El mercado de reciclaje masivo negro ha experimentado un crecimiento significativo en los últimos años, y se proyecta que Estados Unidos podrá capturar aproximadamente el 13% del mercado global sólo para 2033. Junto con este crecimiento proyectado, la capacidad actual del país para recuperar materiales se ha estimado en 35.500 toneladas anuales. Sin embargo, la región de Asia y el Pacífico es líder en el mercado, con China, Japón y Corea del Sur a la cabeza con su rápido crecimiento industrial y avances en el almacenamiento de energía renovable y la electrónica de consumo junto con los vehículos eléctricos. Las políticas medioambientales más estrictas de Europa les han llevado a invertir significativamente en el reciclaje masivo de residuos negros, lo que impulsa aún más el mercado.

El mercado de reciclaje masivo negro tiene amplios beneficios ambientales, por ejemplo, disminuye la huella de carbono de la extracción de materiales vírgenes, reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y ahorra recursos naturales. Los procesos de masa negra de reciclaje de baterías de iones de litio permiten ahorrar más del 68% de carbono incrustado en comparación con los recursos extraídos. No obstante, los desafíos abarcan el problema de la heterogeneidad de las químicas de las baterías, los altos costos operativos y los diferentes sistemas de regulación. Además, los problemas tecnológicos, como los riesgos de descontrol térmico en las baterías de iones de litio, se encuentran entre los grandes problemas que se requieren para que el uso futuro sea energéticamente eficiente y económico. Sin embargo, el aumento general de las tasas de recuperación y la mejora de la sostenibilidad ambiental sirven para establecer el reciclaje en masa negra como un facilitador clave para el cambio hacia una economía más respetuosa con el medio ambiente. 

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Dinámica del mercado 

Conductor: Aumento de las ventas de vehículos eléctricos, aumento del volumen de baterías de iones de litio gastadas para reciclaje

El fuerte aumento de las ventas de vehículos eléctricos se encuentra entre los factores que amplían el mercado negro del reciclaje masivo a nivel mundial. En el año 2023, el número mundial de ventas de vehículos eléctricos superó los 14,2 millones de unidades, frente a los 10,54 millones de unidades del año anterior. El crecimiento en este sector se ve impulsado aún más por las políticas gubernamentales que promueven el transporte ecológico, así como por la creciente preocupación por el medio ambiente entre los consumidores. En este caso, significa que el parque acumulado mundial de vehículos eléctricos ya ha superado los 30 millones. Este vigoroso avance ha resultado en el próximo aumento de baterías de iones de litio gastadas, que generalmente ocurre después de 8 a 10 años de uso y, de ahí, la necesidad de soluciones de reciclaje eficientes.

La cantidad mundial de baterías de iones de litio gastadas está aumentando a un ritmo alarmante. El total intercontinental de baterías de iones de litio retiradas fue de alrededor de 600.000 toneladas en 2023 y 500.000 toneladas en 2022. Algunas estimaciones en el mercado negro de reciclaje masivo muestran que esta cifra puede aumentar a más de 2 millones de toneladas métricas cada año para 2030. Los tipos de iones incluyen masa negra, que contiene cobalto, litio, níquel y manganeso. Teniendo en cuenta que la industria de producción de baterías necesitará esos metales para 2030, el mercado parece necesitarlos todos. En 2023, el valor total de los materiales recuperables de las baterías de vehículos eléctricos al final de su vida útil se estimó en 6.500 millones de dólares.

Los formuladores de políticas y los gobiernos de varios países están promulgando leyes más estrictas en un intento por frenar el desperdicio dañino de baterías. La Directiva sobre baterías de la UE, por ejemplo, ha establecido un requisito de eficiencia de reciclaje del 70% para las baterías de litio para 2030. Además, hasta 2023 ya se han creado más de 5.000 estaciones de reciclaje de baterías en China, lo que ha permitido al país liderar el mercado de vehículos eléctricos. . Esto, a su vez, ha obligado a los fabricantes a disponer de canales adecuados de reciclaje de baterías. A nivel mundial, el mercado del reciclaje masivo negro está presenciando una mayor demanda de reciclaje a medida que aumenta la atención y el enfoque en la protección del medio ambiente. Los legisladores están determinando efectivamente la tasa de reciclaje de componentes vitales de las baterías no solo para proteger el medio ambiente sino también para garantizar que los recursos estén disponibles en el futuro.

