¿Las baterías de LFP son clave para satisfacer la demanda de los vehículos eléctricos norteamericanos? Una tecnología química a la que no se le prestaba atención ayudó a superar el viento en contra y generar una adopción masiva

La situación de la adopción de vehículos eléctricos ahora es más alentadora, gracias a metas federales y estatales, políticas y mecanismos financieros de Estados Unidos, además del aumento de la competencia en el sector privado porque las automotrices quieren asegurarse un lugar en el mercado.

Algunas estimaciones sugieren una tasa de crecimiento anual compuesto de 40-50 % en la próxima década. Más allá de los pronósticos de la industria, en América del Norte sigue habiendo viento en contra de la adopción de vehículos eléctricos (VE). El primer problema es el falta de materias primas críticas debido a la falta de inversión histórica en proyectos de minería de níquel y cobalto. Esta presión de la suba de precios de las materias primas empleadas en la tecnología de las baterías de níquel se ha exacerbado por cuestiones geopolíticas y de ESG (por ejemplo, con el níquel de Indonesia, el cobalto de la República Democrática del Congo y el procesamiento de materiales en China).

Al persistir las dificultades en cuanto al suministro de minerales críticos, crece la importancia de emplear tecnologías químicas alternativas para las baterías. Una tecnología química que ha ganado impulso en los últimos años es la batería de litio-ferrofosfato (LFP). Actualmente, los vehículos eléctricos norteamericanos emplean principalmente una tecnología química de níquel, como óxidos de níquel, manganeso y cobalto (NMC), y de litio, níquel, cobalto y aluminio (NCA). Las baterías de LFP, en cambio, ofrecen una tecnología química de hierro y fosfato, que son más comunes. La tecnología de LFP es desde hace mucho la solución dominante para el almacenamiento estacionario, pero ahora cada vez más automotrices de Occidente están comenzando a considerarla como solución para sus VE. Esto presenta a las automotrices la oportunidad de ofrecer en el mercado norteamericano vehículos eléctricos de nivel inicial a precios accesibles.

Las baterías de LFP además ofrecen mayor seguridad y mejores perfiles de estabilidad que las baterías de NMC, los cuales son temas importantes para los usuarios de VE. Las explosiones de baterías de NMC/NCA, que han sido relativamente pocas, se deben a que usan un electrolito inflamable y tienden a la fuga térmica. Las baterías de LFP, en cambio, son más resistentes a la fuga térmica debido a su tecnología química, que reduce la probabilidad de explosiones.

Otro factor que afecta la adopción de los vehículos eléctricos es el alcance. Las baterías de LFP suelen tener menor densidad de energía, y por ende menor alcance, pero pueden tener propiedades de carga superiores y se pueden cargar hasta el 100 % a una velocidad casi uniforme, mientras que con las baterías de NMC se recomienda cargar solo hasta un 80-90 % a fin de reducir el deterioro con el paso del tiempo. Con la tecnología química actual, esto indica que el alcance efectivo de un VE con batería de LFP es comparable al de un VE con batería de NMC.

En América del Norte, los avances en la manufactura de LFP han sido escasos debido a los costos asociados con la tarifa de la licencia para usar la patente de LFP. La entidad que posee la patente de la manufactura y el uso de LFP como material para baterías firmó un acuerdo con la industria de baterías china hace una década. En el acuerdo, la entidad acordó no cobrar a los OEM chinos la tarifa de la licencia del LFP producido y empleado en China. Este convenio otorgó a China una ventaja significativa en cuanto a conocimientos operativos y experiencia en la producción a escala de baterías de LFP de alta calidad. El reciente vencimiento de estas patentes y licencias ha allanado el camino para una mayor inversión en LFP por parte de los productores norteamericanos. Sin embargo, estos productores deberán establecer sociedades con fabricantes experimentados a fin de competir con eficacia con China.

"La tecnología de LFP tiene el potencial para definir el futuro de la industria de los vehículos eléctricos."

A pesar del costo inferior, los antecedentes de seguridad superiores, el alcance optimizado y la capacidad exclusiva de las baterías de LFP de soportar ciclos de carga completos (de 0 % a 100 %, mientras que baterías como las de NMC/NCA suelen estar limitadas a ciclos de carga parciales entre 20 % y 80 %), el mercado norteamericano ha mantenido una postura más conservadora en cuanto a la adopción de LFP. Estos factores, en conjunto, contribuirán a que la demanda potencial de vehículos eléctricos con energía de LFP constituya más del 30 % de las ventas de vehículos eléctricos nuevos en la próxima década. Se espera que los desarrollos de la industria en los próximos uno o dos años definan la trayectoria de la adopción de LFP.

