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lunes, 26 de junio de 2017

¿Resuelve algo el coche eléctrico? Escalabilidad

 
 
Ya se ha visto que el coche eléctrico contamina, no da las prestaciones de los vehículos actuales, implica cambios importantes en toda la infraestructura eléctrica, sobre todo si se quiere que contamine menos (sólo por la fabricación), y todo a un coste económico muy elevado que además genera bastantes intereses y fomenta sistemas de bombeo de riqueza de las clases más bajas a las más altas.
Pero ese inconveniente económico que pone en tela de juicio la viabilidad económica, además de comprometer seriamente la estabilidad social, se basa sobre la presunción que se puede hacer sin más problemas, y que al incrementar la economía de escala, los precios bajarán y será más asequible para todos, con lo que dejará de ser un sistema que pasa costes al público general para el privilegio de unas  élites, a ser algo común.
Es decir, la economía de escala que tantas cosas ha abaratado, es la razón esgrimida con cierto fundamentado históricamente en gran cantidad de casos para que la mayoría de la sociedad admita este tipo de funcionamiento.
La escalabilidad es, por tanto, un punto clave de todo el proceso de electrificación de nuestra sociedad, proceso del cual el coche eléctrico representa una pieza importante, quizás la más vistosa, si bien ni de lejos la más difícil.
De todos los puntos que afectan a la entrada de forma masiva del vehículo eléctrico, una vez más, hay que mirar su relación con el proceso de electrificación de nuestra sociedad. No vale mirar sólo el litio para las baterías, si no miramos a su vez cómo gastamos ese litio y cómo se utilizan las baterías no sólo para los vehículos, también cómo se utilizan, tanto las baterías directamente como a través del V2G dicha capacidad de almacenamiento, en la red eléctrica.
Y eso debe hacerse además teniendo en cuenta el ciclo de vida, es decir, no sólo su uso directo si no también la obtención primaria (minas) como su retirada y su reciclado.
Empecemos, puesto que ya se ha mencionado, por el litio, ese elemento que muchos llaman el ‘oro blanco’ o ‘el nuevo petróleo’, un elemento químico bastante particular, que hasta hace poco se extraía de forma secundaria como subproducto de otros elementos (tantalita en Australia, sal común en Chile – Atacama), y que ahora se empieza a explotar de forma primaria en varias partes.
Un elemento bastante escaso, apenas 14 millones de toneladas métricas (MMT) de reservas, según el más reputado inventario de minerales, el USGS (el servicio geológico de los Estados Unidos). Un elemento que tiene bastantes usos, desde lubricantes de uso especial (y espacial), medicamentos para el trastorno bipolar, aditivos en cerámicas, y como reductor de coste en la fabricación de cristal.
Este último punto es relativamente nuevo, y la principal razón es que la fabricación de cristal para la fotovoltaica se reduce de coste y emisiones (pues sólo se puede usar gas natural para fabricar cristal, un detallito más de difícil electrificación) entre un 10 y un 18%, además de conseguir un cristal más transparente  que mejora (ligeramente) el rendimiento de los paneles fotovoltaicos.
Así pues, tenemos un elemento de limitación que afecta a varios sectores a la vez. Hay otros, como el disprosio utilizado en los motores de los vehículos eléctricos del tipo de ‘imanes permanentes’, y que suelen ser los de mayor eficiencia, pero que también se utilizan en los aerogeneradores de últimas generaciones, entre otras cosas, para facilitar el control de la producción y así tener algo más de margen sobre la estabilidad y la producción eléctrica de origen eólico.
Pero también los hay menos conocidos. Uno de ellos, el cobalto, por ejemplo es interesante de seguir, más que nada porque ejemplificar algunos de los puntos de equilibrio que tiene el mercado de materias primas.
