Informe de ADEME sobre la huella de carbono de las baterías de tracción

Tras la entrada en vigor en 2023 del reglamento europeo destinado a establecer una economía circular para las baterías, ADEME ha elaborado un informe titulado «Huella de carbono de las baterías de los vehículos eléctricos». También se ha desarrollado un calculador en Excel para modelar esta huella de carbono, el cual tiene en cuenta 35 parámetros tecnológicos, geográficos y metodológicos. Estos dos documentos pueden descargarse gratuitamente de una sola vez en la página web de la organización. Complementan el informe de ADEME sobre el coche eléctrico y su carga, sobre el cual publicamos recientemente un primer artículo.

Metodología y calculador

Desde el 18 de febrero de 2024 se aplica gradualmente el reglamento europeo UE 2023/1542, destinado a impulsar una economía circular en el sector de las baterías. Este texto tiene en cuenta todas las etapas del ciclo de vida de estos acumuladores, desde su diseño hasta el tratamiento de los residuos. En particular, busca establecer clases ambientales para aquellas que equipan a los vehículos eléctricos, con el objetivo de fijar umbrales máximos que servirán para autorizar la comercialización de los diferentes modelos de baterías de tracción.

Repleto de referencias, el informe de 63 páginas titulado «Huella de carbono de las baterías de los vehículos eléctricos» comienza a explicar detalladamente la metodología para calcular y verificar la huella de carbono de este elemento esencial para la movilidad eléctrica.

Están incluidas en las etapas del ciclo de vida: la extracción y refinación de las materias primas; la producción de las sustancias activas; la fabricación de las celdas y componentes; la elaboración del paquete y sus elementos; la distribución del conjunto; el reciclaje. También se tiene en cuenta el transporte, excepto en la fase de final de vida útil. En cambio, quedan excluidos el montaje de la batería en el vehículo, el transporte de este último y el uso del paquete.

En la sección siguiente, el informe presenta brevemente el calculador que lo acompaña. No obstante, su instrucción de uso está directamente accesible en el documento Excel, redactado en inglés.

Ejemplo con un paquete de 50 kWh producido en China

Entre los puntos interesantes de este informe de ADEME se encuentra el cálculo preciso de la huella de carbono de una batería (con capacidad de 50 kWh) producida en China, utilizada en Francia y reciclada en Europa. Sus celdas son de tipo NMC811 con grafito artificial. Este tipo de elemento, compuesto por un 80 % de níquel, un 10 % de manganeso y la misma proporción de cobalto, se encuentra, por ejemplo, en los Tesla Model 3 y Model Y, Peugeot e-408, Kia EV6, Hyundai Ioniq 5 y BMW iX3.

Si se excluye el reciclaje, las emisiones de gases de efecto invernadero se estiman en 7 toneladas para un paquete de este tipo, es decir, 140 kg de CO2eq por kilovatiohora de capacidad. Con el reciclaje, esta huella de carbono disminuye a 6,4 toneladas. Los principales contribuyentes se dividen en tres categorías: los materiales activos (aproximadamente el 53 %); la fabricación de las celdas, incluyendo la energía utilizada para ello y los residuos; y el aluminio presente en las celdas, módulos y el paquete (menos del 10 %).

Esta batería servirá de base para luego analizar en el informe los factores que pueden influir en el impacto ambiental. Empezando por la capacidad energética. Para ello, ADEME ha presentado datos de baterías con capacidades de 35, 50, 70, 90 y 110 kWh. A continuación, se analiza el aspecto químico, comparando 9 tipos de baterías de 50 kWh: NMC532, NMC622, NMC811, NMC955, LFP (fosfato de litio y hierro), LMFP (fosfato de litio, manganeso e hierro), NVPF de iones de sodio (fosfato fluorado de vanadio y sodio) y LMP sólido (polímero de litio metálico).

Otros factores que afectan la huella de carbono

Luego se considera la categoría del vehículo, con una diferencia anual en el número de ciclos de carga/descarga: 60 para los vehículos de las categorías M1 y N1 (coches particulares y furgonetas con batería de 50 kWh), 20 para los vehículos de dos ruedas y similares (clase L, batería de 20 kWh), y 250 para los autocares y autobuses (M2, M3) y camiones (N2, N3). Para estos vehículos pesados, la capacidad energética de las baterías se ha fijado en 350 kWh. También se tiene en cuenta el número de años de uso para todas las categorías de vehículos.

Cada país tiene su propio mix energético que influye mucho en la huella de carbono de la fabricación de una batería. Contamos con nuestro paquete de 50 kWh con celdas NMC811, fabricado en China, Francia o Polonia. Ante el debate que cuestiona la decisión de la Comisión Europea de actuar a escala nacional, Ademe también ha añadido algunas modelizaciones más amplias: el continente europeo y el mercado de la Unión Europea.

En la fase final de vida de la batería, las emisiones equivalentes de CO2 pueden variar según los procesos utilizados para recuperar los materiales reciclables. El informe también analizó los lugares de fabricación de los paquetes, módulos y celdas, prestando especial atención a la disponibilidad de materiales en esos sitios.

Para reducir efectivamente las emisiones de carbono

Tras su investigación, ADEME concluyó que «la relocalización en Francia del lugar de fabricación de los paquetes, módulos y celdas, sin relocalizar las sustancias activas, no es suficiente por sí sola para lograr una disminución significativa de la huella de carbono».

Según ADEME, lo que podría cambiar la situación se encuentra en las soluciones de bajas emisiones de carbono para la producción de grafito, la síntesis de materiales activos de cátodo, el abastecimiento de diversos componentes (níquel, cobalto, litio, aluminio) y la fabricación de celdas (con mezclas descarbonizadas). A todo esto se suma una reducción en la tasa de residuos.

La agencia destaca además la metodología de la Comisión Europea, que lleva, por ejemplo, a asignar la misma huella de carbono a un paquete, independientemente de su capacidad energética.

Descargar el informe y el calculador