El papel del litio

El almacenamiento de energía es clave tanto para la integración efectiva de los sistemas de energía renovable con la red eléctrica como para acelerar la adopción de vehículos eléctricos (EV). Este resumen analiza las tendencias tecnológicas en las baterías de iones de litio (Li-Ion) y evalúa las necesidades de almacenamiento de energía de los sectores de energía y transporte de la India. Analiza la distribución geográfica de litio y cobalto en ubicaciones en tierra y en alta mar en todo el mundo; y examina el crecimiento de las capacidades de reciclaje de baterías de litio y los esfuerzos de los países para asegurar la cadena de suministro de materia prima de baterías de litio. El resumen estima que lograr una transformación ecológica en los sectores de energía y transporte de la India requerirá 122 kilotones de litio, fuertes inversiones en investigación de baterías, capacidades de fabricación en masa, colaboraciones extranjeras, instalaciones de reciclaje para la sostenibilidad ambiental y la compra de activos de litio en el extranjero.

Atribución:Vedachalam Narayanaswamy, "The Role of Lithium-Based Energy Storage in India's Climate Goals", ORF Issue Brief No. 642, mayo de 2023, Observer Research Foundation.

La inversión mundial en tecnologías de energía limpia hasta el momento ha alcanzado los 2,6 billones de dólares estadounidenses.[1] Después de varias conferencias mundiales en las últimas tres décadas, los países se han fijado obligaciones mínimas para reducir su huella de carbono y proporcionar una mayor transparencia y responsabilidad en su generación y uso de energía. India se ha comprometido a aumentar su capacidad acumulativa de generación de electricidad basada en combustibles no fósiles al 50 % para 2030, reducir la intensidad de las emisiones en un 35 % con respecto a los niveles de 2005 y volverse neutral en carbono para 2070.[2]

El mayor uso de energía renovable y la transición temprana a la movilidad eléctrica contribuirán a lograr estos objetivos y reducir la factura de importaciones de hidrocarburos de la India. En la próxima década, se espera que las baterías de litio desempeñen un papel importante en la creación de sistemas de almacenamiento de energía (ESS) en la energía y el transporte.

Este resumen analiza los requisitos clave para lograr una transición ecológica en los sectores de energía y movilidad de la India. El autor utilizó el software de modelado y simulación India Energy Security Scenario 2047 (IESS 2047)[a] para hacer pronósticos.

La primera batería comercial de iones de litio (Li-Ion) se desarrolló en 1985 y la tecnología ha avanzado desde entonces. Sus ventajas incluyen densidad de energía superior (de 75-200 vatios-hora por kilogramo)[b] y densidad específica (de 150-315 vatios-hora por litro), estabilidad del ciclo, eficiencia y confiabilidad. Las tecnologías de baterías de iones de litio tienen una gran huella en la electrónica portátil, la energía renovable, las redes eléctricas inteligentes, el transporte eléctrico, incluidos los vehículos de carretera y los barcos ecológicos/híbridos, junto con las aplicaciones en la aviación, el espacio y el agua.

El nivel de madurez del ESS basado en iones de litio en comparación con el de otras tecnologías se muestra en la figura 1.[3] Las celdas de iones de litio utilizan óxidos de metales de transición de litio como electrodo de cátodo (negativo), grafito como electrodo de ánodo (positivo) y líquidos carbonatados no acuosos como electrolito. La carga y descarga de la celda ocurre a través de la intercalación y desintercalación de los iones de litio. Durante el proceso de carga, los iones de litio se transfieren a través del electrolito desde el cátodo al ánodo. El rendimiento de las celdas de litio varía significativamente según la química del electrodo utilizada.

Figura 1. Madurez tecnológica de los sistemas de almacenamiento de energía

El uso de polímeros sólidos como electrolito y carbón litiado[c] ha mejorado enormemente la seguridad de las celdas de iones de litio. Las características principales de las tecnologías de celdas basadas en litio maduras se muestran en la Tabla 1. LFP y LTO, en particular, reducen los costos y aumentan la seguridad. El costo/kWh se basa en la estimación de 2022 del Departamento de Energía de EE. UU. sobre una base de energía utilizable para la producción a una escala de al menos 100 000 unidades/año. Reducir el contenido de cobalto en la composición de los cátodos reduce el costo y aumenta la densidad de energía, en combinación con otras tecnologías de ánodos. Se espera que los próximos cátodos de metal de litio mejoren el rendimiento sin depender del cobalto, en combinación con ánodos hechos de compuestos de silicio. La investigación sobre baterías de Li-aire y Li-azufre también está progresando rápidamente, pero su nivel de preparación tecnológica aún está lejos. Es posible que no estén disponibles comercialmente antes de 2030.[5]