Para empezar, el 98% de cobalto obtenido de forma ética, es decir, descartando el contrabando que es importante en este componente, se obtiene en minas de cobre, como subproducto del mismo, y cuya producción es bastante inelástica, ya que el que marca la producción en entornos de alta demanda, es el cobre.
El mayor productor es precisamente la República Democrática del Congo, que no es precisamente una de las más socialmente ejemplares del mundo, y donde el contrabando y la producción por sistemas poco éticos y técnicamente poco limpios, tanto medioambiental como socialmente es algo común.
El mayor uso del cobalto es en baterías, aunque hay bastantes más, todas muy fuertemente técnicas y donde el cobalto resulta imprescindible, pero que son muy estables en su uso, es decir, muy rígidas, y además son aplicaciones donde el precio del cobalto tiene poco impacto al ser de elevado valor añadido. Un mercado que apenas ha crecido en bastantes años, no como el caso de las baterías.
Además, el cobalto es un mercado prácticamente dominado por China, que es la principal importadora, y que no exporta nada de cobalto refinado, sino sólo elementos que lo usan como aplicación final, como por ejemplo baterías.
Por tanto tenemos un producto muy inelástico que depende de la demanda del cobre (las baterías también gastan cobre, pero su peso en el mercado es ínfimo en comparación), con ciertos usos también inelásticos que se pueden permitir prácticamente cualquier precio, precio que fija básicamente China, el principal importador de cobalto, y uno de los grandes compradores de cobre.
Pero además tenemos que las tecnologías que tienen mejor densidad de energía, y habitualmente (al menos a finales de 2015) tenían mejor precio, eran precisamente las que más cobalto usaban. Las de mayor potencia, que por geometría e implicaciones técnicas, tienen bastante peor densidad de energía (esos KWh por Kg de peso), usan menos cobalto, pero son más caras, y también necesitan más litio.
Pero el inevitable Elon Musk dijo que para 2020, necesitaría el 100% de la producción mundial de litio para su mega fábrica.
Mucha gente alaba, como ya hemos dicho, el efecto de la economía de escala. Pero otra ley de mercado sumamente importante, de hecho LA LEY del mercado, la de la oferta y demanda, es algo de lo que se olvidan.
El resultado es que si el cobalto ha subido más del 30% desde finales de 2015, con fuertes fluctuaciones y con previsiones muy duras en cuanto a precio y producción, el carbonato de litio grado batería (99.99% de pureza), ha pasado de 6500$/Tonelada a finales de 2015 a más de 24000$/T a principios de 2017, y sigue subiendo. Eso sí, el precio fijado por China (una vez más).
A esto hay que considerar que el precio de las materias primas se ha disparado, y eso tiene mucho peso en el coste de las baterías, que gastan más de 150g de litio (en contenido metálico, que equivale a unos 900g de carbonato de litio, y más de 200g de cobalto metálico.
Si tenemos en cuenta que este tipo de baterías lleva ya 40 años en el mercado, las posibilidades de mejora no son muy grandes: las más evidentes y sencillas ya se han implementado, lo que es la ley de los rendimientos decrecientes.
Por supuesto, el montar varios miles de celdas en un pack es un tema que lleva poco tiempo, y las mejoras de la economía de escala se aplican sobre todo en este punto, donde todavía hay bastante que mejorar.
Sin embargo, las megafactorías de baterías utilizando energía renovable, tampoco son una novedad, y el caso de las que desarrolló Edison dejan claro que la economía de escala no tuvo un gran efecto.
El resultado es que está por ver si la economía de escala es capaz de mejorar el precio más que lo que lo está empeorando ya mismo la demanda brutal de elementos necesarios para la fabricación de baterías. Las dudas son más que razonables, el futuro dirá, pero lo más probable por la experiencia y conocimiento del autor, así como los datos de muchos otros estudios es que el coche eléctrico es, ha sido y será, un vehículo caro, precisamente por el precio de las baterías.
 
