O desafio das matérias-primas críticas para a transição energética

Matérias-primas críticas são aquelas estrategicamente importantes do ponto de vista econômico e caracterizadas por alto risco de interrupção do fornecimento.
Para construir turbinas eólicas, baterias de veículos elétricos, redes elétricas e outras infraestruturas necessárias para a transmissão de energia, além de aço, cimento, plástico e alumínio, são necessárias cinco matérias-primas básicas em particular: lítio, cobalto, níquel, cobre e neodímio.

o relatório Perspectiva de Tecnologia de Energia 2023 A Agência Internacional de Energia (IEA) analisa a situação atual e as perspectivas futuras, à luz das metas estabelecidas pelo Cenário de Emissões Líquidas Zero até 2050.

A demanda estimada por matérias-primas importantes está crescendo mais rápido do que a oferta

Para cumprir as metas estabelecidas pelo cenário de emissões líquidas zero da AIE até 2030, a demanda por cada um dos cinco metais básicos aumentará de 1,5 a 7 vezes. Para cumpri-la, seria necessária uma expansão massiva das minas. Com os investimentos atualmente previstos, a mineração em 2030 ainda estará bem abaixo da demanda. A maior diferença entre oferta e demanda diz respeito ao lítio. Com o crescimento esperado da extração, serão atendidos dois terços das necessidades estimadas para 2030. Para fechar essa lacuna, serão necessários investimentos de cerca de US$ 360-450 bilhões nos próximos três anos.

Em 2022, o número de operações de perfuração exploratória para encontrar novas minas para extrair minerais críticos quadruplicará em relação ao ano anterior, embora a velocidade com que os resultados aumentarão a capacidade de mineração seja altamente incerta. Na verdade, leva-se em média dezessete anos para abrir uma nova mina, incluindo instalação de infraestrutura, procedimentos administrativos e negociação com as comunidades locais.

A capacidade de mineração de níquel cresceu rapidamente no ano passado, em grande parte devido ao foco do governo indonésio nessa área. A Indonésia tem cerca de um quinto das reservas mundiais de níquel e atrai investimentos internacionais tanto de mineradoras quanto de fabricantes de baterias, como a LG. A Indonésia pode aumentar a produção rapidamente devido à aceleração do processo burocrático de obtenção de licenças. Isso já dobrou a mineração de níquel entre 2020 e 2022 e indica que a lacuna entre a oferta e a demanda de níquel pode ser fechada até 2030.

Matérias-primas críticas: tesouro nas mãos de poucos

A produção de minerais críticos é altamente concentrada geograficamente, o que levanta preocupações sobre a segurança do abastecimento. A RDC agora fornece 70% do cobalto; China 60% elementos de terras raras (REE); e Indonésia 40% níquel. A Austrália responde por 55% da mineração de lítio e o Chile por 25%.

Os investimentos projetados na extração de minerais críticos indicam uma melhoria geral modesta na diversificação geográfica da produção nos próximos anos, mas variam entre os minerais.
A produção de níquel deve permanecer firmemente nas mãos da Indonésia, com o país continuando a contribuir com quase metade da produção mundial de níquel assim que os projetos em andamento forem concluídos.

No caso da mineração de lítio, graças principalmente ao início da mineração no Canadá, a oferta em 2030 será um pouco mais diversificada do que agora, aliás, Austrália e Chile ainda responderão por cerca de 70% da produção global. Não se espera que o investimento contínuo na mineração de cobalto afete significativamente a distribuição geográfica, com a RDC permanecendo de longe o produtor dominante.

Inovação e reciclagem reduzirão a demanda por matérias-primas críticas

De acordo com a Agência Internacional de Energia, o uso mais eficiente de materiais reduzirá a demanda por matérias-primas críticas. Um bom exemplo é o cobalto: o descompasso entre oferta e demanda é de apenas 10% e é um dos metais críticos mais baixos. Isso é possível graças às inovações nos últimos cinco anos que reduziram o teor de cobalto nas baterias. A substituição de materiais também desempenha um papel importante. Por exemplo, tecnologias fotovoltaicas baseadas em perovskita podem reduzir a demanda por polissilício, que atualmente está em alta demanda para produção em energia fotovoltaica.

Um papel importante também é coberto pela reciclagem e produção de matérias-primas secundárias. Para alguns metais, as taxas de coleta para reciclagem são altas, como 60% ainda níquel, enquanto para outros metais ainda há muito espaço para melhorias, como 46% ainda cobre e 32% ainda cobalto. Por outro lado, as taxas de reciclagem são muito baixas para aqueles materiais críticos que começaram recentemente a ser amplamente utilizados e que têm baixa concentração nos produtos finais. Por exemplo, lítio e terras raras têm taxas de reciclagem inferiores a 1%, principalmente por dois motivos: por um lado, sua baixa concentração em produtos acabados encarece a recuperação e, por outro, o setor de reciclagem tem tido pouco tempo desenvolver processos e infraestrutura adequada.