Para las partes interesadas de toda la cadena de valor de los vehículos eléctricos, los primeros indicadores de adopción de LFP pueden sugerir cambios en esa dinámica estática de la industria. Se puede apreciar indicios alentadores de adopción de LFP en varios compromisos significativos de emplear baterías de LFP asumidos por fabricantes de equipamiento original (OEM) de América del Norte. Por ejemplo, Ford hace poco anunció un acuerdo de licenciamiento con CATL, de China, para el establecimiento de una gigafábrica de LFP, como parte de la estrategia de Ford de diversificar la tecnología de baterías. También se dice que Tesla tiene planeada una nueva gigafábrica de baterías de LFP en Texas.

Estas iniciativas son evidencia del creciente interés en el LFP como alternativa viable a las baterías de NMC. Además, nuevos planes de proyectos de LFP de productores de materiales activos para cátodos (CAM) validarían aún más un escenario de gran adopción de la tecnología de LFP. El año pasado, la fábrica de químicos israelita ICL Group anunció un proyecto de producción de materiales para cátodos de LFP en St. Louis, Missouri que debería estar operativo para 2024.

Nano One, Gotion, Mitrachem e ICM Group también han anunciado proyectos de LFP, lo cual marca en la industria un foco cada vez mayor en la inversión en LFP. Los mayores impulsores de la adopción de LFP serán los principales OEM de automotores, quienes han asumido un rol activo en la definición de sus cadenas de suministro de baterías. GM, Mercedes-Benz, BMW y Hyundai son algunas empresas que están explorando alianzas estratégicas, inversiones directas y otros mecanismos con la ilusión de aprovechar la oportunidad que representa el LFP, pensando en iniciativas más amplias de compra de materias primas y localización.

El LFP también es probable que se convierta en el químico dominante para el almacenamiento de baterías. A diferencia de los usuarios de VE, los usuarios de almacenamiento de energía se guían ante todo por el costo y adoptarán rápidamente el LFP. La menor densidad de energía de las baterías de LFP en comparación con las de NMC no preocupa tanto en este caso, porque el espacio no es una limitación a la hora de almacenar energía. El desarrollo cada vez mayor de baterías de iones de litio en el sector automotriz ha permitido la competitividad en cuanto al costo de baterías similares para almacenamiento de energía estacionario, y al desarrollarse esa curva de experiencia esto reducirá el costo y elevará la adopción en los VE también.

La adopción del LFP también aumenta la estabilidad de la cadena de suministro de baterías para VE y para almacenamiento de energía, lo cual beneficia tanto a los usuarios como a los productores. El fosfato producido en América del Norte para la agricultura tiene potencial para llegar a productos de mayor nivel como el LFP, sin abandonar su rol en la agricultura. Para capitalizar totalmente las ventajas de la economía estadounidense, la industria del fosfato deberá ampliar su capacidad para incorporar las baterías.

Esto también se aplica a la cadena de suministro de litio, en la cual Estados Unidos tiene solo un pequeño porcentaje de las reservas globales, y hallar fuentes locales se ha convertido en prioridad para el gobierno estadounidense. El proyecto de litio de Smackover, Arkansas, es un ejemplo de localización de la cadena de suministro de materias primas para baterías empleando el litio hallado en salmueras residuales de instalaciones de procesamiento de bromo. Otra fuente de litio hallada en Estados Unidos es el petrolitio derivado de la salmuera petrolera hallada en la solución salina que sube a la superficie al producir gas y petróleo. La producción local de las materias primas halladas en las baterías de LFP constituye una ventaja significativa, ya que América del Norte puede lograr una producción local considerable cumpliendo con el umbral definido por la Ley de reducción de la inflación (IRA). La adopción del LFP aumentará la estabilidad de la cadena de suministro de baterías para VE y para almacenamiento de energía, lo cual beneficiará tanto a los usuarios como a los productores.

La tecnología de LFP está aún dando sus primeros pasos, pero tiene potencial para definir el futuro de la industria de los vehículos eléctricos, por lo cual representa una oportunidad de mercado para las automotrices y para los productores de materias primas y productos intermedios para baterías.

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