El precio del vanadio y las baterías

El precio del vanadio ha aumentado significativamente desde comienzos de 2017 hasta la fecha, más de un 300%. A primera vista, no se trata de un material que esté asociado con la especulación, pero obviamente existen razones para que se produzca esta variación en su precio. El vanadio se utiliza desde hace décadas como aditivo en el acero, especialmente para aumentar su resistencia. De hecho, el 90% de la producción actual está consagrada a este tipo de aplicaciones. Pero el mercado de este metal parece estar cotizando al alza debido a un aumento potencial de la demanda en dos segmentos bien diferenciados.

Por un lado, la creciente necesidad de construir infraestructuras y edificios más resistentes, frente a seísmos y otras catástrofes naturales que puedan producirse: las exigencias en normativas y regulaciones para la construcción están aumentado, especialmente en zonas y países con un mayor riesgo frente a estos fenómenos (China, por ejemplo). Por el otro, hay un nuevo driver de consumo a futuro, interesante y prometedor: las baterías. Si analizamos la evolución del precio del vanadio en el contexto de los acumuladores, durante los dos últimos años ha subido más que otros materiales muy vinculados a la fabricación de baterías, como son el cobalto, el litio o el niquel, que también han aumentado ostensiblemente su precio en el mercado.

Figura 1. Evolución del precio ($/libra) del pentóxido de vanadio (VanadioPrice)

Pero veamos algunas peculiaridades del vanadio. Le viene su nombre derivado de Vanadis, una diosa de la belleza enmarcada en la mitología escandinava. Es el elemento número 23 de la tabla periódica, básicamente un metal de color blanco, agrisado, maleable y de transición dúctil. No es abundante, tampoco se encuentra en la naturaleza en estado puro, pero está presente en más de 65 minerales. Habitualmente, suele obtenerse como un subproducto derivado de otras actividades mineras como, por ejemplo, en el proceso de producción de magnetita o uranio. Países como China, Rusia, Suráfrica o Brasil, son algunos de sus principales productores.

Más concretamente, el pentóxido de vanadio, se utiliza como catalizador para la producción de ácido sulfúrico, pero también como electrolito para las Baterías de Flujo Redox de Vanadio o VRB (Vanadium Redox Flow Batteries). En estas baterías, los electrolitos contienen iones de vanadio disueltos en una solución acuosa y se aprovecha la posibilidad de que puedan tener hasta cuatro diferentes estados de oxidación. Tienen un único elemento electroactivo. Como sólo se usa un material, el riesgo de contaminación cruzada se elimina. El electrolito en forma líquida se almacena en un tanque y es bombeado en grandes cantidades hacia una membrana intercambiadora ubicada entre las dos células básicas de la batería.

En las baterías de flujo, la producción de energía y el almacenamiento están separados. Esto permite que si se desea aumentar la capacidad de una VRB, basta con añadir más tanques de electrolito. Otra ventaja de estas baterías es que sus iones son muy estables y pueden circular un número elevado de veces, sin provocar reacciones laterales no deseadas, lo que prolonga sensiblemente su tiempo de operación. Los tanques de electrolito pueden llegar a soportar un gran número de ciclos de carga y descarga, en contraste con otras baterías basadas en distintas tecnologías (litio, etc), en las que su electrolito sufre un progresivo deterioro con el número de descargas.

Una desventaja es que la densidad de energía de las baterías VRB es relativamente baja, comparada con las de litio, por lo que las dimensiones de los tanques suelen ser considerables (del tamaño de un contenedor, por ejemplo). Esto prácticamente las descarta para ser utilizadas en equipos móviles y dispositivos de consumo. No obstante, las baterías de vanadio cuentan con más atractivos que resaltar. Tienen gran escalabilidad, ya que al estar separados los depósitos de electrolito del resto de la batería, resulta fácil ir añadiendo tanques a medida que aumentan las necesidades de suministro energético de la aplicación.

Otra ventaja interesante es que son muy robustas y resistentes. Pueden soportar sobrecargas elevadas (400% del nominal durante 10 segundos, por ejemplo) y presentan una buena respuesta frente a variaciones sensibles a la carga de la red que alimentan. Incluso pueden llegar a descargar al 100% de su capacidad sin sufrir daños relevantes.Con estas características tan singulares, el principal mercado para estas baterías se orienta hacia el back-up en redes eléctricas, especialmente las que utilizan fuentes de energía que puedan fluctuar en función de las condiciones externas, como la eólica o la solar.

Figura 2. Comparación de la resistencia en número de ciclos de descarga durante la vida operativa de una batería de vanadio versus una de litio (VRB Energy)

Hasta aquí hemos enumerado algunas ventajas técnicas. ¡Pero hay más! Para un proyecto, desde el punto de vista financiero, tienen un atractivo singular. Aunque el vanadio es un material caro, se considera que los tanques de electrolito tiene una vida útil superior a los 20 años, lo que permite ofrecer operaciones de contratos de leasing a los usuarios de VRB; la clave reside en que al final del periodo del contrato, ese activo mantiene un valor residual interesante. El vanadio puede volverse a reutilizar o bien reciclarse, por lo que es viable volver a colocarlo en el mercado, ya sea como materia primera o activo.

En escenarios de proyectos con suficiente magnitud económica, en la que una VRB se utiliza en aplicación de salvaguarda de red o a modo de UPS en una planta específica, el cliente final puede beneficiarse de esta interesante ventaja financiera, a diferencia de otro tipo de baterías sin valor residual financiero.

Actualmente, se están desarrollando varios proyectos de grandes baterías. Por ejemplo, en Dalian (China) ya se está construyendo la que será la batería más grande del mundo, con una capacidad de hasta 200 MW (800 MWh), casi el doble de la instalada en Australia por Tesla el pasado diciembre de 2017 (con tecnología de litio). Con estos mimbres, no es difícil prever que ese record de capacidad será batido varias veces en un futuro cercano. También hemos de comentar que la tecnología VRB va evolucionando y se desarrollan baterías híbridas que, además del vanadio, incorporan litio o bromo, con tal de mejorar algunas de sus características, como su tamaño y tiempo de carga.

Figura 3. Aspecto que tendrá la instalación de la batería más grande del mundo de 200M (Vanadium World)

Desde el punto de vista del inversor que desea posicionarse en vanadio, actualmente no tiene muchas opciones. Grandes compañías mineras como Glencore, por ejemplo, lo producen, pero es una parte insignificante de su negocio. Ciertos fabricantes de baterías de vanadio, como VRB Energy, no cotizan en bolsa. No obstante, una alternativa de inversión con exposición parcial a este activo, es la compañía canadiense Largo Resources, que dispone de una mina de vanadio en Brasil. En cierto sentido, puede considerarse como un proveedor con actividad económica muy correlacionada con este mineral, aunque también produce platino, tungsteno y molibdeno.