Si bien el aluminio es muy apreciado por su versatilidad, resistencia, calidad y reciclabilidad, su procesamiento intensivo en energía genera alrededor del 2 % de las emisiones de origen humano.
Los miembros de la Coalición de los Primeros Impulsores del Foro Económico Mundial (FMC), creada para ayudar a descarbonizar las industrias de mayores emisiones del planeta, se han comprometido a que al menos el 10 % del aluminio primario que adquieran anualmente para 2030 se produzca mediante procesos de emisiones casi nulas.
A medida que aumenta la demanda de aluminio, alcanzar los ambiciosos objetivos de descarbonización del aluminio puede lograrse mediante un puñado de tecnologías, utilizándolas en conjunto.
El aluminio se ha descrito como un “metal milagroso”. Aunque es el metal más abundante de la corteza terrestre, la complejidad de su refinado lo hizo más preciado que la plata o el oro durante el siglo XIX. Napoleón III lo valoraba tanto que servía la comida a sus invitados más distinguidos en platos de aluminio. Hoy sigue siendo un material de alto valor, apreciado por su ligereza y versatilidad, su resistencia de grado militar, su resistencia a la corrosión y porque es infinitamente reciclable.
Entonces, ¿qué hay de malo? Pues bien, la serie de procesos intensivos en energía que convierten la bauxita en bruto en metal puro emite en promedio 16 toneladas métricas de CO2 por cada tonelada métrica de aluminio primario producido. El sector en su conjunto genera alrededor de 1.100 millones de toneladas métricas de CO2 cada año, lo que representa el 2 % de las emisiones mundiales de origen humano. Más del 60 % de estas emisiones procede de la producción de la electricidad consumida durante el proceso de fundición.
Además, se prevé que la demanda de este metal milagroso — impulsada por sectores como el transporte, la construcción, el envasado y el sector eléctrico — aumente casi un 40 % para 2030. Dos terceras partes de este crecimiento se espera que provengan de China y Asia, un motivo de preocupación, ya que el proceso de fundición de China depende en gran medida de centrales eléctricas de carbón cautivas. Sin avances en el reciclaje y la descarbonización, las emisiones del sector podrían dispararse hacia casi 2.000 millones de toneladas métricas para 2050.
Un objetivo exigente de la Coalición de los Primeros Impulsores
Un puñado de nuevas tecnologías tiene el potencial de reducir las emisiones del aluminio, pero solo las más ambiciosas cumplen el exigente objetivo de la Coalición de los Primeros Impulsores del Foro Económico Mundial (FMC), una iniciativa mundial para aprovechar el poder adquisitivo de las empresas con el fin de descarbonizar las industrias de mayores emisiones del planeta. Los miembros de la FMC se han comprometido a un objetivo según el cual al menos el 10 % del aluminio primario que adquieran anualmente para 2030 se producirá mediante procesos de emisiones casi nulas. La definición de «casi cero» es la parte difícil: emitir menos de tres toneladas métricas de CO2 por tonelada métrica de aluminio primario. Eso supone una enorme reducción de las emisiones actuales, de un 85 % o más.
Para entender cómo lograr una descarbonización tan profunda, necesitamos un recorrido rápido por el proceso de fabricación del aluminio. La bauxita es la materia prima: se extrae del suelo y se refina hasta obtener óxido de aluminio, o “alúmina”, mediante un proceso de varias fases que incluye calentarla a unos 1.000 grados Celsius. Para alcanzar esta temperatura, muchas refinerías queman combustibles fósiles en las instalaciones, lo que emite grandes cantidades de CO2 en el proceso. El segundo proceso, conocido como fundición, convierte la alúmina en aluminio metálico puro mediante electrólisis, que consume mucha electricidad y ánodos de carbono que también emiten grandes cantidades de CO2.
Las formas existentes de energía renovable —como la hidroeléctrica o la solar— nos acercarán en unos dos tercios al aluminio con cero emisiones.
