes tipos de vehículos contribuyen a estas emisiones, el gráfico anterior visualiza las emisiones del ciclo de vida de los vehículos eléctricos de batería, híbridos y con motor de combustión interna (ICE) utilizando el Informe Pathway de Polestar y Rivian.

Las emisiones del ciclo de vida son la cantidad total de gases de efecto invernadero emitidos durante la existencia de un producto, incluida su producción, uso y eliminación.

Para comparar estas emisiones de manera efectiva, se utiliza una unidad estandarizada llamada toneladas métricas de CO2 equivalente (tCO2e), que contabiliza diferentes tipos de gases de efecto invernadero y su potencial de calentamiento global.

A continuación se ofrece una descripción general de las emisiones del ciclo de vida de 2021 de los vehículos eléctricos, híbridos y de combustión interna de tamaño mediano en cada etapa de sus ciclos de vida, utilizando tCO2e. Estos números consideran una fase de uso de 16 años y un recorrido de 240.000 km.

Si bien puede que no sea sorprendente que los vehículos eléctricos de batería (BEV) tengan las emisiones de ciclo de vida más bajas de los tres segmentos de vehículos, también podemos extraer algunas otras ideas de los datos que pueden no ser tan obvias al principio.

A medida que avanzamos hacia una economía neutra en carbono, los vehículos eléctricos con batería pueden desempeñar un papel importante en la reducción de las emisiones globales de CO2.

Sin embargo, a pesar de la falta de emisiones del tubo de escape, es bueno señalar que muchas etapas del ciclo de vida de un BEV siguen siendo bastante intensivas en emisiones, específicamente cuando se trata de fabricación y producción de electricidad.

Por lo tanto, avanzar en la sostenibilidad de la producción de baterías y fomentar la adopción de fuentes de energía limpias puede ayudar a reducir aún más las emisiones de los BEV, lo que conducirá a una mayor gestión ambiental en el sector del transporte.

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