Tabla 1. Características comparativas de los ESS basados ​​en litio

En el sector eléctrico, los ESS son necesarios para la gestión eficaz de los cambios de demanda, las reducciones de picos, la regulación de frecuencia, el soporte de voltaje y la integración de recursos renovables (ver Fig. 2).[7]

Fig. 2. Tecnologías de almacenamiento de energía basadas en la aplicación

En la Tabla 2 se muestran las capacidades de los ESS (excluidos los sistemas hidroeléctricos de bombeo) instalados en todo el mundo. Los ESS de base electroquímica son los más utilizados. Estados Unidos encabeza la lista con una capacidad instalada acumulada de alrededor de 600MW distribuidos en 292 proyectos, seguido por Corea del Sur, Japón y Alemania con 300, 250 y 120 MW, respectivamente.[8] La Fig. 3 muestra la proporción de diferentes químicas de batería utilizadas en dicho almacenamiento para una variedad de potencias y duraciones.

Tabla 2. Características comparativas de ESS a base de Li

A nivel mundial, entre los ESS de base electroquímica, la proporción de baterías de sodio-azufre (Na-S) es del 59 %, Li-Ion del 21 %, plomo-ácido del 13 %, níquel-cadmio (Ni-Cd) del 5 % y químicas de flujo redox (reducción-oxidación) 2 por ciento. Varía entre países según la naturaleza de la demanda de su sistema eléctrico y los requisitos de estabilidad, la disponibilidad nacional de materias primas para baterías y las políticas vigentes. En China, el uso de baterías de flujo de Li-Ion, plomo-ácido y redox es del 74 %, 17 % y 9 %, respectivamente; en Japón, las baterías de Na-S, Li-Ion, de flujo y de plomo-ácido se utilizan en una proporción del 48 %, 38 %, 8 % y 4 %, respectivamente. Las baterías de Na-S dominan a nivel mundial, incluso en Japón.[10]

Fig. 3. Participación de ESS electroquímicos en el sector eléctrico

En el sector energético de la India, alrededor del 11 % de los ESS se utilizan como respaldo para la energía renovable,[d] el 16 % para la gestión de la calidad de la energía y el 73 % restante para superar caídas y cortes de energía. La herramienta de software, 'India Energy Security Scenario (IESS) 2047, Modeling and Simulations',[11] se ha utilizado para pronosticar que si se realiza un esfuerzo determinado,[e] la capacidad instalada de energía renovable acumulada aumentará de alrededor de 119 GW en 2022 a 175 GW en 2030.

El aumento en el uso de energías renovables, que incluirá alrededor de 10.000 mini y microrredes distribuidas (no conectadas a la red eléctrica principal), requerirá mucha más capacidad de almacenamiento. Esto se ha estimado en alrededor de 55 GW para energía y otros 45 GW para necesidades de energía. Los resultados de la simulación, que indican la cartera de almacenamiento de energía, clasificados en tecnologías hidroeléctricas de bombeo, electroquímicas y otras en intervalos de cinco años hasta 2047, se muestran en la Fig. 4. De acuerdo con estos cálculos, la inversión total en electroquímica- Los ESS basados ​​en sistemas superarán los del almacenamiento hidroeléctrico por bombeo a partir de 2037.

Fig. 4. Cartera ESS hasta 2047

Los requisitos de costos de capital para proyectos de ESS con base electroquímica se han calculado en función de los requisitos de capacidad de generación instalada pronosticados utilizando simulaciones IESS 2047 y el modelo de costos de capital para varias químicas de baterías proporcionadas por el Consejo Mundial de Energía.[12] Se espera que los costos de todas las baterías electroquímicas, ya sean de flujo redox, Na-S, plomo-ácido o Li-ion, se reduzcan durante la década (ver Fig. 5).

Fig. 5. Costo de capital para baterías (2020 y 2030)

Si solo se utilizan baterías electroquímicas para satisfacer la demanda de ESS, la inversión total requerida hasta 2030 en cada tipo de batería se representa en la figura 6. Las baterías de plomo-ácido son las más baratas, pero tienen poca eficiencia y densidad de energía. Se espera que el Li-Ion sea el más rentable.

Fig. 6. Costos de capital acumulados comparativos para ESS, diferentes químicas de batería

Las ventajas de los vehículos eléctricos (EV) son obvias: cero emisiones del tubo de escape, emisiones generales reducidas, mayor seguridad energética y mayor confiabilidad.[f] La Agencia Internacional de Energía (IEA) también ha señalado que la fabricación de EV da como resultado alrededor emisiones por ciento más bajas que las de los vehículos de gasolina y 40 por ciento menos que las de los diésel.[13] El apoyo a los vehículos eléctricos tanto por parte de los formuladores de políticas como de la industria automotriz está aumentando constantemente, y los gobiernos exigen vehículos de cero emisiones, estándares estrictos de economía de combustible y brindan incentivos fiscales (hasta 40 por ciento en algunos países) para los vehículos eléctricos. La IEA pronostica que la demanda de baterías de vehículos eléctricos crecerá 40 veces entre 2020 y 2040.[14] A nivel mundial, en 2020, el uso de vehículos EV en lugar de ICE redujo las emisiones en alrededor de 30 millones de toneladas de dióxido de carbono (MtCO2).

