Sostenibilidad
Níquel Verde: Impulsando el Futuro de la Energía Limpia
El mundo está actualmente atravesando una transición hacia la energía verde y las baterías están desempeñando un papel clave en este proceso. Como componentes cruciales en diversas tecnologías modernas, las baterías recargables están impulsando todo, desde teléfonos inteligentes y portátiles hasta vehículos eléctricos (EV) y sistemas de almacenamiento de energía.
Entre los tipos de baterías, baterías de iones de litio son las más populares y ampliamente utilizadas. Un ingrediente clave de estas baterías es el níquel (Ni), el quinto elemento más común en nuestro planeta.
No solo se encuentra extensamente en la corteza y el núcleo de la Tierra, sino que también es un elemento común en meteoritos, junto con el hierro. Presente de forma natural en el suelo y el agua, el níquel es un nutriente esencial para las plantas.
El níquel posee muchas propiedades físicas y químicas sobresalientes, lo que lo hace esencial en cientos de miles de productos. Estas incluyen un alto punto de fusión de 1453 °C, resistencia a la corrosión y oxidación, alta maleabilidad, reciclabilidad y propiedades magnéticas a temperatura ambiente.
También se alea fácilmente, sobre todo con cromo y otros metales, para producir aceros inoxidables y resistentes al calor.
Utilizado en 1,97 millones de toneladas de acero inoxidable y 210 kilotoneladas de aleaciones no ferrosas cada año, el níquel se ha convertido en un elemento altamente estratégico y difícil de reemplazar. Estas aplicaciones mejoran la longevidad del producto y la eficiencia del motor, respectivamente, contribuyendo así a la sostenibilidad.
Mientras que el acero inoxidable representa la mayor parte (65 %) de los usos del níquel, las baterías son el segundo uso más grande con un 16 %.
El níquel se utiliza en las baterías para ofrecer mayor densidad energética y mayor capacidad de almacenamiento a menor costo. Con la fabricación y adopción de vehículos eléctricos en aumento y los sistemas de almacenamiento de energía volviéndose más cruciales que nunca para equilibrar la demanda y la oferta de energía, la demanda de níquel sigue una tendencia ascendente.
En términos numéricos, el 70 % de la producción anual mundial actual de níquel, es decir, 3 millones de toneladas, se destinará al sector del acero inoxidable, mientras que se espera que otros 3 millones de toneladas de Ni sean necesarios solo para la producción de baterías para 2040. Este níquel adicional será impulsado por la descarbonización del sector del transporte mediante el uso de electrodos de batería basados en Ni en los vehículos eléctricos.
Como resultado, la demanda mundial de níquel se duplicará a 6 millones de toneladas por año.
Depósitos de Níquel Ricos en Cantidad, Complejos en Calidad
Siendo un metal relativamente abundante, el níquel se encuentra en todas partes del medio ambiente. Sin embargo, solo en cantidades traza. Siempre presente en el suelo, una mayor concentración de níquel se puede encontrar en varios minerales, incluidos óxidos, sulfuros y silicatos.
A nivel mundial, se estima que los recursos de níquel son alrededor de 350 millones de toneladas, con los principales depósitos de níquel ubicados en Australia, Indonesia, Sudáfrica, Rusia y Canadá. Estas cinco naciones juntas poseen más del 50 % de los recursos mundiales de níquel.
Aunque casi el 80 % del níquel extraído se ha producido en los últimos treinta años, las reservas del elemento aún han crecido. Esto se debe al aumento de la exploración por parte de las compañías mineras, al mejor conocimiento de nuevos depósitos en áreas remotas y a tecnologías mejoradas que permiten procesar más níquel, especialmente minerales de níquel de bajo grado.
En lo que respecta a la producción de níquel, el 60 % depende de minerales de sulfuros de alto grado con un contenido de Ni de 1,5–4 % en peso. El resto proviene de variantes de mineral de baja calidad como lateritas, que tienen un contenido medio de Ni de 1,5 % en peso. Estas se dividen a su vez en dos variantes: saprolita y limonita.
