En pocas palabras: Las pilas, de hijastras a bombo y platillo

La dependencia de los fabricantes asiáticos sigue siendo alta

El mercado de los e-cars está en auge: en 2020 se vendieron en Alemania unos 200.000 e-cars. IHS Markit estima las ventas mundiales de coches eléctricos en 4 millones en 2021, un aumento del 70%. Se espera que las ventas mundiales alcancen los 12,2 millones en 2025.

Volkswagen venderá unos 230.000 e-cars en todo el mundo en 2020: el 2,5% de la producción total. Para este año ya están previstas 800.000 unidades(Fig. 1).

Las tasas de crecimiento futuras también son considerables. Según un estudio del Boston Consulting Group, la cuota de mercado mundial de los e-cars pasará del 3% actual al 7% en 2025 y al 18% en 2030(Fig. 2).

El mercado alemán de baterías creció un 35% interanual hasta alcanzar los 5.900 millones de euros en 2020(Fig. 3). Las baterías de iones de litio representaron la mayor parte, con un volumen de 3.000 millones de euros y un crecimiento del 63%. Sus aplicaciones fueron los coches eléctricos, las herramientas eléctricas, las bicicletas eléctricas y los teléfonos inteligentes. También crecieron otras baterías como las de níquel-cadmio, alcalinas-manganeso, zinc-aire, etc. En cambio, el mercado de baterías de plomo se redujo un 26%, hasta 740 millones de euros. Entre sus aplicaciones figuran las baterías de arranque para coches o las baterías tampón para centros de datos u hospitales. En conjunto, el mercado alemán de baterías creció un 172% entre 2014 y 2020, lo que demuestra la creciente importancia de los sistemas de almacenamiento de energía.

Nueva generación de baterías en las NCA

Fig. 4: Inspección final de un EQS en la fábrica 56 de Mercedes en SindelfingenCuandose presentó el nuevo buque insignia eléctrico de Mercedes en mayo de este año, también se lanzó una nueva generación de baterías. Con una potencia de hasta 385 KW, el EQS se alimenta con una batería de más de 100 KWh. El EQC utilizaba baterías de iones de litio con cátodos compuestos de níquel, cobalto y manganeso en una proporción de materiales de 6:2:2. En el EQS, la mezcla cátodo-material se ha mejorado hasta 8:1:1. En particular, se ha reducido la extracción de cobalto, cuestionable desde el punto de vista ecológico y social.

Daimler compra las nuevas celdas de batería a las empresas chinas CATL y Farasis.

Los 10 mayores fabricantes de baterías del mundo

CATL de China, el nº 1, tenía una cuota de mercado mundial del 24% en 2020. En el primer trimestre de 2021 produjo una capacidad de baterías de 14,4 GWh. Los principales clientes son Tesla, Peugeot, Hyundai, Honda, BMW, Toyota, VW y Volvo.

El nº 2 es la coreana Lucky Goldstar Chem, con una cuota de mercado global del 23,5%, que produjo 11,9 GWh en el primer trimestre. Tesla es su principal cliente.

La japonesa Panasonic es la tercera, con una cuota de mercado mundial del 18,5% y una producción de 9,1 GWh. Tesla también es el principal cliente. El TOP 3 acapara dos tercios del mercado mundial, con un 66%. La empresa china Built Your Dreams (BYD) le sigue en cuarto lugar con una cuota de mercado mundial del 6,7% y una producción de 3 GWh. Esta producción se destina principalmente a su propia producción de coches eléctricos y, en menor medida, a otros fabricantes de coches eléctricos dentro de China. El 5º puesto es para la coreana Samsung SDI, con una cuota de mercado mundial del 5,8% y una producción de 2,3 GWh, seguida de SK Innovation, también de Corea, con un 5,4% y 1,3 GWh.

En séptimo lugar está China Aviation Lithium Battery Technology (CALB), con 1,4 GWh de producción. En 8º lugar está Japan Automotive Battery Supply (AESC), con 0,8 GWh de producción. En 9º lugar está la china Gotion High-Tech, con 0,8 GWh de producción, y en 10º la japonesa GS Yuasa, con 0,3 GWh. Todos los datos se refieren al primer trimestre de 2021.

La dependencia de China para las materias primas relacionadas con las baterías sigue siendo muy elevada(Fig. 5). China lidera una peligrosa acumulación de litio y cobalto en particular, con capacidades globales de refinado del 89% y 69% respectivamente.

