En ediciones reciente pv magazine México ha dado cuenta de un tema que empieza ha recobrar relevancia en la industria de las energías renovables y muy en particular en la manufactura de autos eléctricos: el asunto de los minerales críticos.
Durante la semana que está por concluir, publicamos información sobre lo que sucede sobre este mismo tema en Estados Unidos, análisis que nos comparte el Departamento de Energía de aquel país, un planteamiento desde una óptica diferente de acuerdo con sus propias demandas; pero al final, el tema ya es constante en todo el mundo: los minerales críticos.
Hoy reproducimos una segunda nota del James Edmondson, analista principal de tecnología de la firma IDTechEx. El pasado 18 de mayo, Edmondson nos compartió una reflexión en este mismo espacio a partir de un cuestionamiento clave sobre baterías y autos eléctricos: ¿Eliminarán las baterías de estado sólido la necesidad de protección contra incendios en los autos eléctricos?
Aquí la propuesta editorial de James Edmondson, analista de IDTechEx.
La Comisión Europea ha propuesto la Ley de Materias Primas Críticas para ‘garantizar el acceso de la Unión Europea (UE) a un suministro seguro, diversificado, asequible y sostenible de materias primas críticas’. Esta ley podría tener grandes implicaciones para varias tecnologías y mercados, pero uno de los que está creciendo rápidamente con una gran dependencia de las materias primas críticas es el mercado de los vehículos eléctricos (VE), concretamente los motores eléctricos. El último informe de investigación de IDTechEx sobre motores eléctricos predice que la demanda anual de imanes de tierras raras para motores de VE superará los mil millones de kg en 2031. En este caso, ¿qué impacto tendrá este nuevo hecho en el mercado de los vehículos eléctricos?
Europa depende en gran medida de otras regiones para obtener y procesar materias primas estratégicas; una categoría destacada en la ley son los elementos de tierras raras para imanes, como Nd, Pr, Tb, Dy, Gd, Sm y Ce. Gran parte de la ley se centra en aumentar la extracción (10 por ciento frente al 3 por ciento actual), transformación y refinado (40 por ciento) y reciclado (15 por ciento) de estos materiales en la UE. La ley reconoce que la UE no puede ser autosuficiente a este respecto, pero se fija como objetivo no depender de ningún país concreto para obtener más del 65 por ciento de cada materia prima estratégica.
Los motores de los vehículos eléctricos utilizan en gran medida imanes de tierras raras. En 2022, el 82 por ciento del mercado mundial de coches eléctricos utilizaba motores de imanes permanentes (PM) basados en tierras raras. Existen estrategias alternativas, con OEM europeos como Renault, BMW, Mercedes y Audi que presentan tecnologías sin imanes, incluidos motores de rotor bobinado y motores de inducción. Sin embargo, según el estudio de IDTechEx, su cuota de mercado en 2022 será inferior al 23 por ciento en Europa (la región donde los fabricantes de equipos originales se centran más en los motores sin imanes).
En cuanto a las normas de reciclado y contenido de imanes, la ley responsabiliza a la entidad que comercializa el vehículo de motor o el medio de transporte ligero. Deben indicar si contienen PM, la familia de PM (NdFeB, SmCo, AlNiCo, Ferrita) y la ubicación de los motores eléctricos dentro del vehículo, con los pasos para retirarlos. Esto debería ayudar a los recicladores cuando llegue el momento de procesar los motores al final de su vida útil. En los casos en los que el contenido de MP supere los 0,2 kg (los motores de MP de los coches eléctricos suelen pesar entre 1 y 3 kg), se hará pública la proporción de Nd, Dy, Pr, Tb, B, Sm, Ni y Co que se ha recuperado de los residuos postconsumo. Aún no se han fijado los porcentajes específicos de contenido reciclado exigidos.
Aunque la ley establece objetivos para reducir la dependencia de la UE de los materiales importados, lo más importante es que no establece cómo podría lograrse desde el punto de vista de la demanda. Por ejemplo, algunos OEM pueden utilizar una opción sin imanes que reduzca en gran medida la demanda de tierras raras, pero otros no, lo que no se ha reflejado en la ley. Es poco probable que el hecho de que un OEM que no utilice PM no tenga que declarar o preocuparse por el contenido reciclado de sus imanes sea un impulsor clave de la reducción del contenido de PM. Una reducción del contenido de MP por motor o una mayor adopción de vehículos más pequeños también reduciría la demanda, lo que aliviaría la demanda, pero esto tampoco se ha tenido en cuenta.
La LEVA-UE (Asociación de Vehículos Eléctricos Ligeros) ha señalado en su respuesta a la Comisión Europea que el peso del imán de 0,2 kg significará que algunas clases de vehículos, como los ciclos eléctricos, quedarán excluidos, pero un ciclo híbrido en serie podría no estarlo. Esto dificulta el funcionamiento de determinadas tecnologías o empresas. También pone de relieve que el suministro de componentes para los LEV (vehículos eléctricos ligeros) ya es insuficiente, por lo que las empresas (especialmente las PYME) tienen menos posibilidades de elegir el origen de sus componentes. Este acto puede discriminar a las empresas que se abastecen de piezas en la UE frente a las regiones no pertenecientes a la UE.
En opinión de IDTechEx, la Ley de Materias Primas Críticas de la UE, en su forma actual, tendrá poco impacto en la adopción de diseños de motores sin imanes en la mayoría de las categorías de vehículos eléctricos, ya que el costo inicial y la volatilidad de los precios de los materiales son un factor mucho más importante. Sin embargo, la ley debería empezar a centrar más la atención en el reciclaje de tierras raras, que actualmente sólo se realiza a muy pequeña escala. En un mercado en el que la oferta de motores es mayor, un mayor contenido reciclado o diseños sin imanes podrían convertirse en un punto de diferenciación para los fabricantes de motores que venden en la UE. Pero en el caso opuesto de escasez de componentes, esto dificulta la tarea del fabricante final de vehículos si desea cumplir la nueva ley propuesta.
La última iteración de IDTechEx de “Motores eléctricos para vehículos eléctricos 2024-2034” profundiza en la tecnología de los motores, la adopción del mercado, la utilización de materiales y las previsiones de mercado. Se basa en una amplia base de datos de vehículos y motores en todos los segmentos de vehículos, incluidos coches, autobuses, camiones, furgonetas, vehículos de dos ruedas, vehículos de tres ruedas, microcoches y aviones.
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