Un estudio realizado por DeepGreen Metals, que ha sido revisado por pares y publicado en el Journal of Cleaner Production, evalúa de manera comparativa las ventajas que tiene extraer los metales necesarios para las baterías de los vehículos eléctricos de las rocas del fondo marino respecto a la minería tradicional. En él se cuantifican las emisiones directas e indirectas y el secuestro de carbono que dejan sus actividades de extracción, procesamiento y refinamiento.
El documento comienza planteando un escenario de demanda configurado para suministrar mil millones de baterías de vehículos eléctricos de 75 kWh formados por un cátodo con química NMC 811 (80% de níquel, 10% de manganeso, 10% de cobalto). El estudio se basa en la producción de los cuatro metales (níquel, cobalto, manganeso, cobre) necesarios para cubrir esta demanda.
El lecho marino y el secuestro de carbono
Su planteamiento se basa en comparar los impactos sobre el cambio climático al suministrar estos cuatro metales procedentes de dos fuentes muy diferentes. La primera son los minerales convencionales que se encuentran en la tierra y la segunda los procedentes de rocas polimetálicas con altas concentraciones de estos cuatro metales en un solo mineral, que se encuentran sueltas en el fondo marino, a una profundidad de entre cuatro y seis kilómetros, como las que se encuentran en la zona de Clarion Clipperton del Océano Pacífico.
"Queríamos evaluar cómo la producción de metales utilizando minerales terrestres o nódulos polimetálicos puede contribuir al cambio climático", afirma el informe. En él se tienen en cuenta desde los procesos mineros hasta el procesamiento y el refinado, cuantificando en ellos tres indicadores para cada tipo de mineral: emisiones directas e indirectas de dióxido de carbono equivalente, alteración de los depósitos de carbono secuestrados existentes y la alteración de los sumideros futuros para el secuestro de carbono.
La minería en aguas profundas para extraer metales del lecho marino como el níquel, cobalto, manganeso, cobre) reduciría la huella de carbono durante el proceso de fabricación de las baterías de los vehículos eléctricos.
Por secuestro de carbono se conoce el proceso por el que un elemento absorbe el carbono presente en la atmósfera y se incorporan a su estructura, almacenándolo. En el caso de las plantas, el carbono orgánico que acumulan es más estable que el que está libre en la atmósfera en forma gaseosa.
"Estos tres indicadores impactan directamente en el presupuesto global de carbono restante para mantenerse el incremento del aumento de la temperatura por debajo de 1,5 °C", explica Daina Paulikas, del Centro de Minerales, Materiales y Sociedad de la Universidad de Delaware, la autora principal del estudio.
Conclusiones del estudio
La conclusión a la que se llega es que la producción de metales para baterías a partir de estos nódulos puede reducir las emisiones activas de CO2 de los humanos en un 70-75%, el riesgo de la alteración de los depósitos de carbono en un 94% y la ocupación de zonas de secuestro de carbono futuros en un 88%.
"Lo que sucede con los sumideros de carbono (zonas de secuestro de carbono) utilizados para la producción de metales en la tierra y en el fondo marino es otra gran parte de la historia del impacto climático", añade el Dr. Steven Katona, biólogo marino y cofundador del Ocean Health Index, que ha colaborado con el estudio. En tierra, el carbono se almacena en la vegetación, el suelo y los detritos. En el lecho marino, el carbono se almacena en los sedimentos y en agua del mar. La producción de los metales necesarios para para mil millones de vehículos eléctricos a partir de minerales terrestres interrumpiría 156.000 km2 de superficie terrestre y 2.100 km2 de lecho marino. Sin embargo, la producción de la misma cantidad de metales a partir de nódulos interrumpiría 508.000 km2 del lecho marino durante la recolección de nódulos y 9.800 km2 de tierra durante el procesamiento metalúrgico.
A pesar de perturbar un área más grande del lecho marino, la producción de metal a partir de nódulos causaría mucha menos alteración en carbono secuestrado. "Esto se debe a que los sedimentos del fondo marino almacenan 15 veces menos carbono por kilómetro cuadrado que un bioma terrestre promedio y no existe un mecanismo conocido para que los sedimentos del fondo marino alterados se eleven a la superficie e impacten el carbono atmosférico", explica el Dr. Katona. La minería en tierra requiere la remoción de bosques, de la vegetación y de la capa superficial del suelo para acceder al mineral, almacenar desechos y construir infraestructura. "En el proceso, se pierde el carbono almacenado y se interrumpen los servicios de secuestro de carbono mientras la tierra permanezca en uso, que puede durar entre 30 y 100 años".
La minería en aguas profundas para extraer metales del lecho marino como el níquel, cobalto, manganeso, cobre) reduciría la huella de carbono durante el proceso de fabricación de las baterías de los vehículos eléctricos.
Ventajas energéticas y menos contaminación
Además de esta conclusión, la recolección de nódulos también ofrece ventajas energéticas y es menos contaminante que la minería terrestre. Esta debe enfrentarse al desafío de la caída de las leyes de los minerales, ya que menores concentraciones de metal conllevan mayores requisitos de energía, materiales y superficie para producir la misma cantidad de metal. Además, la huella energética y los residuos generados son relativamente bajos en comparación con la minería tradicional. "Cuando se trata de emisiones, incluso asumiendo el uso de fuentes renovables de energía para alimentar las minas y las plantas terrestres, nuestro modelo muestra que la producción de metal a partir de nódulos polimetálicos de alta calidad ofrece una ventaja del 70%" afirma Paulikas.
Según los investigadores, los nódulos polimetálicos podrían suministrar los metales reduciendo las emisiones de CO2 respecto a las fuente terrestres en 11,6 Gt. "Esperamos que este trabajo motive a otros a profundizar en el análisis de la cadena de suministro para la transición de energía limpia, y específicamente a prestar atención a los impactos de producir minerales críticos como los que estudiamos", concluye Paulikas.
El documento ha sido publicado bajo el título Life Cycle Climate Change Impacts of Producing Battery Metals from Land Ores versus Deep-Sea Polymetallic Nodules (Impactos sobre el cambio climático en el ciclo de vida de la producción de metales para baterías a partir de minerales terrestres frente a nódulos polimetálicos de aguas profundas).
