Reciclaje de eólica, fotovoltaica y baterías en Europa: una oportunidad para la recuperación de materias primas críticas
El impulso a la implantación renovable plantea el problema de cómo gestionar los residuos que se generan cuando estas instalaciones alcanzan el final de su vida útil. La gestión de estos residuos es motivo de inquietud; nadie quiere ver las palas de los aerogeneradores, los paneles solares de las plantas fotovoltaicas o las baterías en los vertederos, sobre todo cuando se comercializan como ecológicos. Un nuevo informe de EIT Innoenergy para la Fundación Naturgy pone de manifiesto cómo el reciclaje desempeña un papel clave en el cumplimiento de la transición limpia, marcando una senda sostenible para la gestión de los residuos y compensando los riesgos de escasez de materias primas.
Según el Pacto Verde Europeo, garantizar el acceso a los recursos es estratégicamente necesario para alcanzar los ambiciosos objetivos para 2050. Hasta la fecha, el 60% de la demanda mundial de materiales se extrae en China, mientras que Europa sigue dependiendo de las importaciones extranjeras para más del 80% de las materias primas. Esto demuestra la enorme dependencia de la economía europea de las importaciones de numerosos minerales y metales, que son vulnerables o corren el riesgo de sufrir escasez de suministro.
Los avances tecnológicos deberían permitir un aumento de las tasas de recuperación de los componentes críticos, mientras Europa afronta la necesidad de diversificar las importaciones y formula una estrategia de expansión de la minería nacional.
Los paneles fotovoltaicos se fabrican con materiales valiosos, tóxicos y con un alto coste de extracción. Por ejemplo en la actualidad, el 20% de la plata mundial es utilizada por la industria fotovoltaica, que actualmente instala en torno a 160 GW/año. Esta situación se agravará en los próximos años, ya que la capacidad aumentará hasta los 500 GW anuales. Si bien la plata supone únicamente el 0,5% de la masa de un módulo fotovoltaico, representa el 47% del valor económico total del módulo. Por otro lado, diversas previsiones concluyen que se ejercerá una cierta presión sobre otros materiales como el germanio, el telurio, el indio, el selenio y el silicio.
Aunque la tasa de recuperación de los módulos fotovoltaicos parece elevada (en torno al 80% del peso), las técnicas de reciclaje más utilizadas actualmente no permiten recuperar estos materiales críticos, ya que se emplean fundamentalmente tratamientos mecánicos que limitan la recuperación a los componentes más pesados y de escaso valor económico.
Sin embargo, en el futuro, las empresas que gestionen el tratamiento de estos residuos deberán tratar de recuperar, sobre todo, los materiales que integran los sistemas. Su recuperación es clave para crear un incentivo en el mercado del reciclaje fotovoltaico, tanto desde el punto de vista de la sostenibilidad como de la economía. Es muy probable que esto implique procesos adicionales que vayan más allá de los tratamientos mecánicos, promoviendo la aplicación de requisitos mínimos de tratamiento y especificaciones técnicas relacionadas para la descontaminación.
La industria eólica también se enfrenta a un importante reto. Europa pretende implantar cerca de 30 GW de nueva capacidad al año, lo que supone más de 1,5 Mt de materiales, que pueden compensarse en parte con los recuperados de los parques eólicos desmantelados.
En el caso de los aerogeneradores estándar, los materiales no específicos representan más del 90% del peso total, por lo que ya existen tecnologías y modelos de negocio para la recuperación de materiales. En cuanto al resto, el envío a vertedero sigue siendo la solución más habitual. Entre el 10% restante podemos encontrar algunas tierras raras y materiales compuestos, que tienen una importancia estratégica y un alto valor intrínseco, por lo que ofrecen un campo para la investigación. Los materiales compuestos son intrínsecamente inertes y no tóxicos, por lo que se clasifican como no peligrosos. Sin embargo, se están estudiando diferentes procesos debido a su gran impacto visual y al largo periodo de degradación. Los principales retos que plantea el reciclaje de tierras raras son su dificultad para descomponerse, sus bajas concentraciones y la necesidad de procesos costosos en comparación con el valor recuperado. Asimismo, la mayoría de estos materiales tienen menos valor que el propio componente de la turbina, por lo que tiene más sentido repararlo o renovarlo.
