¿Puede el mundo fabricar una batería de coche eléctrico sin China?

Por Agnes Chang y Keith Bradsher 16 de mayo de 2023

Minería de cobalto

41% de propiedad china

Refinación de cobalto

73% en China

cátodos

77% hecho en China

¿Puede el mundo fabricar una batería de coche eléctrico sin China?

ánodos

92% hecho en China

Celdas de batería

66% ensamblado en China

Coches eléctricos

54% hecho en China

Minería de cobalto

41% de propiedad china

ánodos

92% hecho en China

Refinación de cobalto

Celdas de batería

66% ensamblado en China

73% en China

Coches eléctricos

54% hecho en China

cátodos

77% hecho en China

Minería de cobalto

41% de propiedad china

ánodos

92% hecho en China

Celdas de batería

Refinación de cobalto

66% ensamblado en China

73% en China

Coches eléctricos

54% hecho en China

cátodos

77% hecho en China

Minería de cobalto

41% de propiedad china

ánodos

92% hecho en China

Celdas de batería

66% ensamblado en China

Refinación de cobalto

73% en China

Coches eléctricos

54% hecho en China

cátodos

77% hecho en China

Es una de las competencias definitorias de nuestra era: los países que puedan fabricar baterías para autos eléctricos obtendrán décadas de ventajas económicas y geopolíticas.

El único ganador hasta ahora es China.

A pesar de miles de millones en inversiones occidentales, China está tan adelantada (minería de minerales raros, capacitación de ingenieros y construcción de enormes fábricas) que el resto del mundo puede tardar décadas en ponerse al día.

Incluso para 2030, China fabricará más del doble de baterías que todos los demás países juntos, según estimaciones de Benchmark Minerals, un grupo consultor.

Así es como China controla cada paso de la producción de baterías de iones de litio, desde sacar las materias primas del suelo hasta fabricar los automóviles, y por qué es probable que estas ventajas duren.

controles chinos

41% del cobalto del mundo

28% de litio

controles chinos

41% del cobalto del mundo

28% de litio

Los autos eléctricos usan aproximadamente seis veces más minerales raros que los autos convencionales debido a la batería, y China decide quién obtiene los minerales primero y a qué precio.

Aunque China tiene pocos depósitos subterráneos de los ingredientes esenciales, ha seguido una estrategia a largo plazo para comprar su camino hacia un suministro estable y barato. Las empresas chinas, con la ayuda del Estado, adquirieron participaciones en empresas mineras en los cinco continentes.

China posee la mayor parte de las minas de cobalto en el Congo, que tiene la mayor parte del suministro mundial de este escaso material necesario para el tipo de batería más común. Las empresas estadounidenses no pudieron mantenerse al día e incluso vendieron minas a sus contrapartes chinas.

Como resultado, China controla el 41 por ciento de la minería de cobalto del mundo y la mayor parte de la minería de litio, que transporta la carga eléctrica de una batería.

controles chinos

6% del níquel del mundo

78% de grafito

5% de manganeso

controles chinos

6% del níquel del mundo

78% de grafito

5% de manganeso

Los suministros globales de níquel, manganeso y grafito son mucho mayores y las baterías usan solo una fracción. Pero el suministro constante de China de estos minerales todavía le da una ventaja. Las inversiones de China en Indonesia lo ayudarán a convertirse en el mayor controlador de níquel para 2027, según las previsiones de CRU Group, una firma consultora.

El grafito se extrae principalmente en China. Los productores estadounidenses sintetizan grafito a un costo mucho mayor.

Los países occidentales también poseen minas en el extranjero y están tratando de alcanzar a China. Pero han sido más reacios a poner dinero en países con gobiernos inestables o malas prácticas laborales. Y han tardado en aumentar su propia producción.

Una mina nueva puede tardar más de 20 años en alcanzar la plena producción. Aunque Estados Unidos está invirtiendo para aprovechar sus importantes reservas de litio, el esfuerzo se ha topado con una serie de preocupaciones ambientales y locales.

