¿Es sustentable el litio?
El litio es un factor clave de la transición energética, pero su producción a menudo se asocia a efectos medioambientales y sociales adversos. Analizamos esta paradoja y evaluamos si los beneficios del uso del litio en las baterías de los vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía compensan los aspectos negativos, o viceversa.
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El litio es un metal crucial para la transición energética. Se espera un enorme crecimiento de la demanda de tecnologías energéticas limpias, que se multiplicará por 40 en 2040 con respecto a los niveles de 2020. Esto supone casi el doble del crecimiento previsto para el cobalto y el níquel.
La industria de las baterías es actualmente la principal fuente de demanda de litio y representó el 74 % del sector de uso final en 2022. El ión-litio es la química celular preferida para los sistemas de almacenamiento de energía en baterías y los vehículos eléctricos (VE).
Pero aunque es fundamental para transformar el sistema energético, la producción de litio está asociada a diversos impactos ambientales y sociales negativos. Aquí examinamos algunas de las cuestiones clave y resumimos las mejores prácticas para los productores de litio.
¿Dónde se encuentra el litio?
El litio es un metal natural pero no renovable que se encuentra en tres fuentes principales:
Minerales de roca dura (por ejemplo, espodumeno): se encuentran sobre todo en Australia, China, Estados Unidos y Rusia.
Salmueras: más de la mitad de los recursos de litio conocidos en el mundo se encuentran en las salmueras del "triángulo del litio", formado por Chile, Bolivia y Argentina.
Arcilla: los minerales arcillosos portadores de litio representan solo una pequeña parte de los yacimientos de litio conocidos y se concentran en zonas de China y el suroeste de los Estados Unidos. No hemos incluido la arcilla en nuestra investigación porque su producción es relativamente mínima y, por lo tanto, los datos sobre emisiones y consumo de energía y agua son escasos.
La naturaleza y la ubicación de los yacimientos de litio tienen importantes implicaciones en lo que respecta a las características de sustentabilidad de la producción.
¿Cuáles son las principales consideraciones de sustentabilidad en torno a la producción de litio?
Social
Los principales problemas son el agotamiento de las fuentes de agua dulce de las comunidades locales, el riesgo de contaminación por residuos y la violación de tierras indígenas. Aunque las minas de litio y las instalaciones de salmuera suelen estar situadas en zonas rurales, los efectos de la producción pueden ir mucho más allá de las operaciones físicas.
Los inversores también deben ser conscientes de los riesgos relacionados con los derechos humanos y la corrupción en los países productores. La extracción de litio está bastante concentrada geográficamente en comparación con otros metales críticos, ya que más del 90% del suministro mundial procede de Australia, Chile y China. Al tratarse de países en estados relativamente avanzados de desarrollo económico, los riesgos de trabajos forzados, conflictos y controversias sociales son menores para el litio que para otros metales críticos.
Medio ambiental
En el caso del litio extraído de fuentes salmueras, el agotamiento de los acuíferos de agua dulce representa una preocupación importante. Esto se ha relacionado con la expansión de los desiertos en regiones áridas que ya sufrían estrés hídrico.
Cuando se bombea el agua salada a estanques de evaporación en la superficie, el volumen perdido del acuífero se recarga con agua dulce de la capa freática circundante, que acaba convirtiéndose en salmuera por la disolución del lecho rocoso rico en minerales. Este proceso de desplazamiento-recarga no se incluye en el "consumo" de agua dulce declarado por las empresas. Si lo tenemos en cuenta, la intensidad de agua para obtener litio a partir de salmuera pasaría de 9,4 m3 a más de 100 m3, lo que supone casi el doble que en el proceso de mineralización.
Nuestro análisis sugiere que el principal problema asociado a la extracción de litio a partir de minerales es el consumo de energía. Este proceso implica la cocción del mineral a temperaturas muy elevadas, lo que requiere importantes aportes de combustibles fósiles de alta densidad energética, normalmente carbón.
En general, hay una diferencia considerable en el impacto medioambiental del litio producido a partir de salmuera frente al mineral. La extracción de salmuera tiene un menor impacto medioambiental en tres indicadores básicos de sustentabilidad, con un 86 % menos de emisiones, un 95 % menos de consumo de energía y un 84 % menos de consumo de agua que el proceso de extracción de mineral.
