La Universidad Ritsumeikan descubre que la demanda de materias primas para vehículos eléctricos se triplicará para 2050

La Universidad Ritsumeikan descubre que la demanda de materias primas para vehículos eléctricos se triplicará para 2050 , pero las estrategias circulares pueden garantizar la sostenibilidad

La creciente adopción de vehículos eléctricos (EV) genera preocupación sobre la creciente demanda de materias primas, particularmente de baterías. Investigadores de la Universidad de Ritsumeikan llevaron a cabo un estudio integral que proyecta las necesidades futuras de recursos para las baterías de vehículos eléctricos para 2050, considerando reemplazos y capacidades mejoradas. Al destacar el consumo sustancial de materiales por parte de las baterías de iones de litio, el estudio aboga por implementar estrategias de economía circular para gestionar estas demandas de manera sostenible. Estos hallazgos son esenciales para informar a los responsables políticos sobre cómo fomentar la adopción sostenible de vehículos eléctricos.

Con el objetivo de limitar las emisiones de CO ₂ , muchos países se han fijado objetivos para eliminar gradualmente los vehículos de combustión interna en favor de los vehículos eléctricos (EV). Japón se ha fijado el objetivo de que entre el 20% y el 30% de todas las ventas de automóviles sean vehículos eléctricos de batería (BEV) y vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV), y que entre el 30% y el 40% de las ventas de automóviles sean vehículos eléctricos híbridos (HEV) para 2030. Estados Unidos planea que el 50% de los vehículos nuevos sean de cero emisiones para 2030, mientras que Alemania quiere tener 15 millones de vehículos eléctricos en circulación para 2030. Estos objetivos plantean preocupaciones sobre la demanda de materia prima para los vehículos eléctricos. Las baterías, que representan el 50% de todos los recursos consumidos en la producción de BEV, requieren varios minerales como litio, níquel, cobalto, manganeso y grafito. Sin embargo, las estimaciones actuales de la demanda de recursos subestiman la demanda total de minerales, ya que no tienen en cuenta la demanda de recursos necesarios para el reemplazo de la batería durante la vida útil del vehículo y el aumento de la capacidad de la batería.

En un estudio publicado en línea en la revista Resources, Conservation and Recycling el 5 de junio de 2024, investigadores dirigidos por el profesor asociado Shoki Kosai de la Universidad Ritsumeikan (Japón) proporcionan una estimación más realista de las necesidades de recursos de los vehículos eléctricos para 2050. Su investigación aborda la situación actual. subestimaciones al tener en cuenta la demanda de materia prima para producir, operar y mantener vehículos eléctricos. Además, también introducen varias estrategias para mitigar el consumo de recursos. Esta investigación fue coautora del Sr. Hibiki Takimoto de la Universidad de Ritsumeikan, el Dr. Takuma Watari del Instituto Nacional de Estudios Ambientales y el profesor Eiji Yamasue de la Universidad de Ritsumeikan.

"En nuestro estudio, buscamos abordar preguntas críticas como '¿En qué medida la electrificación de vehículos contribuirá a una escalada en el uso de recursos?', '¿Cuáles son los factores subyacentes que impulsan este cambio?' y '¿En qué medida puede el aumento ¿Se podrá gestionar y mitigar eficazmente el uso de recursos?", afirma el Dr. Kosai.

El estudio evaluó el requisito total de material (TMR) para las baterías de vehículos eléctricos en tres escenarios: el Escenario de Tecnología de Referencia (RTS), manteniendo las tendencias energéticas y tecnológicas actuales; el Escenario de 2 Grados (2DS), que requiere una importante mitigación del cambio climático para limitar el aumento de la temperatura a 2°C; y el Escenario Más Allá de los 2 Grados (B2DS), que apunta a cero emisiones para 2060 y limita el aumento de la temperatura a 1,75°C para 2100.

TMR sirve como punto de referencia para evaluar el uso de recursos, abarcando tanto los materiales utilizados directamente en la fabricación de baterías como los extraídos pero no utilizados. El estudio supone que los vehículos tienen una vida útil de 15 años o 100.000 kilómetros y utilizan baterías de iones de litio con níquel, cobalto y manganeso, reemplazadas cada siete años.

Los hallazgos revelan que la TMR de los vehículos eléctricos aumenta en los tres escenarios. Según el escenario RTS, que supone que la mayoría de los vehículos siguen siendo vehículos con motor de combustión interna (ICEV), la demanda de materias primas casi se duplica con respecto a los niveles de 2015. En el escenario B2DS, donde dominan los BEV, la demanda es un 22,7% mayor. En este escenario, se prevé que las baterías de iones de litio representen el 55% del uso total de recursos en la industria automotriz, impulsado por la producción y el mantenimiento de BEV.

Los investigadores descubrieron que implementar estrategias específicas de economía circular podría reducir a la mitad la demanda de recursos o mantenerla en los niveles de 2015. Estas estrategias incluyen extender la vida útil de los vehículos, promover los servicios de automóviles y viajes compartidos, mejorar la recuperación y el reciclaje de materiales en vehículos nuevos, mejorar la eficiencia del combustible y adoptar baterías de estado sólido de mayor duración.

Entre estas estrategias, el transporte compartido y el reciclaje tuvieron el mayor impacto, reduciendo la demanda de recursos entre un 37,0% y un 43,0% y entre un 33,0% y un 39,6%, respectivamente. Las mejoras en el ahorro de combustible también fueron significativas, especialmente para los ICEV, y contribuyeron a una reducción de la demanda de recursos entre un 10,2% y un 21,8%. El cambio a baterías de estado sólido fue otro factor importante que contribuyó a reducir la demanda de recursos. Las baterías de estado sólido requieren menos materiales que las baterías tradicionales de iones de litio y no es necesario reemplazarlas con tanta frecuencia. Redujeron la necesidad de recursos adicionales en un 30,6% para aumentar la capacidad de la batería y en un 29,1% para reemplazarla.

Dado que se espera que la demanda de vehículos eléctricos crezca de menos de 45 millones en 2023 a 250 millones en 2030 y alcance 525 millones en 2035, la implementación de estrategias de economía circular será crucial para satisfacer las demandas de recursos para futuros objetivos de electrificación.

"En general, los hallazgos de este estudio fueron claros. En el sector del automóvil, la electrificación contribuye a aumentar el uso de recursos en aproximadamente más del doble. La electrificación de los vehículos se puede lograr sin aumentar el uso de recursos si se implementa al mismo tiempo y de manera ambiciosa un conjunto de estrategias de economía circular", dijo el Dr. Kosai.

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