Ramón Arratia, vicepresidente global y director de Sostenibilidad de Ball Corp | Nancy Gillis, responsable de programa, Acción Climática y Coalición de los Primeros Impulsores, Foro Económico Mundial
La buena noticia es que las formas existentes de energía renovable, como la hidroeléctrica o la solar, nos acercarán en unos dos tercios al aluminio con cero emisiones. Podemos usar energía limpia para las nuevas calderas y calcinadores electrificados que intervienen en el refinado de la bauxita en alúmina, y también para el proceso de fundición, intensivo en electricidad. Pero esto puede resultar caro a corto plazo. Implica trasladar las plantas a lugares con acceso a energía renovable y reacondicionar las refinerías para instalar los nuevos equipos.
Algunas tecnologías emergentes, que pueden implementarse en las plantas de aluminio existentes, pueden ayudar a reducir la brecha hacia el aluminio con cero emisiones. El proceso de fundición puede descarbonizarse por completo sustituyendo esos ánodos de carbono por ánodos inertes que emiten oxígeno en lugar de CO2. Un proceso conocido como «recompresión mecánica de vapor» permite reciclar la energía térmica necesaria para el refinado en lugar de liberarla. Y para las emisiones restantes, existen tecnologías como la captura, el uso y el almacenamiento de carbono (CCUS) para interceptar las emisiones tanto del refinado como de la fundición. Cuando algunas de estas tecnologías revolucionarias se usan en conjunto, pueden situar todo el proceso de producción de aluminio por debajo del umbral de 3 toneladas métricas de CO2 por tonelada métrica de aluminio primario.
A diferencia de la mayoría de los demás sectores de la FMC, el reciclaje puede desempeñar un papel importante en el camino hacia la descarbonización del sector del aluminio, especialmente porque el metal se considera infinitamente reciclable. El reciclaje consume alrededor del 5 % de la energía necesaria para fabricar aluminio nuevo, por lo que tiene sentido tanto comercial como medioambiental. La refusión de aluminio está muy extendida a gran escala en la actualidad, con más de 30 millones de toneladas métricas de aluminio reciclado que vuelven anualmente a nuevos productos. También puede contribuir a una transición justa, ya que la recogida, la clasificación y el reciclaje ofrecen la posibilidad de crear nuevos empleos y, al mismo tiempo, reducir la extracción de recursos naturales necesaria para respaldar la producción de aluminio primario.
En consecuencia, la FMC ha fijado un objetivo adicional para sus miembros: garantizar que al menos el 50 % del aluminio que utilicen anualmente para 2030 sea reciclado. Sin embargo, el reciclaje por sí solo no bastará para saciar la creciente sed mundial de este metal; de hecho, solo cubrirá la mitad de la demanda prevista para 2050, según la estrategia de transición alineada con 1,5 °C publicada por la Mission Possible Partnership. Por ello, lograr que la producción de aluminio primario tenga emisiones lo más cercanas posible a cero sigue siendo una prioridad máxima.
La solución tecnológica para descarbonizar el aluminio ya existe
Si bien las tecnologías para descarbonizar la producción de aluminio pueden existir en forma de prototipos, como todas las nuevas tecnologías que aún no han alcanzado escala, son caras. Comercializarlas es un desafío, y no es solo cuestión de costes; la cadena de valor del aluminio es complicada y extensa.
Tomemos, por ejemplo, una lata de cerveza, que suele estar hecha de más del 50 % de aluminio reciclado, pero que aún requiere aluminio primario. Primero se extrae la bauxita y luego se refina hasta convertirla en alúmina. A menudo, se traslada a otro lugar para fundirla y obtener aluminio puro. El metal se procesa después en discos o bobinas, que compran empresas que los troquelan para formar latas, las venden a empresas de bebidas y embotelladoras, las distribuyen a los minoristas y solo entonces llegan al consumidor. Esta larga cadena de suministro se ve agravada por el tamaño de los compradores. Mientras que el acero y el hormigón tienen grandes «compradores ancla», como los fabricantes de automóviles o las agencias de contratación pública, el aluminio lo adquieren en pequeñas cantidades muchos actores. Y todos los agentes implicados, desde la empresa minera hasta el minorista de bebidas, deben alinearse para compartir el objetivo y el coste de la descarbonización.
