La economía circular es un pilar fundamental de la transición energética hacia un modelo de negocio sostenible y una alternativa a la economía lineal tradicional basada en la fabricación, el uso y la eliminación. Una definición de economía circular nos indica que es aquella que intercambia el ciclo típico de fabricación, uso y disposición a favor de la mayor reutilización y reciclaje posible. Cuanto más tiempo se usan los materiales y los recursos, más valor se extrae de ellos, y propone cambiar la forma de producir y de consumir para poder tener un crecimiento económico, pretende que esos recursos de la naturaleza que ya se han extraído, puedan recuperarse para que se puedan hacer usos ilimitados.

En términos del cambio climático, para frenar el aumento global de la temperatura en el planeta, el automóvil debe reducir sus emisiones, lo que se consigue, entre otras posibilidades, impulsando el paso al vehículo eléctrico a la vez que se optimiza y alarga el tiempo de vida útil de las baterías.

En ese contexto, las baterías que utilizan los vehículos eléctricos (EV) no están muertas cuando llegan al final de su primera vida útil, para eso contamos con tres soluciones directas: rehabilitarlas, reciclarlas y, lo que es más importante, reutilizarlas en aplicaciones innovadoras que crean un valor significativo y fomentan una mayor integración de la energía renovable en las redes.

La acción de reutilizar es uno de los pilares de la economía circular, entonces cuando la batería de un vehículo eléctrico llega al final de su “primera vida”, existen varias opciones, además del reciclaje, para aplicaciones estacionarias. La reutilización, que consiste en la selección y la combinación de varios paquetes adecuados en función del estado residual, su capacidad, etc., es una de las opciones. Otra opción viable es la rehabilitación en donde los envases se desmontan para poder reacondicionar las celdas individuales que vuelven a ser empaquetadas en nuevos módulos. Los envases reutilizados y reacondicionados se pueden usar en aplicaciones estacionarias que promueven la asequibilidad, la eficiencia energética, el respeto al medioambiente y la sostenibilidad.

El desarrollo de baterías y sus envases que sean viables para una segunda vida reduce la generación de desechos y evita el agotamiento adicional de los minerales de la Tierra. Por lo que es necesario establecer estándares que clasifiquen las baterías según su potencial de rendimiento, con el fin de gestionar su disposición final y reducir la huella de carbono y la extracción de minerales, además de incrementar la actividad económica local.

Como conceptos básicos de una batería de vehículo eléctrico, tenemos que las baterías de iones de litio alimentan a los eléctricos puros. Este tipo de celda de batería recargable es ideal para ellos debido a su mayor densidad de energía con respecto a las baterías de plomo-ácido o de níquel-cadmio. Una densidad energética más alta significa que la fuente de energía ocupa menos espacio. La capacidad de la batería de un coche eléctrico se mide en kilovatios-hora (kWh).

Las baterías de los EV se cargan cuando están enchufados y se descargan cuando están en uso, la repetición del ciclo de carga y descarga degrada la batería con el tiempo porque disminuye la cantidad de carga que puede contener la batería. Consecuentemente, aumenta el tiempo necesario para recargar la batería.

El uso regular de estaciones de carga rápida de nivel 3 puede acortar la vida útil esperada, estas estaciones de corriente continua y alto voltaje pueden recargar la batería de un EV hasta un 80 % en, aproximadamente, 30 minutos. Este proceso genera calor en la batería y, por lo tanto, afecta a su rendimiento a largo plazo. Lo óptimo es mantenerlas siempre entre el 20 y el 80 % de su capacidad.

Hay un par de preguntas que podemos desarrollarlas de manera práctica:

¿Qué se puede hacer para que la batería de un vehículo eléctrico dure más tiempo?

En este aspecto, los propietarios de un EV también pueden colaborar de manera directa en la prevención de la disminución de la capacidad de la batería, recordemos que el agotamiento regular de toda o la mayor parte de la carga reducirá su capacidad más rápidamente con el tiempo.