Tabla 3. EV e infraestructura de carga, 2021

Para 2030, si continúan las políticas actuales de EV, la proporción proyectada de EV en la flota vehicular total de China será del 50 por ciento, el 37 por ciento de Japón, el 30 por ciento de EE. UU., el 30 por ciento de Canadá y el 29 por ciento de India. El promedio mundial es de alrededor del 22 por ciento.

La AIE publica cada año un 'Perspectiva energética mundial' en el que analiza el impacto de las nuevas políticas energéticas promulgadas por los gobiernos, un 'Escenario de nuevas políticas' (NPS) de consumo de energía. La primera columna de la Tabla 4 registra sus predicciones globales para vehículos eléctricos ligeros (es decir, automóviles de pasajeros eléctricos) para 2030 realizadas en su informe de 2022. También hay una campaña mundial '[email protected]', cuyo objetivo es aumentar las ventas de vehículos eléctricos al 30 % de las ventas mundiales de vehículos para 2030. Las cifras objetivo correspondientes se proporcionan en la segunda columna.[16]

Tabla 4. Pronóstico de penetración y ventajas de vehículos eléctricos

Un informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha señalado que 14 de las 20 ciudades más contaminadas del mundo se encuentran en India, lo que hace que sea aún más imperativo que el país adopte vehículos eléctricos. El Plan Nacional de Misión de Movilidad Eléctrica (NEMMP) 2020, la Adopción y Fabricación Más Rápida de Vehículos Híbridos y Eléctricos (FAME) (en dos fases, FAME I (2015-19) y FAME II (2019-2024)), y el National E -El Programa de Movilidad son todos los esfuerzos para lograr una penetración de EV del 30 por ciento para 2030.[17]

Cuadro 5: Características destacadas de FAME

Tabla 6. Uso proyectado de vehículos eléctricos en India para 2030

Varios estados y territorios de la unión también han formulado sus propias políticas EV.

Tabla 7. Estrategias de Estados/UT seleccionados para promover la adopción de vehículos eléctricos

Los desafíos clave en la adopción de EV son el costo más alto del vehículo, la falta de conocimientos sobre tecnología de baterías, el costo más alto de importación de baterías, la menor disponibilidad local de materias primas para baterías y el posible impacto de la infraestructura de carga de baterías en la demanda de electricidad. Sobre todo, es vital hacer que la infraestructura de carga esté ampliamente disponible; se espera que esto suceda durante los próximos 10 años, poniendo el costo total de propiedad (TCO) de un vehículo EV o ICE a la par. A nivel mundial, incluso hoy, el 33 por ciento de todas las ventas de vehículos eléctricos se realizan en solo 14 ciudades donde se instala la infraestructura de carga.

Un impulsor clave del programa nacional de movilidad eléctrica de la India es el esquema FAME. La segunda fase, que comenzó en abril de 2019, se enfoca en la infraestructura de carga, asignando US$135 millones para establecer 2636 estaciones de carga en 62 ciudades en 24 estados y UT. En FAME I, las estaciones de carga se limitaron a megaciudades y carreteras nacionales con solo una estación de carga pública por cuadrícula de 3×3 km o 100 km en carreteras nacionales.

Muchos estados indios también están complementando los esfuerzos del Centro con políticas para cumplir con los requisitos de cobro locales. El Consejo GST (que regula las políticas de impuestos sobre bienes y servicios) ha reducido el GST del 18 al 5 por ciento para las estaciones de carga.[18] Hasta principios de 2023, en el marco de la iniciativa FAME, el gobierno ha proporcionado incentivos por valor de 32 millones de dólares estadounidenses, lo que ha llevado a la venta de 1,6 millones de vehículos eléctricos (casi el 1 % de la población de vehículos de la India). Los autobuses eléctricos desplegados hasta ahora son 1.447, mientras que se han instalado 532 estaciones de carga. Se estima que esto ya ha ahorrado 200.000 toneladas de combustible y ha reducido las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en 400.000 toneladas.