China refina

95% de manganeso

73% de cobalto

70% de grafito

67% de litio

63% de níquel

China refina

95% de manganeso

73% de cobalto

70% de grafito

67% de litio

63% de níquel

El 95% del manganeso se refina en China

73% de cobalto

70% de grafito

67% de litio

63% de níquel

Independientemente de quién extraiga los minerales, casi todo se envía a China para ser refinado en materiales aptos para baterías.

Una vez que el mineral se extrae del suelo, generalmente se pulveriza y luego se trata con calor y productos químicos para aislar los compuestos minerales. El proceso es un desperdicio: Cobalt genera alrededor de 860 libras de roca estéril por cada libra de polvo de cobalto refinado.

La refinación necesita grandes cantidades de energía. Los minerales de las baterías requieren de tres a cuatro veces más energía para fabricarse que el acero o el cobre. La forma preferida de litio, por ejemplo, debe calentarse, vaporizarse y secarse. Respaldadas por el gobierno con tierra y energía baratas, las empresas chinas han podido refinar minerales en mayor volumen y menor costo que todos los demás. Esto ha provocado el cierre de refinerías en otros lugares.

La refinación también suele causar contaminación, y las refinerías chinas se benefician de regulaciones ambientales menos estrictas. Moler grafito causa contaminación del aire. El procesamiento del níquel genera desechos tóxicos, que deben eliminarse en estructuras especiales en el océano o bajo tierra. Los expertos dicen que el uso de métodos más sostenibles para procesar los minerales de las baterías aumenta los costos.

Hoy, Estados Unidos tiene poca capacidad de procesamiento. Una refinería suele tardar entre dos y cinco años en construirse. Capacitar a los trabajadores y ajustar el equipo puede llevar tiempo adicional. La primera refinería de litio de Australia, que tiene algunos propietarios chinos, fue aprobada en 2016, pero no produjo litio de grado de batería hasta el año pasado.

china hace

77% de cátodos

92% de los ánodos

74% de separadores

82% de electrolitos

Los iones de litio se mueven entre el cátodo y el ánodo durante la carga y la descarga.

82% de electrolitos

China fabrica el 74% de los separadores

77% de cátodos

92% de los ánodos

Los iones de litio se mueven entre el cátodo y el ánodo durante la carga y la descarga.

China se convirtió en el mayor productor de baterías en parte al descubrir cómo fabricar componentes de batería de manera eficiente y a menor costo.

El componente más importante es el cátodo, que es el terminal positivo de la batería. De todos los materiales de las baterías, los cátodos son los más difíciles de fabricar y los que consumen más energía. Hasta los últimos meses, el cátodo más común usaba una combinación de níquel, cobalto y manganeso, también conocidos como cátodos NMC. Esta fórmula permite que una batería almacene una gran cantidad de electricidad en un espacio pequeño, proporcionando a un coche eléctrico una mayor autonomía.

China ha invertido en una alternativa más barata que ahora se ha llevado la mitad del mercado de cátodos. Conocidos como LFP, por fosfato de hierro y litio, estos cátodos utilizan hierro y fosfato ampliamente disponibles en lugar de níquel, manganeso y cobalto.

Para los países occidentales, LFP es una oportunidad para evitar los cuellos de botella en el suministro de minerales. Pero China produce casi todo el LFP del mundo.

China hace el 73%

de cátodos NMC

99% de cátodos LFP

China produce el 73% de

Cátodos NMC

99% de cátodos LFP

Hoy en día, Estados Unidos fabrica solo alrededor del 1 por ciento de los cátodos del mundo, todos los cuales son NMC. Las empresas estadounidenses están interesadas en LFP, pero deben asociarse con empresas chinas que tengan experiencia en producirlo.