Los sistemas de administración de energía a bordo del EV evitan que la fuente de energía se descargue por completo para que siga funcionando de manera eficiente, por lo que es recomendable evitar que la carga caiga rutinariamente por debajo del 45 %, de igual modo, es recomendable ayudar a mantener las baterías si no se recargan siempre al 100 % de su capacidad.

¿Cuál es la vida útil de las baterías de un vehículo eléctrico?

Se puede decir que la batería de un EV puede durar, ocho años o 150.000 kilómetros, lo que viene a ser cerca de 3.000 ciclos de carga. En cualquier caso, se estima que, pasado ese tiempo, la batería reducirá su capacidad a un 75 %, por lo que, técnicamente, tendría aún bastante vida por delante a pesar de mermar sus prestaciones.

 Las baterías de los vehículos eléctricos en términos de la economía circular:

  • Recyclia y Recybérica Ambiental, destaca que hasta el 70 % de los materiales que contiene una batería de un vehículo eléctrico ya son reutilizables en la fabricación de nuevos productos, mediante la actual tecnología de reciclaje. El reciclaje de estas baterías permite recuperar principalmente metales como níquel, cobre, aluminio, litio y cobalto, siempre y cuando sean tratadas en plantas adecuadas y autorizadas donde puedan ser sometidas a un proceso de tratamiento térmico, trituración y, finalmente, hidropirólisis.

La principal dificultad que tienen para diseñar un único proceso de reciclaje es su heterogeneidad, debido a su composición muy variada, a pesar de que en su mayoría se basan en tecnologías Li-Ion, lo que permitiría recuperar el  máximo de materias primas.

Actualmente el reciclado de baterías se basa en gran medida en la pirometalurgia, que consiste en extraer metales a elevadas temperaturas en altos hornos en un proceso poco rentable. Otro método muy extendido es la trituración de  las baterías para después procesar los diferentes metales que la componen, aunque también peca de ser un proceso  poco eficiente.

  • El proyecto ReLib, busca precisamente explorar el reciclaje directo a través del uso de ondas ultrasónicas, que permite recuperar metales del cátodo (níquel, cobalto y manganeso) y del ánodo (grafito) sin necesidad de triturar los componentes. El ahorro de costes resultante es del 60% respecto a la extracción del material virgen; además, la tecnología ultrasónica permite procesar 100 veces más material que la hidrometalurgia empleada en el sector minero.

Para estudiar y actuar en la creación de ecosistemas sostenibles, el grupo Renault ha puesto en marcha MOBILIZE, que trabaja en colaboración con otros actores como la start-up Green-Vision, especialista en la integración de baterías de segunda vida en otros vehículos, que proporciona una segunda vida a las baterías de los vehículos para los clientes que buscan soluciones compatibles con sus usos, desmontamos los componentes de estas baterías de origen para reacondicionarlos en nuevos conjuntos. De forma parecida a los LEGO se vuelve a ensamblar con un                  nuevo peso y un nuevo voltaje, en función de las necesidades del cliente, esta es la magia de la segunda vida.

En resumen, la implantación de las baterías de segunda vida podría aportar importantes beneficios económicos y medioambientales. Sin embargo, es necesario abordar primero muchos retos para evaluar el verdadero potencial de las baterías de segunda vida especialmente con referencia a la falta de normas, así como la optimización y la automatización del proceso de reacondicionamiento.

Como comentario final, estas “nuevas vidas” de las baterías en los vehículos eléctricos son variadas, y son muchas las posibilidades y potencialidades de las baterías con segunda vida, incluido un alto rendimiento. Es evidente que la gestión sostenible y la innovación tecnológica de las baterías, en términos de la economía circular serán esenciales para lograr que el vehículo eléctrico se constituya como uno de los pilares fundamentales para la transición energética hacia la carbono neutralidad.

César Alfredo Peña Ramos
César Alfredo Peña Ramos
[email protected]

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