Figura 7. Crecimiento de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos basada en la red

Usando simulaciones IESS 2047, se ve que la infraestructura de carga respaldada por la red admitirá alrededor del 10 por ciento de los vehículos en carretera para 2030 (consumo de energía alrededor de 140 TWh) y alrededor del 33 por ciento para 2047 (consumo de energía 280 TWh). El resto de los vehículos eléctricos se cargarán mediante sistemas cautivos independientes o mediante instalaciones de intercambio de baterías. Generará ahorros en la importación de petróleo crudo de 150 000 millones de USD para 2030 y 530 000 millones de USD para 2047. También reducirá las emisiones de CO2 del sector del transporte por carretera de forma acumulativa en 1 Gigatonelada (1000 millones de toneladas métricas) para 2030 y 5,5 Gt para 2047 (ver Figura 7).[19]

La participación actual de ESS en India en varios sectores y la participación proyectada en 2032 se muestran en la Tabla 8.

Tabla 8. Requisitos del ESS (2023 y 2032)

En la actualidad, la capacidad total de producción mundial de baterías de litio es de alrededor de 8 GWh/año; Se espera que las fábricas que comiencen después de 2025 lo eleven a 35 GWh/año. Esto requerirá inversiones de hasta US$ 125 mil millones, lo que incluye la creación de 30 grandes fábricas de fabricación de baterías con una capacidad acumulada de 3,5 TWh para 2030. 'Grande' es la palabra operativa, ya que las economías de escala juegan un papel clave en la reducción de los costos del litio. producción de baterías. Un estudio oficial indicó que instalar una planta de baterías de iones de litio de 5 GWh/año de capacidad costaría US$ 148/kWh (costo total US$ 5 mil millones), pero una con una capacidad de 200 GWh necesitaría solo US$ 84/kWh. El requerimiento de litio de la India hasta 2030 se ha estimado en alrededor de 0,2 kg/kWh, o 122 kilotones, para generar un total de 609 GWh (391,6 GWh para movilidad y 218 GWh para energía) de energía (Tabla 6).[21]

Alrededor de la mitad de la producción mundial de litio y cobre se concentra actualmente en áreas de alto estrés hídrico. La extracción de litio afecta negativamente los recursos hídricos y la protección de los humedales, ya que extraer una tonelada de litio requiere alrededor de 2000 toneladas de agua. La extracción de litio, y de hecho muchos otros metales estratégicos y raros, también puede liberar subproductos tóxicos. Además, las baterías de litio usadas, si no se tratan, tienen riesgos para la salud y el medio ambiente. Por lo tanto, el reciclaje de las baterías de iones de litio es fundamental.[22] El reciclaje no solo evita la necesidad de eliminación, sino que también reduce la necesidad de materia prima para baterías nuevas. Será necesario reciclar más de 11 millones de toneladas de baterías de iones de litio usadas para 2030, pero hay relativamente pocas unidades de reciclaje en el lugar, con una capacidad de solo alrededor de 325 Kt por año.[23]

Tabla 9. Unidades de reciclaje de baterías de iones de litio (existentes y previstas)

Todavía se está trabajando en pautas claras para la recolección, el almacenamiento, el transporte y el reciclaje de baterías de iones de litio usadas. Se estima que para 2025, se reciclará el 9 por ciento del total de baterías de litio que se utilizan, así como el 20 por ciento de las baterías de cobalto. Un informe de la consultora JMK Research and Analytics señala que el mercado indio de reciclaje de baterías de iones de litio crecerá exponencialmente, de alrededor de 3 GWh en 2020 a alrededor de 800 GWh para 2030, lo que hace que el reciclaje sea una oportunidad de mil millones de dólares.

Las materias primas comprenden el 40 por ciento del costo de una batería, mientras que la fabricación y el empaque cuestan el 30 por ciento cada uno. El New Policies Scenario (NPS) sostiene que, en el futuro inmediato, las baterías de iones de litio serán en su mayoría de litio-níquel-manganeso-cobalto (NMC), siendo el tipo NMC 622 el 40 por ciento y el tipo NMC 811 el 50 por ciento. , mientras que el 10 por ciento restante estará compuesto por baterías de óxido de litio-níquel-cobalto-aluminio (NCA). Así, las baterías de Li-Ion también necesitarán grandes cantidades de cobalto, manganeso, aluminio y níquel, además de litio. El requerimiento global de estos, hasta 2030, se estima de la siguiente manera: cobalto 170 kilotoneladas al año, manganeso 105 kt al año y níquel 850 kt al año. La estimación de litio es de 155 kt por año. ¿Qué tan accesibles son estos?

La extracción mundial de níquel es de unas 2.000 kt anuales, y se utiliza principalmente para la producción de acero de alta calidad. Solo una pequeña fracción se usa para baterías. En cuanto al cobalto y el litio, en 2020, alrededor del 6 % y el 9 % de su demanda total, respectivamente, provino de la industria de los vehículos eléctricos. Actualmente sus precios son los siguientes: manganeso US$ 3.000 la tonelada, níquel US$ 20.000 la tonelada, litio US$ 30.000 la tonelada y cobalto US$ 50.000 la tonelada. Los precios al contado del cobalto y el litio han aumentado de 2,5 a cuatro veces en los últimos cuatro años (Fig. 8),[26] principalmente debido al almacenamiento especulativo y al abastecimiento estratégico. Esto, a su vez, ha hecho subir los precios de las baterías. El precio del cobalto varió entre US$40.000 y US$90.000 por tonelada en los años 2016-19 debido a la inestabilidad política en la República Democrática del Congo (RDC), que abastece al 70 por ciento de la demanda mundial.