Las empresas chinas fabrican la mayoría de los otros componentes de la batería. Dominan la producción de ánodos, el extremo negativo de una batería. China también vende la mayoría de los separadores, una capa que va entre el cátodo y el ánodo para evitar cortocircuitos. Los electrolitos, hechos principalmente de sales de litio y solventes, son necesarios para la conductividad, y los cuatro principales productores de electrolitos del mundo son chinos.

China hace el 66% de

las celdas de bateria del mundo

Cátodo

2.8"

Separador

Ánodo

Cada coche tiene miles de células.

China hace el 66% de

las celdas de bateria del mundo

2.8"

Cátodo

Cada coche tiene miles de células.

Separador

Ánodo

China tiene la mayor cantidad de autos eléctricos en la carretera y casi todos usan baterías fabricadas en China. En 2015, Beijing promulgó políticas para bloquear a los rivales extranjeros y aumentar la demanda de los consumidores. Los fabricantes de baterías chinos como CATL y BYD crecieron a expensas de sus competidores japoneses y surcoreanos y se convirtieron en los más grandes del mundo.

Ocho años después, la administración de Biden ahora sigue una estrategia similar para fomentar el desarrollo de baterías en los Estados Unidos.

Pero en un negocio con enormes costos de capital y escasos márgenes de beneficio, las empresas chinas tienen una gran ventaja después de años de financiación estatal y experiencia.

El montaje de la batería es complejo y técnico. Para hacer uno, los materiales del cátodo y el ánodo se unen a láminas de metal delgadas, cada una de aproximadamente una quinta parte del grosor de un cabello humano. Luego se apilan con separadores, se humedecen con electrolitos y se enrollan. Todo el proceso debe llevarse a cabo en habitaciones que minimicen las partículas de aire y la humedad.

China puede construir fábricas de baterías a casi la mitad del costo de los países de América del Norte o Europa, según Heiner Heimes, profesor de la Universidad RWTH Aachen en Alemania. Las razones principales: los costos laborales son más bajos y hay más fabricantes de equipos en China.

China fabrica el 54% de los autos eléctricos del mundo

China fabrica el 54% de los autos eléctricos del mundo

Los inversores estadounidenses siguen desconfiando de poner dinero en vehículos eléctricos. Los automóviles tradicionales siguen siendo muy rentables, los trabajadores estadounidenses deben recibir capacitación en nuevas habilidades y los incentivos del gobierno de los EE. UU. para ayudar a la industria de los vehículos eléctricos podrían desaparecer con el próximo ciclo de elecciones presidenciales.

China ha gastado más de $ 130 mil millones en incentivos de investigación, contratos gubernamentales y subsidios al consumidor, según el Centro de Estudios Estratégicos e Internacionales. Los compradores de automóviles eléctricos en China obtienen devoluciones de impuestos, registro de vehículos más barato, estacionamiento preferencial y acceso a una extensa red de carga. Las inversiones de China han permitido al país liderar el mundo en producción, equipos y diseño de productos.

Los expertos dicen que es casi imposible que cualquier otro país se vuelva autosuficiente en la cadena de suministro de baterías, sin importar si tiene mano de obra más barata o encuentra otros socios globales. Las empresas de cualquier parte del mundo buscarán asociarse con fabricantes chinos para ingresar o expandirse en la industria.

"No hay forma de que alguien tenga éxito en los vehículos eléctricos sin tener algún tipo de cooperación con China, ya sea directa o indirectamente", dijo Scott Kennedy, asesor principal de CSIS.

Acerca de los datos de minería y refinación: la participación de propiedad se basa en los volúmenes de producción estimados multiplicados por la participación en el capital de propiedad, según lo determinado por las presentaciones públicas de la empresa y los anuncios corporativos. El país de origen del propietario se basa en la ubicación de la sede de la empresa. Los volúmenes de producción se ajustan según el rendimiento del mineral por tipo de recurso y las previsiones de producción tienen en cuenta el riesgo, la viabilidad y las condiciones del mercado del proyecto.