La extracción de las tierras raras o metales raros genera una interesante paradoja. Son materiales clave para dar soporte a las tecnologías en las que se basan las nuevas energías y, sin embargo, su extracción es de todo menos sostenible.
La transición hacia bajas emisiones necesita metales raros
Los metales raros o tierras raras son un grupo de 17 metales normalmente utilizados por sus propiedades ópticas y magnéticas en los catalizadores, las radiografías médicas o las turbinas eólicas, entre otros muchos dispositivos.
Para alcanzar los objetivos establecidos en los acuerdos de París, la Comisión Europea ha subrayado la necesidad de contar con cantidades elevadas de neodimio y disprosio, junto con metales como el grafito y el níquel, necesarios para las renovables y la e-movilidad. La fecha objetivo es 2050, cuando se tiene previsto lograr cero emisiones netas.
Metales raros en imanes permanentes
Debido, por tanto, a la transición hacia tecnologías de bajas emisiones, la demanda de tierras raras se podría disparar en los próximos años. Cada vez son más necesarios en aplicaciones de energía sostenible, como la generación eólica y en los vehículos eléctricos, presentes en los imanes permanentes que contienen.
Las turbinas eólicas con un generador de imanes permanentes (DD-PMSG) son eficientes en lugares donde la fuerza del viento no es elevada y son más ligeros y más baratos de mantener. En vehículos eléctricos, las tecnologías sobre imanes permanentes generan menores tamaños y mayor eficiencia, lo que ha impulsado un repunte de la demanda. En 2019, el 82% de los propulsores utilizaban tecnologías con estos imanes frente al 79% en 2015.
Metales industriales imprescindibles
Otros metales industriales con aplicaciones para las tecnologías sostenibles considerados como materiales básicos críticos por la Unión Europea son los metales preciosos del grupo PGM o platinos (platino, rodio y paladio), boro, cobalto, galio, germanio, sílice, litio, grafito, indio, magnesio, tungsteno y tierras raras. Además del manganeso, el cobre, oro, plata, cromo y níquel.
Tierras raras: factores medioambientales y sociales
Si bien los productos finales que utilizan tierras raras ayudarán a reducir las emisiones de CO2 a través de una producción y un uso energético más limpio, hay factores medioambientales y sociales que han de ser respondidos. Estos incluyen la pobre distribución geográfica de los lugares de extracción, principalmente China.
China es, de largo, el mayor productor de tierras raras y supera hasta en seis veces a su inmediato seguidor, Australia. También es el principal consumidor y el propietario de las mayores reservas. Esta posición dominante ha llevado a la Comisión Europea a elaborar una lista de los metales más expuestos al riesgo de restricciones. Como no podía ser de otra forma, la lideran las tierras raras.
Tierras raras ligeras y pesadas
Las LREE o tierras raras ligeras incluyen al lantanio, cerio, neodimio, prometio, europio y gadolinio mientras que las HREE o tierras raras pesadas están lideradas por el terbio, el disprosio, el lutecio y el itrio.
Depósitos y procesado de tierras raras
Un segundo aspecto que complica la oferta de tierras raras es el medioambiental. Muchos depósitos de estos metales contienen elementos radioactivos, lo que complica su extracción y procesado, pues es perjudicial para el suelo, el agua y la salud humana. Además, los químicos necesarios para separar los metales provocan polución y pueden acabar en los acuíferos subterráneos.
Metales raros: todas las miradas están sobre China
Lo cierto es que las investigaciones han demostrado que el coste medioambiental de minar las tierras raras en China supera a los beneficios, sobre todo por culpa de la minería ilegal. Como respuesta, las autoridades han tomado medidas, incluyendo la creación de nuevas regulaciones.
¿Más regulaciones en China, menos oferta?
A la vista de los crecientes casos de cáncer de pulmones y cerebro, así como enfermedades cardiovasculares y respiratorias, las autoridades chinas han empezado a tomar medidas contra la polución del agua, el aire y el suelo.
Las llamadas de atención por parte de las autoridades a la industria de las tierras raras para que cubran parte de los costes de esta limpieza podrían provocar una fuerte subida en los precios.
Si la oferta se reduce, podría aumentar la volatilidad del mercado, como fue el caso en 2011 cuando una disputa entre China y Japón multiplicó por tres el precio de algunos elementos.
Nuevas minas de tierras raras, para no depender de China
Frente a esta situación, algunos países han tratado de reducir su dependencia de la oferta china. Una mina en el oeste de Texas podría ofrecerle a EE.UU., una producción a 130 años de 15 de los 17 elementos de las tierras raras. Japón ha invertido en Australia con unos depósitos significativos y Europa las busca en España (por ejemplo, en Ciudad Real).
Más allá de la minería, China domina el procesado de estos metales y dispone de cerca del 85% de la capacidad. Algunas de las tierras raras minadas en otras localizaciones acaban en China. Esta es una segunda dependencia de China.
¿Hay alternativas sostenibles?
Lógicamente, estos problemas han impulsado la búsqueda de alternativas. Los investigadores trabajan en métodos de extracción menos agresivos en cuanto al uso de químicos, como la utilización de bacterias y otros materiales no químicos, incluso métodos de extracción de los metales desde cenizas de carbón.
Reemplazar, reducir o reciclar tierras raras puede reducir el impacto de su uso. Existen alternativas en la industria eólica tales como los generadores superconductores, que utilizan menos tierras raras que las turbinas tradicionales.
Los fabricantes de vehículos eléctricos están buscando reducir o eliminar el uso de tierras raras, por ejemplo, reemplazando imanes con cobre o utilizando motores que no necesiten imanes.
Pero hoy se reciclan menos del 1% de las tierras raras, ante las dificultades de separar estos elementos de las aleaciones. Deberíamos tener en cuenta que una aceleración de la demanda limitará la capacidad de reciclar tierras raras para responder a las necesidades a corto y medio plazo.
Diversificar las fuentes puede ayudar a superar las preocupaciones sociales, pero no debería ser a costa del medioambiente, pues nuevas zonas mineras a menudo se solapan con lugares de elevada biodiversidad.
Por ejemplo, Japón ha descubierto una enorme y potencial fuente de tierras raras, pero con el inconveniente de que se encuentra bajo el agua. La minería bajo el mar se explora como forma de diversificar la oferta, aunque los ecologistas advierten que incluso sistemas de extracción de bajo impacto podrían causar daños por varias décadas.
El ritmo de consumo de metales raros es insostenible
Por otro lado, si se miran las cadenas de oferta de las turbinas y los vehículos eléctricos se percibe que el actual ritmo de consumo de tierras raras es insostenible.
El sector de las turbinas eólicas, no obstante, está menos expuesto a riesgos en la oferta. Es así porque el ritmo de crecimiento del sector eólico es del 9,2% anual, lo que supone un ritmo menor que el de los vehículos eléctricos, que supera el 30%. Además, su cuota de mercado es menor (23,2% en turbinas frente al 80% en eléctricos).
Así, la elevada vulnerabilidad de la industria de los vehículos eléctricos podría crear dudas sobre la viabilidad de los esfuerzos en la descarbonización ante el importante papel previsto de los vehículos eléctricos en la reducción de las emisiones.
Y no olvidemos que, además de los vehículos eléctricos y las turbinas eólicas, estos metales se utilizan en sectores estratégicos como la defensa (drones, por ejemplo) y tecnologías digitales. Precisamente, su presencia en las tecnologías digitales podría hacer que la economía mundial sea todavía más dependiente de estos metales. Afrontar esta situación es un reto tan grande como el de encontrar energías sostenibles para la transición a las cero emisiones.
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