Fig. 8. Aumento del precio del metal de la batería e influencia en el precio de la batería

El litio se denomina 'petróleo blanco' debido a su creciente importancia económica. Además, los recursos de litio, cobalto y níquel se concentran solo en unos pocos países, como se muestra en la Tabla 10. La Tabla 11 enumera los tres principales países procesadores de minerales para cada uno de estos metales. La producción de litio aumentó de 28 000 toneladas en 2010 a 95 000 toneladas en 2020.[28]

Tabla 10. Principales países productores de minerales

Tabla 11. Principales países de procesamiento de minerales

La distribución geográfica del cobalto se muestra en la figura 9. La República Democrática del Congo alberga aproximadamente la mitad de los recursos terrestres de cobalto del mundo, con un total de 6,9 ​​millones de toneladas. Los lechos del océano profundo albergan mucho más, alrededor de 120 millones de toneladas de recursos de cobalto, pero casi todo aún no se utiliza.

Fig. 9. Distribución Geográfica del Cobalto en las Regiones Terrestres

La distribución geográfica de la cadena de suministro de baterías de iones de litio se representa en la figura 10, con detalles de dónde se extrae el litio, dónde se procesa y dónde se fabrica la mayoría de las celdas y los vehículos eléctricos. China es el quinto mayor productor de litio a nivel mundial, pero las empresas chinas controlan la mitad de la producción mundial de litio y el 70 por ciento de la producción de baterías de iones de litio.

Fig. 10. Distribución geográfica de la cadena de suministro mundial de baterías para vehículos eléctricos

¿Dónde está la India? India tiene las reservas de mineral de manganeso más grandes del mundo después de Zimbabue. Las reservas estimadas de mineral de manganeso son de 406 millones de toneladas, de las cuales 104 millones de toneladas son probadas, 135 probables y 167 potenciales. Tiene 189 millones de toneladas de níquel, el 93 por ciento de las cuales se encuentra en un estado, Odisha. Los recursos de litio se estiman en unas 1.600 toneladas. Se están realizando trabajos de exploración para extraer litio en varios estados, como las piscinas de salmuera de Rajasthan y Gujarat, los cinturones de mica de Odisha y Chhattisgarh, y la región de Mandya en Karnataka. El Ministerio de Minas ha creado una empresa conjunta de tres empresas[g] para formar Khanij Bidesh India Ltd (KABIL), que busca adquirir y desarrollar activos minerales estratégicos en el extranjero, especialmente litio y cobalto, este último de los cuales India no tiene depósitos en todo. En febrero de 2023, India anunció el descubrimiento de 5,9 millones de toneladas de reservas de litio en el distrito Reasi de Jammu y Cachemira.

Los recursos minerales submarinos (azules) incluyen sulfuros polimetálicos del lecho marino (que a menudo contienen cobre) alrededor de los respiraderos hidrotermales,[h] costras ricas en cobalto en los montes submarinos,[i] y nódulos polimetálicos de manganeso en las llanuras abisales.[j] Los sitios potenciales para la minería de la corteza de cobalto incluyen las aguas alrededor de la Zona Económica Exclusiva de la Isla Johnston, de propiedad estadounidense, la Polinesia Francesa, la República de Kiribati, los Estados Federados de Micronesia y las Islas Marshall, todos ellos en el Océano Pacífico (Fig. 11). Se han descubierto acumulaciones de nódulos polimetálicos en partes del Pacífico, la Zona Clarion-Clipperton (CCZ), la Cuenca Penrhyn, la Cuenca de Perú, y en la Cuenca del Océano Índico Central (CIOB). Sin embargo, dado el daño ambiental que puede causar su minería, primero se tendrán que desarrollar métodos de minería amigables con el medio ambiente.[31]

Fig. 11. Mapeo de los principales depósitos minerales marinos

La Autoridad Internacional de los Fondos Marinos de las Naciones Unidas ha emitido 27 contratos, que cubren un área en todo el mundo de más de 1,4 millones de kilómetros cuadrados, a varios países para la exploración de minerales y para desarrollar reglas para la minería comercial.

