Entenda as oportunidades e os desafios da indústria do lítio

Quantos dispositivos elétricos portáteis você está vendo agora?

Seu telefone, laptop, tablet são provavelmente alimentados por pilhas de íons de lítio. Mas esse minério tem muitos outros usos. Pode também ser usado para armazenamento em rede, fabricar vidro e cerâmica resistentes ao calor, massas lubrificantes industriais, e até mesmo para tratar distúrbios bipolares e depressão.

Mas juntamente com os smartphones, talvez a transformação mais monumental impulsionada pelo lítio, desde seu surgimento nos anos 1990, é o boom dos veículos eléctricos (EV, na sigla em inglês).

Este crescimento pode ser ligado, em parte, à China, que deu prioridade à fabricação de veículos elétricos no seu 13º Plano Quinquenal, lançado em 2015. A China fabrica agora 10 mil carros elétricos por mês, todos com baterias de lítio.

A demanda por lítio se tornou tão intensa que países da Austrália à China e América do Sul estão em uma corrida para explorar os seus recursos. No entanto, sua extração também está associada a conflitos ambientais e disputas comerciais internacionais.

O que torna o lítio tão especial?

O lítio faz parte do grupo químico dos metais alcalinos, que são tão altamente reativos que nunca são encontrados na sua forma pura na natureza, apenas como compostos. A sua reatividade deve-se à configuração de seus elétrons. O lítio tem um único eletrón na sua membrana exterior, conhecido como elétron de valência, o que lhe permite formar uma ligação química quando a membrana está aberta. Isso significa que ele pode facilmente conduzir calor e correntes elétricas.

O lítio é também o metal alcalino mais leve, o que o torna uma escolha ideal para utilização em dispositivos portáteis. Os íons de lítio (átomos carregados eletricamente) passam do eletrodo negativo para o positivo ao descarregarem e vice-versa, permitindo a recarga das baterias de lítio. As baterias de íons de lítio também podem fornecer três vezes a densidade de energia das baterias de chumbo recarregáveis convencionais.

Estas propriedades únicas têm dado ao lítio o seu apelido de “ouro branco”.

Como é feita a extração de lítio?

A maior parte do lítio do mundo é extraído de uma salmoura rica em minerais, cerca de dez metros abaixo dos lagos salgados das salinas de alta altitude. O processo começa por perfurar através da crosta e depois bombear a salmoura até à superfície para piscinas de evaporação, onde ela é deixada durante meses. Isso cria uma lama salgada composta por uma mistura de manganês, potássio, bórax e sais de lítio, que são depois deslocados para outra piscina de evaporação ao ar livre.

Após 12-18 meses, a mistura é suficientemente destilada para extrair o carbonato de lítio, a principal matéria-prima utilizada nas baterias de íons de lítio.

Este método de extração é comumente utilizado no chamado “Triângulo do Lítio” que se estende por Bolívia, Chile e Argentina. Este método é favorável devido ao seu baixo custo e eficácia na extração de carbonato de lítio. No entanto, o processo é extremamente intensivo em água.

Que países são ricos em lítio?

O Triângulo do Lítio possui 47 milhões de toneladas de recursos de lítio – cerca de 65% do total global, de acordo com o US Geological Survey.

Os recursos de lítio de um país diferem das suas reservas. Os recursos de lítio são o que se encontra no subsolo, enquanto que as reservas de lítio são depósitos exploráveis.

Em termos de reservas, a Bolívia nem sequer está entre os 10 primeiros do mundo. O Chile ocupa a posição mais alta, com 8,6 milhões de toneladas em reservas, seguido pela Austrália, com 2,8 milhões de toneladas. Contudo, em 2018, a Austrália ultrapassou o Chile, tornando-se o maior produtor de lítio por toneladas métricas.

Isto deve-se em parte às restrições do Chile à exploração estrangeira dos recursos naturais. O Chile considera o lítio estrategicamente importante para o seu desenvolvimento econômico.

Porque existe uma concorrência tão feroz para industrializar o lítio?

Há muitos países que competem pelo acesso ao “ouro branco”. A Coreia do Sul (483 milhões de dólares), Japão (312 milhões de dólares) e China (240 milhões de dólares) são os principais compradores de carbonato de lítio, utilizado para fabricar produtos de alta tecnologia para consumo interno e exportação.

No passado, a China tentou asfixiar a concorrência nas indústrias de alta tecnologia e nuclear, restringindo o seu próprio fornecimento de lítio ao Japão com tarifas de exportação proibitivamente elevadas. Desde 2012, a Organização Mundial do Comércio (OMC) tem imposto regras contra a China para proibir tal prática.

Ao exportar lítio e importar tecnologias acabadas a um preço significativamente mais elevado, as economias latino-americanas ficam presas num ciclo de prejuízos em sua balança comercial.