Tendencia: crecientes inversiones y asociaciones en infraestructura de reciclaje de baterías a nivel mundial 

Estas alianzas estratégicas han impulsado las tecnologías y fortalezas del reciclaje. Por ejemplo, Volkswagen se ha asociado con Umicore para establecer una planta de mil millones de euros en Alemania para el reciclaje de materiales de cátodos y baterías. Asimismo, General Motors se ha asociado con la startup canadiense Li-Cycle en un intento por reciclar los desechos de baterías generados durante la fabricación para lograr una mayor recuperación de materiales. La financiación gubernamental también es importante; La Comisión Europea reservó hasta 1.700 millones de euros en 2023 en el marco de la Alianza Europea de Baterías para la mejora de las instalaciones de reciclaje y las innovaciones en los mercados de los estados miembros.

La infraestructura mundial de reciclaje de baterías está experimentando un desarrollo considerable, ayudado por una mayor inversión y asociaciones. En 2023, la inversión total en plantas y tecnologías de reciclaje de baterías en todo el mercado mundial de reciclaje masivo superó los 3.500 millones de dólares, un 75 % más que el año anterior. Los principales actores automotrices y tecnológicos consideran vital el reciclaje, ya que les permite obtener materias primas y cumplir con las leyes ambientales. Tesla, por ejemplo, planeó desarrollar una planta de reciclaje de baterías en Nevada que tiene el potencial de reciclar 50.000 toneladas métricas de baterías al año y se espera que cueste 375 millones de dólares.

Las economías en desarrollo en el mercado negro del reciclaje masivo están siguiendo esta tendencia. El Programa Nacional de Reciclaje de Baterías de la India, que entró en vigor en 2023, fijó un presupuesto de 600 millones de dólares para la ampliación de las instalaciones de reciclaje y el desarrollo de sistemas de recolección estandarizados. Al mismo tiempo, las colaboraciones transfronterizas están mejorando la adquisición de tecnología y la transferencia de conocimientos. Por ejemplo, Japón y Australia firmaron un Memorando de Entendimiento en 2023 para trabajar juntos en la investigación del reciclaje de baterías con énfasis en mejorar las tasas de recuperación y minimizar el daño ambiental. Estas inversiones y asociaciones son fundamentales para ampliar la gama de capacidades para reciclar de forma adecuada a las crecientes necesidades de materiales para baterías.

Desafío: Complejidades técnicas en la separación y extracción eficiente de metales de la masa negra

Separar y recuperar metales útiles de la masa negra es complejo en el mercado del reciclaje de masa negra. Tiene litio, cobalto, níquel, manganeso y otras impurezas/contaminantes como componentes básicos y es el material sobrante después del desmontaje de cualquier batería de primera etapa. Debido al hecho de que estos metales son preciosos, su tasa de recuperación es lamentablemente sólo de alrededor del 75% a partir de 2023, lo que indica aún más deficiencias tecnológicas. La extracción también se ve obstaculizada por el componente de material superpuesto y el material importado/recuperado que es de menor calidad debido al uso de electrolitos que tienen fluoruros. El reciclaje de masa negra mediante hidrometalurgia y pirometalurgia como técnicas contemporáneas tiene muchos inconvenientes a tener en cuenta. En octubre de 2023, se informó que hasta el veinticinco por ciento del litio y otros elementos volátiles no se recolectan porque estas técnicas utilizan tostado. que requiere temperaturas superiores a 1500°C. Si bien son notablemente eficientes con algunos metales, los enfoques hidrometalúrgicos utilizan ácidos fuertes y solventes que generan grandes cantidades de desechos tóxicos que deben manejarse adecuadamente y la química de los metales está cambiando a un ritmo acelerado, lo que salió a la luz en 2023, cuando se utilizaron más de 60 baterías de iones de litio diferentes. Se observaron formulaciones en las que cada una tenía diferentes condiciones necesarias.

Los avances en la tecnología de reciclaje son cada vez más críticos en el mercado negro del reciclaje masivo, pero parecen desalentadores. El uso de cátodos cuya estructura ha sido preservada mejoró enormemente la tasa de recuperación al 90% en comparación con métodos anteriores. Sin embargo, lograr una tasa de recuperación superior al 90 % durante el reciclaje de masa negra había resultado difícil, dados los desafíos técnicos que generaban altos costos. En 2023, el costo estimado de desmantelar una tonelada de baterías de iones de litio osciló entre 1.800 dólares y más, lo que significa que no hay mejor valor en la recuperación de materiales sin mejorar la eficiencia. La eficiencia económica, junto con los métodos de extracción, requiere un mayor desarrollo tecnológico; Para resolver estos desafíos técnicos asociados con las operaciones de reciclaje, sería útil un enfoque múltiple.