La economía de la extracción de minerales en alta mar depende de la tecnología de extracción utilizada, la ley y el tonelaje de los minerales obtenidos y las condiciones oceanográficas. Se han desarrollado tecnologías para la caracterización del suelo marino y máquinas de minería sobre orugas en países como India, Bélgica y España, incluidos Varaha de India, Patania-II de Bélgica y Apollo II de España. El Patania-II de 35 toneladas ha demostrado su capacidad operativa a una profundidad de 4.500 metros en la CCZ donde recogió los nódulos de manganeso. El prototipo del Apolo II se probó frente a la costa del sur de España a lo largo de varios kilómetros de fondos marinos fangosos blandos, rectos y curvos, donde demostró su eficacia, pero también sacó a la luz algunos problemas críticos que necesitarán más atención. Bélgica tiene previsto lanzar Patania III en 2024, que tendrá un sistema de 'elevación y elevación' para llevar los nódulos extraídos a un buque de superficie. El Instituto Nacional de Tecnología Oceánica del Ministerio de Ciencias de la Tierra de la India (MoES-NIOT)[33] probó la máquina minera Varaha de la India a una profundidad de 5270 metros en el CIOB, donde se maniobró de manera efectiva a través de sedimentos blandos y en aguas profundas. MoES-NIOT está ampliando Varaha con una trituradora y una bomba de alta capacidad. El vehículo de operación remota con clasificación de profundidad de 6000 m (ROSUB6000) y el explorador de minerales oceánicos con vehículo subacuático autónomo con clasificación de profundidad de 6000 m (OMe 6000) de MoES-NIOT permiten la exploración sostenida de minerales en las profundidades del océano. En el marco del programa Deep Ocean Mission, India está desarrollando actualmente un sumergible científico tripulado de 6000 m de profundidad nominal (Matsya6000) para permitir misiones humanas en el océano profundo y llevar a cabo un mapeo preciso de los recursos minerales del océano profundo.[34]

Con la capacidad minera demostrada, se espera el informe de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) que estos gobiernos presentarán a la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos. También deberá desarrollarse un código integral de minería de los fondos marinos para los mares fuera de las jurisdicciones nacionales.

Las evaluaciones recientes de las tecnologías de baterías sugieren que las baterías de iones de litio serán las baterías más utilizadas para el almacenamiento de energía en la próxima década. Para lograr los ambiciosos objetivos climáticos de la India, necesita políticas efectivas para aumentar el despliegue del almacenamiento de energía, tanto en el sector eléctrico como en la movilidad eléctrica. Necesita incentivos para cerrar la brecha de precios entre los vehículos convencionales y los vehículos eléctricos, para construir más estaciones de carga, lograr la estandarización y maximizar el valor económico de las baterías de litio fomentando el reciclaje, lo que también promoverá la sostenibilidad ambiental. Sin embargo, debe garantizar que la transición sea fluida y con un impacto mínimo en la economía y el empleo. Se han anunciado inversiones en instalaciones de fabricación de baterías a gran escala que reducirán el costo de las baterías. Buscar recursos de litio dentro de la India y, al mismo tiempo, realizar inversiones estratégicas en minas en el extranjero son esenciales.

En la actualidad, la capacidad global instalada de baterías de iones de litio es de alrededor de 500 GWh: 72 % en China, 13 % en el resto de Asia, 9 % en América del Norte y 6 % en Europa. Se prevé que aumente a 3000 GWh para 2030, con la participación de China bajando al 67 por ciento y el resto de Asia al 5 por ciento, mientras que la de Europa y América del Norte aumenta al 17 por ciento y al 11 por ciento, respectivamente. La distribución geográfica de la cadena de suministro global de baterías de iones de litio y las inversiones estratégicas de los países con alta demanda de litio en operaciones mineras están destinadas a afectar los precios y la competencia.

El dominio de China en la cadena mundial del litio es evidente. Aunque es solo el quinto mayor productor de litio, controla la mitad de la producción mundial de litio. Otras naciones también están trabajando duro, sin duda. Japón ha asignado alrededor de mil millones de dólares para subsidiar el almacenamiento de baterías distribuidas y las tecnologías de eficiencia energética. Subvenciona el 66 por ciento del costo de los hogares y negocios que instalan baterías de iones de litio. Espera producir la mitad de las baterías del mundo en la próxima década. El Reino Unido ha anunciado el Desafío Faraday, que implica una inversión de 320 millones de dólares estadounidenses en investigación de baterías. El Departamento de Energía de EE. UU. está invirtiendo 8,7 millones de dólares estadounidenses en investigación sobre procesos de fabricación comercialmente escalables tanto para ánodos como para cátodos.

En cuanto a India, importó baterías de iones de litio por un valor de US$ 1200 millones durante 2018-22, que se espera que aumente en alrededor de un 50 por ciento para 2030. Esto debe reducirse y el gobierno ha iniciado conversaciones con los principales fabricantes de baterías de giga. para establecer instalaciones de producción en la India. Una empresa estadounidense está invirtiendo 500 millones de dólares estadounidenses en una planta de producción de paquetes de baterías en Gujarat.