O rápido crescimento da demanda por biomateriais é muito recente, portanto, um aumento significativo na produção de matérias-primas secundárias não é esperado até depois de 2030, quando os materiais primários usados ​​a partir de 2020 para a produção de veículos e dispositivos estarão disponíveis para reciclagem. Por exemplo, a Agência Internacional de Energia projeta que a produção secundária de lítio crescerá de quantidades insignificantes hoje para quase 35% em 2050. Para entender o impacto da reciclagem na mineração, lembre-se de que, se as taxas de reciclagem de lítio permanecerem as mesmas hoje, a capacidade de mineração é projetada para aumentar treze vezes até 2050, mas graças ao aumento das taxas de reciclagem de lítio, apenas um aumento de oito vezes é suficiente.

Melhorar a reciclabilidade é uma parte fundamental e a inovação será importante, tanto para melhorar a eficiência dos métodos de reciclagem, mesmo que os processos de reciclagem já estejam bem estabelecidos para materiais críticos amplamente utilizados, como cobre e níquel, quanto para projetar produtos mais fáceis de usar. Reciclando. Por exemplo, cobre em cabos, dispositivos eletrônicos e produtos maiores é relativamente fácil de separar para reciclagem, enquanto a recuperação de lítio de baterias é muito mais difícil. Um design de produto melhor também pode reduzir a quantidade de matérias-primas necessárias; Por exemplo, carros com designs mais leves requerem menos materiais tanto para a carroceria quanto para os motores.

O reaproveitamento de produtos também contribui para a redução da demanda por matéria-prima, por exemplo, baterias de carros elétricos podem ser reaproveitadas em postos de armazenamento de energia elétrica.

Figura 1. Evolução da demanda por matérias-primas críticas dividida por tipo de uso final no cenário de emissões líquidas zero da IEA até 2050.

Política da UE sobre matérias-primas importantes

De acordo com outro relatórios Implementado pela Cassa Depositi e Prestiti (CdP), os países da União Europeia dependem mais de 80% da importação de importantes matérias-primas. Assim, a indústria europeia corre o risco de não só conseguir a liderança em cadeias de abastecimento estratégicas para a transformação ambiental e digital, mas também a capacidade de atingir os objetivos do Green Deal e do Digital Compass.

Figura 2: Concentração dos abastecimentos da UE em matérias-primas importantes. A percentagem indica as necessidades da UE satisfeitas por aquele país, enquanto a cor indica os riscos geopolíticos associados ao próprio país. Os riscos geopolíticos são estimados com base no Índice de Democracia e expressos em uma escala de 0 (vermelho) a 10 (verde), onde 0-4 é a faixa que contém regimes autoritários, 4-6 são regimes híbridos, 6-8 são incompletos democracias e 8-10 democracias perfeitas. Fonte: “Resumo de Transformação Ambiental e Digital: Ponto sobre Matérias-Primas Críticas” publicado pela Cassa Depositi e Prestiti.

Para alcançar a neutralidade climática, a Comissão Europeia estima que até 2050 a demanda anual da UE por lítio pode aumentar 56 vezes em comparação com os níveis atuais, por cobalto em 15 vezes e por terras raras em 10 vezes.

Como explica o relatório do CdP: “No atual contexto de fragilidade dos equilíbrios internacionais, a União Europeia está exposta a potenciais rupturas no abastecimento de importantes matérias-primas devido à produção interna limitada e à dependência de abastecimentos de países caracterizados por elevados riscos geopolíticos e comércios sensíveis e relações diplomáticas com o Ocidente”. De fato, nos últimos anos, a Europa teve que lidar com tensões comerciais entre os EUA e a China, interrupções nas cadeias de suprimentos devido primeiro à pandemia e depois à invasão da Ucrânia.

Ajuda importante para mitigar o descompasso entre oferta e demanda pode vir da economia circular; Até 2040, graças à reciclagem de baterias da mobilidade elétrica, a UE poderá atender a 52% da demanda de lítio e 58% de cobalto. Para potenciar a produção de matérias-primas secundárias é necessário explorar “minas urbanas”, ou seja, promover a recolha, valorização e reciclagem de resíduos de equipamentos eléctricos e electrónicos (REEE), pilhas e acumuladores.

No entanto, a reciclagem por si só não é suficiente para garantir a independência da UE. Segundo o relatório, portanto, para mitigar os riscos de abastecimento, é necessário investir em tecnologias, habilidades e competências para gerir o ciclo de vida de importantes matérias-primas dentro das fronteiras da União Europeia mas também para relançar as atividades de mineração de forma sustentável chave para sociedade do território. Recentemente, graças às tecnologias sustentáveis ​​de exploração mineral, foram descobertos depósitos de terras raras na Suécia, cujas reservas são de mais de 1 milhão de toneladas. Outro aspecto importante diz respeito ao desenvolvimento de parcerias estratégicas que aprimorem as relações comerciais com terceiros países ricos em importantes matérias-primas. Nesse sentido, a UE já iniciou muitos diálogos bilaterais e já está participando de muitas mesas internacionais com foco em importantes matérias-primas. Em particular, a UE poderia beneficiar de acordos já concluídos entre 2021 e 2022 com o Canadá, a Ucrânia, o Cazaquistão e a Namíbia.

O tema está no centro do debate europeu e deve levar, em março, à promulgação do European Critical Raw Materials Act, que visa justamente diversificar a oferta e promover a circulação. para alguns boatos se espalharam Hoje em dia, uma das medidas previstas seria a criação de uma agência centralizada de compras de matérias-primas críticas e um pagamento aos estados membros para acelerar o processo de licenciamento de novas minas.