Análisis segmentario 

Por fuente de batería 

Debido al rápido aumento en la adopción de vehículos eléctricos a nivel mundial, las baterías para automóviles se han convertido en los actores más importantes en el mercado del reciclaje masivo negro y actualmente tienen más del 51,57% de participación de mercado. La flota de vehículos eléctricos en todo el mundo alcanzó la cifra de 40 millones de unidades en 2023, lo que supone un aumento sustancial con respecto a años anteriores. Este aumento en el uso de vehículos eléctricos significa que el ritmo al que se fabricaban las baterías para automóviles se ha disparado a proporciones sin precedentes, lo que significa que la eventual eliminación de las baterías era inevitable. Se estima que para 2030 unas 11 toneladas métricas de baterías de iones de litio habrán llegado al final de su vida útil. Todo ello requerirá soluciones sólidas para el reciclaje. Sólo en 2022 se vendieron aproximadamente más de 6,6 millones de coches eléctricos, y los indicios también apuntan a un crecimiento significativo del número de coches eléctricos en el futuro. Además, el período de tiempo promedio para las baterías de vehículos eléctricos es de 8 a 10 años, lo que indica que las baterías producidas en masa durante la primera ola de producción están llegando a su fin.

La expansión de las ventas de vehículos eléctricos influye en la medición del desperdicio de baterías y se puede observar que con cada vehículo eléctrico que se vende, hay otra batería que se sumará a la cadena de reciclaje. Las baterías de vehículos eléctricos son un foco considerable en el mercado del reciclaje masivo debido a su tamaño y su composición de litio, cobalto y níquel, entre otros minerales. Por ejemplo, la batería de un vehículo eléctrico pesa una media de unos 250 kilogramos, lo que es mucho peso en términos de contenido de metal. La industria automotriz es uno de los impulsores clave de los materiales básicos que se prevé que impulsen el litio a 1,79 millones de toneladas métricas para el año 2030. Además, la demanda de cobalto también se encuentra entre las toneladas métricas clave que aumentarán a más de 320.000 para 2030 previstas. Esto simplemente muestra cuán crítico y esencial es reciclar baterías de automóviles para recuperar materiales importantes. Además, en un esfuerzo por reducir el daño ambiental, los responsables políticos de todo el mundo han propuesto enfoques más radicales y nuevas políticas que apuntan a aumentar el reciclaje de baterías de vehículos eléctricos, lo que a su vez aumenta el potencial de las baterías de automóviles para asumir una posición de liderazgo en el reciclaje masivo de vehículos eléctricos. mercado.

Por tipo de batería 

Los vehículos eléctricos junto con los dispositivos electrónicos portátiles han popularizado enormemente el uso de baterías de iones de litio. Como resultado, las baterías de iones de litio tienen una participación del 58,28% en el mercado de reciclaje masivo negro, debido a su producción en masa, las industrias de vehículos eléctricos han experimentado un crecimiento y establecieron un récord al superar los 700 vatios hora el año pasado. Después de 2030, se prevé que la capacidad de producción de baterías de iones de litio alcance alrededor de 2 TWh; estas estimaciones sugieren además que la adopción de vehículos eléctricos alcanzará su punto máximo, con aproximadamente el 65% de todos los vehículos vendidos serán vehículos eléctricos. Por tanto, no se puede pasar por alto la importancia de las baterías de iones de litio en términos de tecnología. Además, durante los próximos siete años se utilizarán a gran escala medios de almacenamiento de energía, como las baterías, lo que permitirá mejorar aún más el reciclaje petroquímico. 