Tanto los fabricantes de automóviles como los de células en la India todavía están aprendiendo. Es esencial diversificar la cartera de baterías de la India, especialmente porque su suministro local de litio y cobalto es actualmente insignificante. Tanto el gobierno como el sector privado deben invertir en investigación sobre tecnologías de baterías alternativas, como las de iones de sodio, si India quiere lograr su objetivo de cero emisiones netas para 2070, como se prometió en la Conferencia de las Partes (COP) de Glasgow sobre el cambio climático. en 2021.

Dr. N. Vedachalam es científico sénior y director de programas del Instituto Nacional de Tecnología Oceánica, un centro autónomo de investigación oceánica dependiente del Ministerio de Ciencias de la Tierra. Anteriormente trabajó con Birla Group, General Electric y Alstom Power Conversion, Francia.

[a] IESS2047 es una herramienta de creación de escenarios energéticos, que se puede utilizar para explorar una variedad de posibles escenarios energéticos futuros para India, para diversos sectores de demanda y suministro de energía, hasta 2047.

[b]La densidad de energía es la cantidad de energía que contiene una batería en comparación con su peso, la densidad específica es la energía por unidad de volumen. Se mide en vatios-hora por kilo (Wh/kg) y vatios-hora por litro (Wh/l).

[c] Impregnado con litio o un compuesto de litio

[d]La energía solar y eólica son fuentes de energía intrínsecamente 'enfermas', que nunca están disponibles las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

[e]Si la tasa de crecimiento del producto interno bruto (PIB) promedia el 8,7 por ciento, si la participación de la manufactura en el PIB crece anualmente un 1,13 por ciento y la urbanización aumenta un 0,7 por ciento al año.

[f] Esto se debe a que sus motores tienen menos piezas que los motores de combustión interna (ICE) tradicionales.

[g] Se trata de National Aluminium Company (NALCO), Hindustan Copper Ltd (HCL) y Minerals Exploration and Consultancy Ltd (MECL).

[h]Estos son chorros de agua de la corteza del océano causados ​​por la filtración de agua salada en el interior y que a menudo contienen minerales valiosos.

[i]Montañas submarinas

[j]Una llanura a lo largo del fondo del océano

[1] Departamento de Energía y Laboratorio Nacional de Tecnología Energética de EE. UU., Cartera de proyectos Programa de investigación transversal: almacenamiento de energía, mayo de 2022, https://netl.doe.gov/sites/default/files/2022-05/ES-Portfolio_20220506.pdf.

[2]Sati, Akhilesh, Lydia Powell y Vinod Kumar Tomar, "Promesas de COP26 de India: ambiciosas, pero ambiguas", (2021), https://www.orfonline.org/expert-speak/indias-cop26-pledges- ambicioso-pero-ambiguo/

[3] Mitali, J., S. Dhinakaran y AA Mohamad, "Sistemas de almacenamiento de energía: una revisión", Almacenamiento y ahorro de energía (2022): 166-216,

https://doi.org/10.1016/j.enss.2022.07.002

[4]Mitali, Dhinakaran y Mohamad, "Sistemas de almacenamiento de energía: una revisión"

[5]Bajolle, Hadrien, Marion Lagadic y Nicolas Louvet, "El futuro de las baterías de iones de litio: exploración de conceptos expertos, tendencias del mercado y escenarios de precios", Energy Research & Social Science 93 (2022): 102850.

[6]Hadrien, Lagadic y Louvet, "El futuro de las baterías de iones de litio: exploración de concepciones de expertos, tendencias del mercado y escenarios de precios"

[7]Vedachalam, N. y MA Atmanand, "Una evaluación de los requisitos de almacenamiento de energía en el sector eléctrico indio estratégico", The Electricity Journal 31, no. 7 (2018): 26-32, https://doi.org/10.1016/j.tej.2018.08.003.

[8] Departamento de Energía de los Estados Unidos y Laboratorio Nacional de Tecnología Energética, Cartera de proyectos Programa de investigación transversal: almacenamiento de energía, 2022.

[9] Departamento de Energía de los Estados Unidos y Laboratorio Nacional de Tecnología Energética, Cartera de proyectos Programa de investigación transversal: almacenamiento de energía, 2022

[10] Departamento de Energía de EE. UU. y Laboratorio Nacional de Tecnología Energética, Cartera de proyectos Programa de investigación transversal: almacenamiento de energía, 2022

[11]NITI Aayog, 2023, Gobierno de la India, Escenarios de seguridad energética de la India 2047, https://pib.gov.in/newsite/printrelease.aspx?relid=126412

[12]Departamento de Energía, Informe: Tecnología de almacenamiento de energía y caracterización de costos, PNNL-28866,2021, https://www.energy.gov/sites/default/files/2019/07/f65/Storage%20Cost%20and% 20Rendimiento%20Caracterización%20Informe_Final.pdf