Estes bens exportados acabam muitas vezes nos países onde o lítio foi originalmente extraído. Por exemplo, dez países latino-americanos têm agora um conjunto de 1229 ônibus elétricos chineses que utilizam baterias de lítio. Alguns dos quais são comprados por seus governos por até 400 mil dólares.

Ao exportar matérias-primas, tais como lítio, e importar tecnologias acabadas a um preço significativamente mais elevado, há preocupações de que as economias latino-americanas estejam presas num ciclo de prejuízos em sua balança comercial, incapazes de reter o valor agregado de sua produção.

O Chile tentou quebrar este ciclo nos últimos anos, limitando o controle estrangeiro sobre os recursos naturais, com um projeto de lei que declara que a exploração, industrialização e comercialização do lítio é do interesse nacional. No entanto, em maio de 2019, a empresa de mineração chinesa que controla a maior parte das reservas de lítio do mundo, adquiriu quase 24% da Sociedad Química y Minera (SQM) do Chile, um importante produtor nacional. Desde então, a Tianqi tem tido grandes dificuldades financeiras.

Quais são os impactos sociais e ambientais da extração de lítio?

Cerca de 500 mil galões de água são necessários para produzir uma tonelada de lítio. No Salar de Atacama do Chile, as atividades mineradoras consomem 65% da água da região. Numa região onde a precipitação anual é inferior a 15 milímetros por ano, a atividade esgota já escassos recursos hídricos dos quais dependem as comunidades e espécies locais.

Além disso, os químicos tóxicos empregados no processo de separação do lítio, tais como o ácido clorídrico, podem vazar das piscinas de evaporação para o abastecimento local de água e também afetar a qualidade do ar. As comunidades, que em muitos casos são nativas da região e detêm direitos tradicionais ou comunitários à terra e aos recursos, são frequentemente deslocadas devido à escassez de água.

Em alguns casos, as comunidades indígenas tomaram medidas legais por violações dos projetos de lítio ao seu direito ao consentimento livre, prévio e informado. As consultas sobre projetos são um requisito da Convenção 169 da OIT sobre povos indígenas e tribais, que países como a Argentina, Bolívia e Chile ratificaram.

Será que as tecnologias de extração de lítio podem ser mais eficientes e sustentáveis?

Mudanças na tecnologia de extração foram identificadas como uma das melhores formas de reduzir o uso de água e proteger os ecossistemas locais.

A extração direta de lítio (DLE) é uma tecnologia que existe há décadas, na qual a salmoura estéril é injetada de volta às salinas, uma vez extraído o lítio. Isto significa que se retira menos água durante o processo de extração. No entanto, este método leva mais tempo e é mais custoso do que as técnicas populares no Triângulo do Lítio.

Como muitos recursos naturais, o fornecimento mundial de lítio é limitado, e as empresas e consumidores estão constantemente exigindo baterias mais seguras, mais duradouras e menos perigosas para o meio ambiente.

Alternativas às baterias de íons de lítio que são menos tóxicas e são feitas de metais mais acessíveis estão sendo exploradas. Estas incluem baterias de íons de sódio ou de fluxo. Mas é necessário mais desenvolvimento tecnológico para torna-las tão eficazes como o lítio para o armazenamento de energia.

O lítio é surpreendentemente eficiente em veículos elétricos, que têm menos avarias do que os motores e materiais de combustão tradicionais e podem ser reciclados após o uso. No entanto, um estudo na Austrália mostrou que apenas 2% das baterias de íons de lítio estão sendo recicladas atualmente, o que significa que as baterias vão parar a aterros, onde os fluidos tóxicos podem vazar para reservatórios subterrâneos.

Até recentemente, apenas 50% do lítio em baterias podia ser reutilizado devido a processos de reciclagem insuficientes e pouco seguros. A empresa finlandesa de energia limpa Fortum, no entanto, afirma que pode reciclar até 80% dos materiais.

Após a descoberta de cerca de 244 milhões de toneladas de reservas no estado de Sonora, no nordeste do México, a Ganfeng Lithium, da China, anunciou que irá desenvolver uma fábrica de reciclagem perto do local. A fábrica processará baterias Tesla que não funcionam mais, vindas dos Estados Unidos, bem como as baterias de ônibus elétricos que chegaram ao fim dos seus ciclos de vida.

As baterias processadas pela Ganfeng e outras fábricas podem ser reutilizadas em veículos elétricos, ou reimplantadas em aplicações menos exigentes. Outros elementos reciclados de baterias de íons de lítio, tais como manganês e cobalto, podem ser utilizados na produção de cimento e aço inoxidável, apresentando uma oportunidade para uma maior circularidade e sustentabilidade na indústria.