En consecuencia, la industria eólica es bastante eficaz en la reutilización de componentes y en la reincorporación de estos materiales a la industria, especialmente en el rango de 750 kW-2,5 MW de potencia nominal. Idealmente, el uso circular de materiales reciclados podría suministrar un tercio de los materiales necesarios en Europa. Sin embargo, la industria seguirá necesitando la mayor parte de las tierras raras disponibles, lo que ejercerá una considerable presión sobre los suministros.
En cuanto a las soluciones de almacenamiento, el informe se centra en la evaluación de las baterías de iones de litio y su uso en el sector del automóvil, que representa al menos el 80% de su uso. En 2021, las ventas mundiales de coches eléctricos superaron los 6 millones de unidades, y aunque China sigue siendo el principal protagonista de este mercado, Europa está a la cabeza en términos de cuota de mercado. Por esta razón, el reciclaje juega un papel aún más crítico, ya que la minería no podrá proporcionar toda la materia prima necesaria para esta industria. A día de hoy, el número de baterías que llegan al mercado sigue siendo insignificante, pero a partir de 2026-27 la cantidad de residuos alcanzará proporciones significativas. En lo que respecta a las materias primas críticas a nivel mundial, en 2035 será necesario recuperar el 30% del cobalto y el 20% del litio y el níquel de las baterías usadas para poder hacer frente a la demanda prevista. Si no se alcanzan estos objetivos, estará en riesgo la transición verde.
El reciclaje de baterías es hoy una realidad compleja porque no existen prácticas estandarizadas entre los fabricantes. Esto se simplificará en el futuro con el aumento de la actividad, lo que dará lugar a economías de escala y a una mayor participación de los fabricantes de automóviles y de celdas de baterías. Esto aportará una mayor eficiencia y homogeneización a los flujos de baterías al final de su vida útil, además de fomentar su diseño ecológico.
En los últimos años, los esfuerzos reguladores han logrado que el reciclaje sea obligatorio en Europa. Un buen ejemplo de ello es el reciente anuncio de una nueva normativa comunitaria sobre baterías. La Comisión Europea también pretende ampliar la directiva de diseño ecológico para promover la circularidad en los procesos industriales, utilizar tecnologías digitales para el seguimiento de los recursos y conseguir una marca de certificación medioambiental de la UE.
El informe también tiene en cuenta la perspectiva empresarial a la hora de establecer un esquema de reciclaje fiable, desde las alternativas de recogida hasta las oportunidades de segundo uso y la recuperación de materiales. En el caso de la fotovoltaica, el objetivo específico es recuperar materiales de alto valor y reincorporarlos al sector; en el caso de la eólica, se trata del reacondicionamiento de componentes que pueden prolongar la vida útil de otros activos; y en el caso de las baterías, el objetivo es mitigar la escasez de materiales más allá de cualquier consideración financiera adicional.
El informe evalúa un modelo de negocio genérico que pretende minimizar los residuos, por lo que algunos productos derivados se recuperan de forma que puedan volver a su uso original, mientras que otros se destinan a otros usos. El primer reto planteado es la necesidad de financiación de una empresa de reciclaje desde una fase temprana, ya que el proceso de reciclaje suele ser más caro que la compra directa del producto nuevo o los derivados recuperados son técnicamente deficientes. Una de las soluciones es la creación de organismos legales conocidos como sistemas colectivos de responsabilidad ampliada del productor (SCRAP) que financian el negocio con una ecotasa abonada por los clientes finales al adquirir el nuevo producto. En los casos en los que el reciclaje es rentable, se deja al mercado la gestión de la estructura empresarial; los productos derivados son escasos como materiales nuevos, y esto ofrece la oportunidad de recuperarlos para reintroducirlos en el mercado. Esto anima a los productores a participar activamente en el flujo de sus productos al final de su vida útil.