La popularidad de las baterías de iones de litio se debe a su alta densidad de energía, notable eficiencia y durabilidad. Además, junto al proceso de descarbonización a nivel mundial, incorporan fuentes de energía renovables, impulsando aún más la demanda de baterías de Li-ion. La demanda de litio podría alcanzar 1,79 millones de toneladas métricas para 2030 en el mercado negro de reciclaje masivo. Se espera que siga creciendo debido a la gran demanda de baterías de iones de litio. Además, para 2040, se prevé que la industria de las baterías presenciará un aumento de 2,6 millones de toneladas métricas en la producción de níquel. Económicamente, a menor costo, la mejora tecnológica comenzó a aumentar. Por ejemplo, los paquetes de baterías de iones de litio procesados ​​costarán en promedio alrededor de 100 dólares por kilovatio-hora en 2023, lo que amplió sus aplicaciones. Se estima que en 2030 habrá 11 millones de toneladas métricas de baterías de iones de litio que habrán llegado al final de su vida útil, lo que creará un almacenamiento de suministro cada vez mayor que requiere soluciones de reciclaje efectivas y, al mismo tiempo, solidificará aún más su papel como líderes en el mercado negro del reciclaje masivo.

Por metal recuperado 

Debido a la importancia crítica de las baterías y su valor económico, el cobalto dominó el mercado del reciclaje masivo negro con más del 35,82% de participación de mercado. En 2022, el consumo mundial de cobalto rondaba las 150.000 toneladas métricas y su precio promediaba los 50.000 dólares por tonelada métrica. Es considerablemente más que eso debido a la alta demanda global y las bajas fuentes de cobalto. Con el avance de la tecnología, se espera que la demanda de cobalto se dispare y alcance más de 300.000 toneladas métricas solo en aplicaciones de baterías para 2030. Se estima que el cobalto en un vehículo eléctrico suele ser de 20 kilogramos por batería de vehículo eléctrico, y los esfuerzos de recuperación masiva de cobalto también han aumentado a medida que avanza. un resultado. Además, existen grandes riesgos de seguridad en la cadena de suministro debido a la limitada disponibilidad del metal y al hecho de que la mayoría de sus fuentes provienen de regiones inestables, por lo que el reciclaje del cobalto es esencial.

Según el mercado de reciclaje en masa negra, el cobalto ha registrado las tasas de recuperación más altas debido a su valor comercial y a la necesidad de garantizar un suministro constante de cobalto para atender a la creciente industria de las baterías. Los avances en la electrificación de las economías globales sin duda crean un zumbido en torno a la importancia estratégica del cobalto desde la perspectiva del rendimiento de las baterías. Los procesos de recuperación más nuevos y sofisticados han facilitado la capacidad de recuperar cobalto con la pureza necesaria para permitir su reintegración en la cadena de suministro de baterías. La cantidad de cobalto introducida en el mercado mundial en 2022 fue de más de 5.000 toneladas métricas fabricadas a partir de unidades previamente recicladas y se espera que dichas cifras aumenten con el desarrollo de las tecnologías de reciclaje. Además, el reciclaje de cobalto contribuye a la reducción de la huella ambiental y social de las actividades mineras, construyendo así un mundo más orientado a la sostenibilidad. 

Por tecnología

Basado en la tecnología, el mercado del reciclaje en masa negra ha visto una aplicación generalizada de la hidrometalurgia. En línea con esto, la tecnología controla más del 74,09% de cuota de mercado debido a las ventajas que ofrece al medio ambiente. Las baterías al final de su vida útil se pueden reciclar mediante hidrometalurgia, que permite la extracción y purificación de litio, cobalto o níquel mediante el uso de soluciones acuosas. Para 2030, se estima que será necesario eliminar aproximadamente 11 millones de toneladas métricas de baterías de iones de litio usadas, por lo que se necesitan tecnologías de reciclaje nuevas y mejor desarrolladas para dar cabida a la afluencia de baterías. Las técnicas de hidrometalurgia implican un calentamiento moderado para operar en lugar de aplicar un procedimiento metalúrgico de alta politermalidad. Por ejemplo, los enfoques hidrometalúrgicos en unidades de reciclaje han reportado ahorros de energía del orden de más de 1.000 MWh en un año. 

Con su capacidad superior de recuperación de metales y métodos menos invasivos, los usuarios finales prefieren principalmente la hidrometalurgia en el mercado de reciclaje de masa negra. Lo que antes se consideraba un método de nicho para extraer metales será el camino a seguir en un futuro próximo gracias a la creciente demanda de metales críticos. La demanda mundial de baterías de iones de litio alcanzará los 1,79 millones de toneladas métricas para 2030. En comparación con los procedimientos más antiguos que pueden tardar varios días en extraer metales, varias técnicas más nuevas pueden completar el proceso en menos de seis horas. La adopción de la hidrometalurgia como medio principal de reciclaje de masa negra alude a los incentivos económicos y regulatorios establecidos, lo que la convierte en el curso de acción más eficiente. 