Indicadores clave de sustentabilidad de los procesos de producción de litio (por tonelada de carbonato de litio equivalente)
¿Cómo se compara el litio con otros metales en cuanto a factores de sustentabilidad?
Como parte de esta investigación, hemos desarrollado un tablero de puntuación para evaluar la sustentabilidad del litio y otros metales y minerales de transición energética a través de múltiples métricas sociales y medioambientales, que abarcan tanto los impactos de la producción como de la utilización. El siguiente gráfico muestra una versión simplificada de este tablero de puntuación.
Evaluación del impacto ambiental y social del litio y otros metales críticos
Como podemos ver, nuestro análisis sugiere que el litio tiene el menor impacto negativo de los minerales críticos de esta categoría. El litio obtiene mejores resultados que la mayoría de los metales en intensidad de carbono (tCO2/$mn) y biodiversidad, pero tiene un impacto más negativo en los servicios ecosistémicos y el estrés hídrico.
Desde el punto de vista social, el litio obtiene una puntuación comparativamente buena, pero los inversores deben ser conscientes de los posibles riesgos futuros asociados a la expansión de la producción en regiones con estándares menos estrictos en materia de derechos laborales y comunitarios.
Mientras tanto, desde el punto de vista de la utilización, los efectos positivos del litio son casi incomparables con los de otros metales de la muestra.
El uso de litio en los VE se asocia a un beneficio de "emisiones evitadas" en relación con los vehículos con motor de combustión interna (MCI). En promedio, los vehículos eléctricos generan casi un 30% menos de emisiones durante su ciclo de vida y, según nuestro estudio, los insumos de litio representan solo una parte de estas emisiones, estimadas entre el 0,3% y el 2,5% de la huella total de los VE (dependiendo de las estimaciones de vida útil del vehículo/batería, autonomía, etc.).
En este contexto, el beneficio de la utilización del litio en sentido descendente supera con creces las externalidades de la producción en sentido ascendente. El principal foco de carbono en la cadena de valor de los VE son las emisiones asociadas a la electricidad utilizada para la recarga, que representa alrededor de dos tercios de la huella del ciclo de vida. A medida que las redes eléctricas sigan descarbonizándose y se produzca la transición a las energías renovables, el diferencial entre las emisiones del ciclo de vida de los vehículos eléctricos y los vehículos eléctricos con motor de combustión interna debería seguir aumentando, lo que incrementará las ventajas del litio en cuanto a emisiones evitadas.
¿Cómo descarbonizar la producción de litio?
Para el litio producido tanto a partir de salmuera como de mineral, la fase de procesamiento representa más del 96 % de las emisiones totales del ciclo de vida y más del 85 % y 96 % del consumo total de energía, respectivamente. Es aquí donde los mineros del litio deben centrar sus esfuerzos de descarbonización, aunque la facilidad para reducir las emisiones difiere según se trate de productores de salmuera o de mineral. La electricidad representa la mayor parte de los insumos energéticos en el proceso de salmuera, por lo que el cambio de generación fósil a renovable ofrece una vía razonablemente sencilla y rentable para la descarbonización.
Sin embargo, la proporción de energías renovables en la red varía drásticamente de un país a otro. Los mineros del litio en Chile están bien posicionados para abandonar la electricidad de origen fósil, debido al porcentaje relativamente alto de generación local de electricidad renovable: 53 %, frente a la media mundial del 39 %.
En el proceso de extracción de minerales, el carbón es la fuente de energía dominante, mientras que la electricidad constituye apenas un 3,7 % de los insumos energéticos. Esto significa que el potencial de reducción de emisiones derivado del cambio a las energías renovables es limitado. Los productores de mineral de Australia, Estados Unidos y Canadá recurren a combustibles alternativos o a la modernización de las instalaciones con captura y almacenamiento de carbono (CAC) para reducir las emisiones operativas, lo que significa que la trayectoria de transición es menos viable.
¿Cuáles serían las mejores prácticas en la producción de litio?
La siguiente tabla presenta las expectativas realistas de las mejores prácticas de las empresas para mitigar el impacto medioambiental y social de la producción de litio.
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