[13]Agencias Internacionales de Energía (AIE), París, Informe: Vehículos eléctricos, 2022, https://www.iea.org/reports/electric-vehicles

[14] Agencias Internacionales de Energía (IEA), París, Informe: El papel de los minerales críticos en las transiciones de energía limpia: requisitos minerales para las transiciones de energía limpia, 2021, https://www.iea.org/reports/the-role-of -minerales-críticos-en-transiciones-de-energía-limpia/requisitos-minerales-para-transiciones-de-energía-limpia

[15]Agencia Internacional de la Energía, Perspectiva global del vehículo eléctrico para 2022: hacia la electrificación intermodal, https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2022

[16]Agencia Internacional de la Energía, Perspectiva mundial del vehículo eléctrico 2022: hacia la electrificación intermodal, 2022.

[17]Gobierno de la India, Nota de antecedentes: Vehículos eléctricos: problemas, promesas y desafíos, LARRDIS NO. AJNIFM/3/2022, https://parliamentlibraryindia.nic.in/lcwing/E-vehicles-Issues%20Promises%20and%20Challenges.pdf

[18]Rumi Aijaz, "Vehículos eléctricos en la India: llenar los vacíos en la concienciación y la política", Documento ocasional ORF n.º 373, octubre de 2022, Fundación de investigación Observer.

[19]N Vedachalam, "Building Resilience in India's Power Sector", Documento ocasional ORF No. 363, agosto de 2022, Observer Research Foundation.

[20]Foro de red inteligente de la India, Informe: Sistema de almacenamiento de energía: hoja de ruta para la India, 2019-2032, https://www.niti.gov.in/sites/default/files/2019-10/ISGF-Report-on- Sistema-de-almacenamiento-de-energía-%28ESS%29-Roadmap-for-India-2019-2032.pdf.

[21]Pagliaro, Mario y Francesco Meneguzzo, "Reutilización y reciclaje de baterías de litio: una visión de la economía circular", Heliyon 5, no. 6 (2019): e01866.

[22]Vera, María L., Walter R. Torres, Claudia I. Galli, Alexandre Chagnes y Victoria Flexer, "Impacto ambiental de la extracción directa de litio de las salmueras", Nature Reviews Earth & Environment (2023): 1-17, https://doi.org/10.1038/s43017-022-00387-5.

[23]Zhou, Li-Feng, Dongrun Yang, Tao Du, He Gong y Wen-Bin Luo, "El proceso actual para el reciclaje de baterías de iones de litio usadas", Frontiers in chemistry 8 (2020): 578044, https: //doi.org/10.3389/fchem.2020.578044.

[24] Windisch-Kern, Stefan, Eva Gerold, Thomas Nigl, Aleksander Jandric, Michael Altendorfer, Bettina Rutrecht, Silvia Scherhaufer

et al, "Cadenas de reciclaje para baterías de iones de litio: un examen crítico de los desafíos, las oportunidades y las dependencias de los procesos actuales", Waste Management 138 (2022): 125-139, https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.11 .038

[25]Baum, Zachary J., Robert E. Bird, Xiang Yu y Jia Ma, "Reciclado de baterías de iones de litio: descripción general de técnicas y tendencias", (2022): 712-719, https://doi.org /10.1021/acsenergylett.1c02602.

[26]Kavanagh, Laurence, Jerome Keohane, Guiomar Garcia Cabellos, Andrew Lloyd y John Cleary, "Fuentes globales de litio: uso industrial y futuro en la industria de vehículos eléctricos: una revisión", Resources 7, no. 3 (2018): 57, https://doi.org/10.3390/resources7030057.

[27] Servicio Geológico de EE. UU., Resúmenes de productos básicos minerales 2019,

https://d9-wret.s3.us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/atoms/files/mcs2019_all.pdf

[28]Vedachalam, N., M. Ravindran y MA Atmanand, "Desarrollos tecnológicos para la economía azul estratégica de la India", Marine Georesources & Geotechnology 37, no. 7 (2019): 828-844, https://doi.org/10.1080/1064119X.2018.1501625.

[29] Servicio Geológico de EE. UU., Resúmenes de productos básicos minerales

[30] Publicaciones de la Agencia Internacional de Energía, Cadenas de suministro globales de baterías EV, 2022,

https://www.iea.org/reports/global-supply-chains-of-ev-batteries

[31]Vedachalam, Ravindran y Atmanand, "Desarrollos tecnológicos para la economía azul estratégica de la India"

[32]Vedachalam, Ravindran y Atmanand, "Desarrollos tecnológicos para la economía azul estratégica de la India"

[33] Ministerio de Ciencias de la Tierra (MoES), https://moes.gov.in/.2022

[34]Vedachalam, Ravindran y Atmanand, "Desarrollos tecnológicos para la economía azul estratégica de la India"