Fig. 5: Cuota de China en las capacidades mundiales de refinado de las principales materias primas para baterías: litio, cobalto y níquel

En el gráfico de la ZVEI "Importación de pilas y baterías a Alemania 2020", Polonia se sitúa al mismo nivel que China en lo que respecta a las baterías de iones de litio utilizadas habitualmente en los vehículos actuales, con un volumen de 1.600 millones de euros. Sin embargo, no hay que olvidar que el volumen de importación de pilas y baterías procedentes de Europa, que asciende a 2.600 millones de euros, es producido principalmente por filiales chinas, coreanas y japonesas.

Fábricas de baterías en Alemania

En Kaiserlautern, un consorcio europeo de las empresas PSA-Opel con Total y Saft proyecta una planta de producción de células de batería con una capacidad de 24 GWh. En el Sarre, en Überherrn, Svolt también proyecta una capacidad de 24 GWh para 2022. En Erfurt (Turingia), CATL está construyendo una capacidad inicial de 14 GWh a 100 GWh. En Bitterfeld-Wolfen, Daimler y el fabricante turco de automóviles Togg han unido fuerzas con el fabricante chino de baterías Farasis para construir una planta de producción de baterías con 16 GWh para 2022. Northvolt y VW proyectan una planta de producción de 16 GWh en Salzgitter para 2024 con ampliación a 24 GWh.

Probablemente la instalación de producción de baterías en construcción más conocida sea la Gigafactory de Tesla en Grünheide, con una capacidad de 100 GWh.

El futuro: las baterías de estado sólido

Las baterías de estado sólido son otra luz de esperanza: VW ha invertido hasta ahora un total de 300 millones de dólares en la empresa estadounidense Quantumscape. Se dice que sus baterías de estado sólido permiten una densidad energética a nivel de celda de un kilovatio hora por litro, lo que supone aproximadamente el doble que la de las baterías convencionales de iones de litio. Los tiempos de carga también deberían reducirse significativamente: el VW ID.4, por ejemplo, se carga actualmente en 25 minutos -en el mejor de los casos- para un trayecto de 450 kilómetros. Este tiempo de carga se reducirá a doce minutos con la introducción de las baterías de estado sólido de Quantumscape en 2025.

En pocas palabras:

1. El mercado alemán de baterías creció a un ritmo acelerado del 35% hasta alcanzar los 5.900 millones de euros en 2020. La cuota de las baterías de iones de litio creció un 63% con respecto al año anterior, hasta los 3.000 millones de euros. año anterior hasta los 3.000 millones de euros.
2. Dos tercios de la capacidad mundial de baterías están en manos de CATL/China, LG Chem/Corea del Sur y Panasonic/Japón.
3. China posee el 89% del suministro de materias primas y las capacidades de refino de litio y el 69% de cobalto.
4. Mercedes ha condensado aún más la combinación de materias primas de los cátodos de las baterías en su EQS presentado en mayo. En lugar de una proporción de materiales de 6:2:2 de níquel, cobalto y manganeso, la mezcla de materiales se ha mejorado a 8:1:1.
5. La producción minera de litio asciende actualmente a 82.000 toneladas anuales. Sin embargo, según el Servicio Geológico, se espera que la demanda aumente hasta 1,8 millones de toneladas en 2030. Es dudoso que los principales países productores, Australia (40.000 toneladas), Chile (18.000 toneladas) y China (14.000 toneladas), consigan multiplicar por 22 su producción de aquí a 2030.

Durante mucho tiempo, las baterías se consideraron un pariente pobre que debía comprarse barato como mercancía. Entretanto, sin embargo, la mayoría de los directores generales de automoción se han dado cuenta de que el acceso a toda la cadena de suministro, desde las materias primas hasta la producción de células de baterías y los sistemas de gestión de baterías, puede ser esencial para la e-movilidad. Por eso, en Alemania se están construyendo fábricas de baterías con una capacidad prevista de más de 200 GWh para 2024. Un gran inconveniente: se trata en su mayoría de fabricantes asiáticos.

La estructura de investigación alemana está bien posicionada para las baterías de estado sólido. Con el doble de densidad de potencia y tiempos de carga mucho más rápidos, las baterías de estado sólido entrarán en producción masiva a finales de la década.

Les deseo unas felices fiestas y que sigan con nosotros.

Saludos cordiales

Hans-Joachim Friedrichkeit

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