Mientras que los vehículos eléctricos se han convertido en una piedra angular en la transición del uso global de la energía, una nueva investigación dirigida por la Universidad de Princeton ha demostrado que refinar los minerales críticos necesarios para las baterías de vehículos eléctricos podría crear puntos críticos de contaminación cerca de los centros de fabricación.
Con foco en China e India, los investigadores encontraron que las emisiones nacionales de dióxido de azufre (SO2) podrían aumentar en hasta un 20% sobre los niveles actuales si los países instalaban completamente, a nivel doméstico, sus cadenas de suministro para vehículos eléctricos. La abrumadora mayoría de esas emisiones de SO2 provendrían de refinar y fabricar níquel y cobalto, minerales importantes para las baterías de vehículos eléctricos en la actualidad.
“Muchos debates sobre los vehículos eléctricos se centran en minimizar las emisiones de los sectores de transporte y energía”, dijo la autora correspondiente Wei Peng, profesora asistente de Asuntos Públicos e Internacionales y del Centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente. “Pero aquí mostramos que los impactos de los vehículos eléctricos no terminan con las emisiones y la fabricación de las baterías para los vehículos. También se trata de toda su cadena de suministros”.
Al publicar sus hallazgos en Environmental Science & Technology, los investigadores argumentaron que los países deben pensar estratégicamente en la construcción de cadenas de suministro limpias a medida que desarrollan planes de reducción de las emisiones de carbono.
En el caso de la fabricación de baterías para automóviles eléctricos, el equipo subrayó la importancia de desarrollar y aplicar estrictos estándares de contaminación del aire para evitar consecuencias involuntarias de la transición a los vehículos eléctricos. También sugirieron el desarrollo de alternativas químicas para las baterías, para evitar las emisiones de SO2 basadas en los actuales procesos de fabricación de las baterías.
“Si se profundiza lo suficiente en cualquier tecnología de energía limpia, se hallará que hay desafíos o compensaciones”, dijo la primera autora, Anjali Sharma, quien completó el trabajo como investigadora postdoctoral en el grupo de Peng y ahora es profesora asistente en el Centro de Estudios Climáticos y el Centro de Estudios de Políticas Ashank Desai en el Instituto Indio de Tecnología, en Bombay. “La existencia de estas situaciones no significa que detengamos la transición energética, pero sí significa que necesitamos actuar de manera proactiva para mitigarlas tanto como sea posible”.
Una historia de dos países #
Tanto China como India tienen buenas razones para evitar emisiones de SO2: el compuesto es un precursor de las partículas finas, lo que contribuye a una serie de problemas cardiovasculares y respiratorios. Ambos países ya sufren altos niveles de contaminación del aire. Sólo en 2019, hubo alrededor de 1,4 millones de muertes prematuras en China y alrededor de 1,7 millones de muertes prematuras en India, atribuibles a la exposición de partículas finas en el aire.
Sin embargo, ambos países se encuentran en diferentes etapas de desarrollo en relación a los vehículos eléctricos. Peng dijo que en China, una cadena de suministro nacional para vehículos eléctricos es el status quo, pero que India todavía se encuentra en las primeras etapas del desarrollo de la cadena de suministro. La comparación ayudó a los investigadores a identificar prioridades a corto plazo a medida que continúan o comienzan a construir una cadena de suministro nacional para vehículos eléctricos.
“China debe pensar en cómo limpiar una cadena de suministro que ya existe, mientras que India tiene la oportunidad de construir una mejor cadena de suministro desde cero”, dijo Peng, quien también pertenece al Centro de Investigación Política sobre Energía y Medio Ambiente. “Ambas situaciones vienen con sus propios desafíos y oportunidades”.
En India, la primera opción sería centrarse primero en limpiar la contaminación del sector eléctrico. Esto requeriría hacer cumplir las estrictas medidas de control de contaminación SO2 para las centrales eléctricas térmicas, utilizando tecnologías establecidas para la desulfuración de gases de combustión. Para China, que ya tiene estrictos controles de emisiones para el sector eléctrico, el enfoque debe cambiar a mitigar las emisiones de SO2 del proceso de fabricación de baterías.
Sin embargo, los investigadores subrayaron que ignorar las emisiones de la fabricación de baterías sería un crítico paso en falso. En escenarios en los que China e India establecieron completamente en territorio sus cadenas de suministro, se hizo poco o nada para priorizar una red más limpia para reducir las emisiones de SO2. Sólo los escenarios centrados en la mayor inocuidad en los procesos de fabricación de baterías evitarán los puntos críticos de contaminación con SO2.
“La gente generalmente asume que la transición a una tecnología más verde siempre será un beneficio mutuo: habrá beneficios climáticos y de calidad del aire”, dijo Sharma. “Pero sin considerar la fabricación, puede reducir las emisiones de óxido de carbono y nitrógeno, pero terminar aumentando la carga de la contaminación del aire para las comunidades cercanas a los centros de fabricación”.
Enfoques de descarbonización centrados en el ser humano #
Si bien el análisis se centró en China e India, los investigadores argumentaron que si no se abordan, la contaminación de la fabricación de baterías se convertirá en un desafío cada vez más global a medida que aumenten las tasas de adopción de vehículos eléctricos. Incluso si países como China e India centraran en el exterior la fabricación de baterías, Sharma dijo que sin estrategias para mitigar las emisiones de SO2, simplemente descargarían el problema en otro país.
“Es importante mirar los vehículos eléctricos desde una perspectiva global de la cadena de suministros”, dijo Sharma. “Incluso si India decidira contra la construcción de una cadena de suministro nacional y, en cambio, eligiera importarlos de otro lugar, la contaminación no desaparecería. Simplemente sería subsumida a otro país”.
Además de su recomendación de políticas proactivas para los estándares de contaminación del aire, lo que probablemente ocurriría a nivel nacional o subnacional, los investigadores también examinaron cómo el cambio de paradigma químico de las baterías para vehículos eléctricos podría evitar las emisiones de SO2 no deseadas a una escala más global.
Mientras que la mayoría de las baterías para vehículos eléctricos se basan en el cobalto y el níquel, el aumento de las químicas alternativas que usan hierro y fosfato (las llamadas baterías de fosfato de hierro de litio) podría eludir algunas de las preocupaciones asociadas con la minería y la refinación de cobalto y níquel. Al evitar los dos minerales, los escenarios con alta penetración de baterías de fosfato de litio dieron como resultado muchas menos emisiones de SO2 de la fabricación.
En cualquier caso, Peng dijo que los hallazgos sirven como recordatorio para tener a las personas en primer lugar a la hora de diseñar planes de descarbonización, ya que incluso las tecnologías más prometedoras podrían tener consecuencias no deseadas y no intencionadas.
“Sabemos sobre muchas de las tecnologías importantes para reducir las emisiones de carbono”, dijo Peng. “Pero la otra parte es cómo las personas se verán afectadas por esas tecnologías. Mi enfoque es pensar en las mejores formas para que las tecnologías y las personas se crucen, porque esas estrategias tendrán los mejores resultados para el mayor número de personas".
- El paper “Multisectoral Emission Impacts of Electric Vehicle Transition in China and India,” fue publicado en Environmental Science & Technology. Junto a Peng y Sharma, están los siguientes autores: Johannes Urpelainen de Johns Hopkins University, Hancheng Dai, de Peking University, y Pallav Purohit y Fabian Wagner del International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA). El trabajo fue financiado por el Wellcome Trust Climate Change and Health Award, así como por la Princeton’s School of Public and International Affairs.