En el mundo, en este 2017, hay alrededor de 1100 millones de vehículos térmicos. La capacidad de producción tuvo algunos picos por encima de los 80 millones de vehículos al año, aunque en los últimos tiempos está por debajo de esta cifra.
Sin embargo, coches eléctricos hay menos. Poco más de medio millón en los USA en 2015, menos de 5000 en España, frente al millón que tenía previsto el gobierno de Zapatero. Del Nissan Leaf, el vehículo eléctrico más vendido, se han fabricado ya algo más de un cuarto de millón de unidades.
Tesla dice que va a llegar a fabricar medio millón de coches Clase E para 2018, algo que los que trabajamos en el sector opinamos que es imposible. Máxime si el mismo Elon Musk afirma que para entonces necesitará el 100% de producción mundial de litio sólo para hacer frente a dicha capacidad.
Así pues, se ve imposible que se llegue a fabricar, en breve, 80 millones de coches eléctricos al año, lo cual llevaría a cambiar (si la población está por la labor) todos los coches en casi 14 años. Fecha para la cual la producción de baterías debería ser casi el doble, puesto que los primeros en fabricarse ya deberían necesitar una nueva, siendo extremadamente optimistas (dependiendo la latitud, las baterías duran menos de 14 años, estando por debajo de los Pirineos en el orden de los 5 – 6 años, tanto menos cuanto más al sur).
Escalar la fabricación para cambiar todo el parque automovilístico, a la luz de estos datos, se antoja francamente difícil que suceda en menos de un par de décadas, probablemente tarde muchas más, si es que llega a producirse, ya que lo más probable es la desaparición del coche privado tal y como lo conocemos, excepto los juguetes para ricos como el Model S.
Y sin contar aquellos vehículos que no son particulares, como los camiones articulados que podemos encontrar en nuestras carreteras en abundancia, y para los cuales no hay opción eléctrica. Lo mismo aplica a los megacamiones de minería (y eso que son híbridos), o los buques como el Maersk Clase Triple E
Y sin embargo, aún no hemos entrado a considerar con más profundidad la escalabilidad si tenemos en cuenta además la transición del modelo actual de consumo energético a otro basado en renovables (eléctricas e intermitentes) asociado.
Hay muchos estudios sobre esta transición a un modelo basado en renovables eléctricas intermitentes (y algunas despachables) desde Greenpeace a entidades universitarias, incluyendo el MIT. Este último además aborda el tema de la minería, y llega a conclusiones como que el Disprosio, que como todas las tierras raras es monopolio exclusivo de China, que haría de cuello de botella tanto para motores como alternadores especialmente en el caso de la eólica, obligando a un mínimo de 5 décadas para poder hacer el despliegue de aerogeneradores necesario sólo para suplir la producción actual de electricidad, sin mencionar la sustitución, ni coches eléctricos ni crecimiento. También explica algunos detalles sobre la minería y las materias primas secundarias como el mencionado cobalto.
Entre estas materias primas figura, sin explicación en ese informe, el tema del tóxico telurio que conjuntamente con el más tóxico cadmio se usa para cierto tipo de paneles fotovoltaicos presuntamente más económicos, y que se obtiene a partir de los restos después de extraer oro mediante el rociado con el potente veneno conocido como cianuro los restos de haber extraído el cobalto. Y eso sólo para cierto tipo de minería del cobre.
Este tipo de limitaciones debería hacerse extensible a los 70 elementos de la tabla periódica que se usan en la fabricación electrónica y el resultado podría poner al ladrillo fundamental de la tecnología actual (especialmente de los coches eléctricos y la transición energética) en el cuello de botella de todo.
Entre estos estudios de la transición, hay uno interesante sobre todo por ser uno de los ‘favoritos’ de todos los pro-renovables, conocido por sus autores, Jacobson y Delucci, en el que indican que para electrificar los Estados Unidos harían falta como 590TWh de baterías.
Si tomamos por buena la estimación del USGS sobre los recursos y reservas de litio mundial, así como algunos estudios al respecto de la cantidad de litio por batería, el resultado es una capacidad teórica de menos de 65TWh, alrededor de una décima parte de las necesidades de los USA, muchísimo menos que las necesidades reales del mundo, sin mencionar otros usos.
Si además analizamos esas reservas, que se dividen en dos grandes grupos: salares y roca dura, donde la mayoría está en los más asequibles y sencillos salares, todos ellos ya inventariados (se ven todos desde el satélite), y que los recursos de roca dura, así como el reciclado del mismo, con los precios actuales de 24.000€/MT no son rentables, además de ser fruto de la especulación, y que no todo el litio se puede usar para hacer baterías, queda claro que algunos de estos estudios, por no decir todos, en realidad son cuentos de hadas sin base, que ignoran algunos elementos esenciales que los privan de veracidad y plausibilidad, de viabilidad técnica.
Por eso, unos científicos del IPCC han hecho un meta estudio sobre 24 de estos estudios, para analizar la factibilidad del cambio a un nuevo modelo, y si eso conlleva impacto ambiental, puesto que precisamente esa es la labor del IPCC, estudiar el impacto ambiental y el cambio climático, no sólo de la sociedad actual, si no de las soluciones propuestas.
Las conclusiones son demoledoras. Reduciendo el consumo (o sea, decreciendo, lo contrario de lo que se nos vende) a menos de la mitad, en el mejor de los casos, se debe destinar una cantidad tal de recursos para elaborar biomasa y biocombustibles para lidiar con el problema de la intermitencia e inestabilidad de la ineficiente (si se incluye la producción) electricidad, un impacto ambiental descomunal en consideración de estos científicos.
De no decrecer, o peor aún, seguir creciendo, llevamos el camino a la deforestación total sólo para producir electricidad. Algo que pocos se preguntan, y que sin embargo es importante.
Evidentemente, eso no va a pasar. Ya se tiene experiencia en lo que implican los biocombustibles y la biomasa: al competir por los terrenos (como hace la fotovoltaica), disparan el precio de la comida.
La gráfica que abre este artículo es precisamente la evolución del índice de precio de la comida, sobre la que se han superpuesto las revueltas recientes en la fecha en que se han producido. La relación es más que evidente.
En resumidas cuentas, todo lo que se nos está vendiendo como ‘progreso’ en el sentido del cambio de paradigma energético, sin un necesario cambio cultural, el coche eléctrico, la electrificación, las renovables, el grafeno y demás, no resuelven nada más que el favorecer a unos pocos, a veces incluso poco sospechados, mientras la amenaza sobre nuestro futuro sigue creciendo.
Va siendo hora de ir pensando en otras alternativas.
 
