¿Tenemos materiales suficientes para que sea realmente posible la transición energética?

José Manuel Torralba, IMDEA MATERIALES y Miguel Ángel Rodiel, IMDEA

Reemplazar los combustibles fósiles lleva asociados retos y efectos secundarios que han de tener en cuenta los agentes involucrados en la transición energética que demanda Europa y exige el futuro. Para empezar, ¿contamos con materiales para hacer el cambio?

Los efectos secundarios de las tecnologías verdes

La transición energética se focaliza en las denominadas tecnologías verdes, fundamentalmente la eólica, las celdas solares y las baterías.

Sabemos, por ejemplo, que la cantidad de CO₂ generada por la energía solar o eólica es 40-50 veces menor que la generada por la energía basada en gas o carbón. Sin embargo, fabricar los dispositivos necesarios para implantar estas tecnologías verdes no es tan sostenible, porque requiere cantidades masivas de metales producidos mediante procesos intensivos en generación de CO₂, el llamado efecto rebote.

Más concretamente, uno de los principales emisores de CO₂ es la fabricación del acero. Si reconocemos que las energías eólica y solar consumen más del doble de acero que el carbón o el gas, el CO₂ emitido debido a la fabricación de acero con las técnicas metalúrgicas actuales será muy elevado en la fase de construcción de las nuevas instalaciones.

El caso de los coches eléctricos

Fijémonos en los vehículos eléctricos. La cantidad de CO₂ emitida por uno a lo largo de su vida es, por término medio, la mitad de los coches con motor de combustión interna. Si el planteamiento es sustituir por completo el parque móvil (y no reducirlo significativamente), hay que tener claro que la fabricación de estos coches requiere hasta 6 veces más materiales que la fabricación de un vehículo no eléctrico. Por tanto, es otro efecto rebote que debemos intentar minimizar en la actual oleada de fabricación de coches eléctricos.

Además, para evaluar el beneficio de la transición a vehículos eléctricos, hay que analizar si las tecnologías que generan la electricidad para cargarlos son realmente verdes, y cuánto lo son.

En números, el CO₂ emitido durante todo el ciclo de vida de un coche eléctrico, incluyendo la fabricación, es de aproximadamente 20 tCO2eq, mientras que para un coche de motor de combustión interna es de unas 42 tCO2eq. Para vehículos cargados con electricidad 100 % de fuentes renovables, esta cifra podría descender hasta las 10 tCO2eq. Sin embargo, sube a 40 tCO2eq si la electricidad está generada con fuentes basadas en combustibles fósiles.

Así, a medida que crezca el parque móvil eléctrico, debemos asegurarnos de que aumentamos proporcionalmente la energía eléctrica proveniente de fuentes renovables si pretendemos que realmente sea una ventaja frente al de combustión interna.

Solo si se introducen prácticas de fabricación sostenible desde el comienzo de cada una de las tecnologías, se puede minimizar este efecto rebote y garantizar la menor emisión de CO₂ en todo el ciclo de vida de las nuevas energías limpias.

La escasez de materias primas

El segundo de los problemas es posiblemente el más complejo de solucionar: la escasez de materias primas.

Consideremos la cantidad de metales necesarios para satisfacer la demanda de motores eléctricos requerida para cumplir el mandato de la Unión Europea de que los coches con motor de combustión interna no puedan venderse después de 2035.

Hay al menos 6 metales fundamentales, zinc, níquel, litio, cobalto, silicio y vanadio, de los que no existen hoy reservas mundiales suficientes para acometer esta primera oleada. Y hay otros, como el hierro y el cobre, que experimentarían tal incremento en la demanda, que su producción podría convertirse en un grave problema.

Para explicarlo con datos, la humanidad ha consumido, en los últimos 6 000 años, 880 millones de toneladas de cobre. Ahora, en tan solo los próximos 25 años, y solo para cubrir la demanda para los motores eléctricos que habría que fabricar, se necesitarán más de 700 millones de toneladas de este metal. Es decir, necesitaremos en 25 años casi lo mismo que hemos gastado en los últimos 6 000.

Un ejemplo: cómo lograr que el acero deje de ser un problema

La transición energética requiere no solo de voluntad política o social, también hace falta una revolución tecnológica importante y una transformación radical en la manera en la que fabricamos o transformamos las materias primas involucradas.

Retomemos el caso de la fabricación de acero, uno de los principales “culpables” de las emisiones globales de CO₂ (responsable del 20-25 % de las emisiones totales industriales de CO₂).

Si utilizáramos hidrógeno verde en la fabricación de acero primario en vez de coque y si acercáramos los centros de producción a las materias primas (teniendo en cuenta que una gran fuente de emisiones generadas en la producción del acero es el transporte de sus materias primas), podríamos eliminar la fabricación de acero de la lista de problemas.

La misma política debería aplicarse a cualquier materia prima involucrada en la producción de energía.

El 80 % de los materiales de la basura electrónica no se recicla

De importancia estratégica, tal y como ha establecido la Unión Europea, es la búsqueda de alternativas a los materiales críticos.

Igualmente, debemos abordar el suministro de materias primas de manera diversificada y sostenible, fomentando la eficiencia en el uso de estos metales y aumentando el reciclaje para apoyar la transición energética. Para entender la dimensión del problema, hoy en día sigue sin reciclarse casi un 80 % de los cientos de miles de toneladas de metales que hay en la llamada basura electrónica.

Para ir ofreciendo soluciones es preciso reconocer los problemas. La política de cambios tiene que ir acompañada de estrategias claras de inversión y los tiempos necesarios para que las tecnologías se adapten a las necesidades que provocan los cambios.

Y, sin dudar, hay que apostar por la investigación y desarrollo para poder adaptar muchas de estas tecnologías a las urgentes necesidades de sostenibilidad del sistema. Si no lo hacemos, fracasaremos.

José Manuel Torralba, Catedrático de la Universidad Carlos III de Madrid, IMDEA MATERIALES y Miguel Ángel Rodiel, Director de Tecnología, IMDEA MATERIALES, IMDEA

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.