Ball Corporation, fabricante importante de envases de aluminio y miembro de la FMC, ha dado un primer paso para alinearse con sus socios de la cadena de valor. La empresa se ha asociado con proveedores de aluminio y con los también miembros de la FMC Novelis y Rio Tinto para crear la primera lata de bebida de bajo carbono con marcado especial de Canadá para la cerveza Corona. La lata está fabricada en parte con aluminio reciclado, junto con aluminio primario de emisiones casi nulas, refinado con energía hidroeléctrica y fundido con un tecnología de ánodo inerte libre de gases de efecto invernadero llamada Elysis.Este avance ha sido posible gracias a una colaboración sin precedentes entre dos gigantes competidores de la industria del aluminio, Alcoa y Rio Tinto, junto con una inversión de CAD$13 millones y apoyo técnico de Apple, además de una inversión adicional de CAD$80 millones cada uno por parte de los gobiernos canadiense y de Quebec. Elysis aún se encuentra en fase de prototipo, pero el equipo pretende que la tecnología esté disponible comercialmente para 2024.
Alinear la cadena de valor, a través de coaliciones como la FMC, es fundamental para los esfuerzos de descarbonización. Sin una cadena de valor alineada, las señales de demanda a los productores podrían no provocar ningún cambio. Estas coaliciones también facilitan mejores conversaciones con los gobiernos sobre una serie de temas, desde endurecer las políticas de reciclaje hasta coinvertir en investigación y desarrollo.
Cuando se usan en conjunto unas tecnologías revolucionarias, pueden situar todo el proceso de producción de aluminio por debajo del umbral de 3 toneladas métricas de CO2 por tonelada métrica de aluminio primario.
Ramón Arratia, vicepresidente global y director de Sostenibilidad de Ball Corp | Nancy Gillis, responsable de programa, Acción Climática y Coalición de los Primeros Impulsores, Foro Económico Mundial
Los gobiernos tienen un papel clave que desempeñar en el fomento de la descarbonización del refinado y la fundición del aluminio primario. Oriente Medio tiene la oportunidad de contribuir aprovechando su abundante potencial de energía solar. China muestra avances en la dirección correcta, al cerrar algunas operaciones de refinado alimentadas por carbón y abrir nuevas plantas en regiones ricas en energía hidroeléctrica. Pero los gobiernos también pueden necesitar ofrecer apoyo financiero directo al sector. Las nuevas tecnologías necesarias para descarbonizar el aluminio, incluidas las energías renovables adicionales, CCUS y el rediseño del proceso de fundición en torno a ánodos inertes, costarán alrededor de 1 billón de dólares hasta 2050, por lo que es probable que los Estados tengan que intervenir con incentivos, inversiones y medidas basadas en el mercado. La producción de materiales como el litio o el cobre, vitales para la transición baja en carbono, ya atrae subvenciones públicas. Lo mismo debe ocurrir con el aluminio, dada su función en la descarbonización de otros sectores como el transporte y la tecnología de baterías.
En Europa, el mecanismo de ajuste en frontera por carbono (CBAM) propuesto por la Unión Europea es una llamada de atención para los proveedores de aluminio que buscan exportar al mercado único. Para 2030, el CBAM podría imponer un impuesto de 100 € por tonelada métrica de CO2 contenida en los productos y materiales importados, replicando el coste del régimen de comercio de derechos de emisión (ETS) de la UE para los productores locales. En el caso de una tonelada métrica de aluminio con una huella de 16 toneladas métricas de CO2, eso podría elevar en un 60 % el coste del metal. Si bien un mecanismo así puede ayudar a que el aluminio descarbonizado compita de forma continua una vez comercializado, es posible que sea necesario el modelo de inversión pública directa en tecnologías revolucionarias para atraer financiación corporativa y reducir el riesgo de la vía de descarbonización.
El sector está en una carrera contra el tiempo para ampliar su incipiente producción de emisiones casi nulas y suministrar la oferta necesaria. Las empresas deben asumir una posición de liderazgo clara para respaldar el despliegue de las tecnologías de descarbonización profunda necesarias para alinear el sector con una trayectoria hacia cero emisiones netas en 2050. Habrá costes adicionales, pero coaliciones como la FMC ayudarán a crear la transparencia y la colaboración necesarias para afrontarlos. La tecnología está lista para hacerlo realidad, y eso merece brindar, si no con una copa, al menos con una lata de cerveza de bajo carbono.
Jonathan Walter y Andrew Alcorta contribuyeron a este artículo.