 


4 comentarios:

  1. Creo que hay un fallo en tu planteamiento, y es que ya no va a hacer falta un coche por persona. Empieza a haber alternativas muy interesantes para evitar que los coches estén inmóviles la mayor parte de su vida útil, y supongo que irán progresando

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    1. Buenas Huevomaestro,

      No es un fallo, si en vez de los 1.100 millones de coches pudiesemos suministrar esos servicios, con, digamos, 300 millones de coches, la película cambia enormemente claro. La cuestión es administraciones y usuarios están dispuestos a ir por ese camino que es realmente el que planteamos nosotros como parte de la solución.

      saludos,

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  2. Bueno, ese camino nos lo van a meter a la fuerza, queramos o no. De todas maneras, el problema gordo en realidad no va por ahí.

    ¿Has pensado, por casualidad, lo que implica el transporte como servicio (TAAS) en lo que respecta a este 10% de empleados del sector automovilístico que hay en España? ¿Y las implicaciones socioeconómicas de todo ello, sobre todo si añadimos la mal llamada Industria 4.0 (que en realidad afecta mucho más al sector servicios, que es lo más abundante por aquí)?

    Si quieres más info, discuto bastante más profundamente sobre ello en este otro blog:

    http://crashoil.blogspot.com.es/2014/05/analisis-en-profundidad-sobre-la.html

    De todas maneras, no me queda nada claro que eso sea 'progreso' tal y como lo conocemos.

    Beamspot.

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  3. http://energyskeptic.com/2016/who-killed-the-electric-car/

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