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Análisis Regional 

La región de Asia y el Pacífico domina el mercado del reciclaje en masa negra con una participación de mercado superior al 52% debido a su alta producción y uso de baterías de iones de litio. La región es responsable de fabricar más del 70% de las baterías de iones de litio a partir de 2024, lo que contribuye a una gran generación de masa negra, un subproducto de las LIB caducadas que contienen materiales como cobalto, litio y níquel. Teniendo en cuenta las estadísticas, actualmente hay más de mil millones de teléfonos inteligentes y más de 500 millones de vehículos eléctricos de dos ruedas en esa región, lo que da como resultado que decenas de miles de millones de baterías lleguen al final de su ciclo de vida, lo que aumenta la necesidad de reciclaje y recuperación de materiales.

En términos de mercado de reciclaje masivo negro, China es el mercado más grande y aumenta la capacidad más global con más de 300.000 toneladas métricas de capacidad. China reutiliza más de 200 centros de reciclaje de baterías y esto es posible gracias a las políticas impuestas por el gobierno que garantizan que se respete y obedezca el inmenso ahorro de energía al reutilizar materiales de tierras raras. Japón y Corea hacen lo mismo, ya que Corea del Sur tiene la intención de desarrollar desarrollos hidrometalúrgicos que tengan como objetivo aliviar la carga masiva en sus sistemas de reciclaje con la ayuda de sus 60 toneladas métricas de masa negra recicladas en el año 2024. Considerando que Japón, aunque tiene problemas de masa negra, también tiene tecnologías integradas adecuadas. sistemas de circuito cerrado, significa que los coreanos tendrán menos carga. India, cuando se combina con las emisiones de carbono, pretende reducirlo exigiendo y promoviendo el uso de vehículos eléctricos a 1 millón por año.

La región de Asia y el Pacífico ha podido centrarse en el reciclaje masivo negro gracias a sus políticas gubernamentales, su estructura de economía circular y su inversión en innovación. Un enfoque político centrado como el impuesto por China, que exige que al menos el 25% de los materiales utilizados en las baterías nuevas provengan de fuentes recicladas, será de gran ayuda para completar esta tarea. Dado que el 90% de las instalaciones de producción mundial de vehículos eléctricos están ubicadas dentro de la región, junto con más de 100 gigafábricas que ya apoyan activamente la cadena de suministro, el liderazgo que se ha establecido solo está preparado para crecer y reforzar la importancia que tiene la región en el reciclaje masivo negro. mercado.

Actores clave en el mercado de reciclaje de masa negra 

• Contemporáneo Amperex Technology Co. Ltd.
• Soluciones Cirba
• Glencore
• Materiales reciclados para baterías de LiCo
• Umicore
• Materiales de secuoya
• Tenova SpA
• Li-ciclo Corp.
• Metso
• Tecnología de litio
• BASF SE
• Akkuser Oy
• Dusenfeld GmbH
• Aquametals Inc.
• fuerte
• Otros jugadores destacados

Descripción general de la segmentación del mercado:

Por fuente de batería

• Baterías automotrices
• Baterías industriales
• Baterías portátiles

Por tipo de batería

• Batería de iones de litio
• Batería de hidruro metálico de níquel
• Batería de níquel cobalto manganeso
• Otros

Por tecnología

• Hidrometalurgia
• Pirometalurgia
• Otros

Por metal recuperado

• Níquel
• Cobalto
• Litio
• Cobre
• Manganeso
• Grafito
• Otros

Por aplicación

• Automotor
• Electrónica de Consumo
• Energía
• Aeroespacial y Defensa
• Construcción
• Otros

Por región

• América del norte
  • Estados Unidos
  • Canadá
  • México
• Europa
  • Europa occidental
    • el reino unido
    • Alemania
    • Francia
    • Italia
    • España
    • Resto de Europa occidental
  • Europa Oriental
    • Polonia
    • Rusia
    • Resto de Europa del Este
• Asia Pacífico
  • Porcelana
  • India
  • Japón
  • Australia y Nueva Zelanda
  • Corea del Sur
  • ASEAN
  • Resto de Asia Pacífico
• Medio Oriente y África
  • Arabia Saudita
  • Sudáfrica
  • Emiratos Árabes Unidos
  • Resto de MEA
• Sudamerica
  • Argentina
  • Brasil
  • Resto de Sudamérica