Curiosamente, las reservas de níquel en tierra están distribuidas inversamente, lo que significa que el 60 % del Ni total disponible en la naturaleza se encuentra en lateritas. Solo el 40 % del Ni se encuentra en depósitos de minerales sulfurosos, donde principalmente existe en forma de minerales ricos en níquel binarios y ternarios discretos como NiS, Ni2FeS4 y (Co,Ni)3S4.
Lo que hace que los minerales sulfurosos sean una opción preferible es su simplicidad química. Esto permite una separación eficiente de la ganga (material comercialmente sin valor que rodea o está estrechamente mezclado con el mineral deseado) de impurezas de los compuestos que contienen níquel mediante métodos tradicionales como la flotación por espuma.
Por supuesto, el problema es que las reservas de sulfuros de Ni son finitas y están disminuyendo, por lo que no pueden satisfacer la demanda mundial de níquel de rápido crecimiento. Esto crea la necesidad de producir níquel de manera sostenible a partir de lateritas de bajo grado pero abundantes.
En estos depósitos, el níquel no se encuentra como minerales discretos; más bien, está disuelto dentro de complejos silicatos de magnesio o óxidos de hierro. Esto incluye silicatos de magnesio (Mg) (es decir, saprolitas) como (Mg,Fe,Ni)3Si2O5(OH)4 y (Mg,Fe,Ni)3Si4O10(OH)2·4H2O. También reemplaza parcialmente al hierro (Fe) en la limonita, como la goetita (Fe,Ni)OOH.
La complejidad de los minerales de níquel de bajo grado, tanto en términos químicos como minerales, limita la extracción eficiente y sostenible de níquel para tecnologías verdes posteriores.
Para superar este problema fundamental, investigadores del Instituto Max Planck de Materiales Sostenibles (MPI-SusMat) han creado una técnica novedosa, libre de carbono y que ahorra energía, para extraer níquel destinado a acero inoxidable, baterías y imanes.
Costos Ambientales de la Producción Convencional de Níquel
Aunque el níquel desempeña un papel crucial en la fabricación de baterías, la producción de este elemento no es realmente amigable con el medio ambiente, como ocurre con la mayoría de la extracción y procesamiento de metales.
En el caso del níquel, su impacto negativo en el medio ambiente incluye contaminación del aire, contaminación del agua, erosión del suelo, degradación de la tierra, deforestación, residuos tóxicos, pérdida de biodiversidad y más. La producción de níquel también es un proceso intensivo en energía, lo que contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).
La producción convencional de níquel realmente emite alrededor de 20 toneladas de CO2 por tonelada de níquel. En 2019, la minería de níquel fue responsable de aproximadamente 120 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono equivalente (CO2e) a nivel mundial.
Según el estudio del MPI-SusMat, la huella total de la industria es de aproximadamente 20‑27 toneladas de CO2e por cada tonelada de níquel, lo que es más de 10 veces la del acero, que es de 2,3 toneladas de CO2e por tonelada. Por lo tanto, el níquel es un metal altamente perjudicial para el medio ambiente al extraerlo.
Las emisiones de CO2 son el principal motor del cambio climático, y si la industria de producción de níquel desea combatirlo y volverse climáticamente neutra, sus emisiones de carbono deben reducirse drásticamente.
Curiosamente, los esfuerzos mundiales para reducir las emisiones de carbono implican la tendencia de electrificación, donde el uso de combustibles fósiles está siendo reemplazado por electricidad. Sin embargo, este cambio depende en gran medida del níquel, lo que reduce significativamente el impacto de las iniciativas y genera preocupaciones sobre transferir la carga ambiental a la metalurgia. Según el primer autor del estudio, Ubaid Manzoor, investigador de doctorado en MPI-SusMat:
“Si seguimos produciendo níquel de la manera convencional y lo usamos para la electrificación, solo estamos trasladando el problema en lugar de resolverlo.”
Así, con su nuevo método para producir níquel, los investigadores están ofreciendo una vía sostenible para extraer el metal de los minerales donde el plasma de hidrógeno reemplaza al carbono, haciendo el proceso libre de CO2, lo que también ahorra energía y tiempo. Cabe destacar que utiliza minerales de níquel de bajo grado, que han sido pasados por alto debido a su complejidad.
Actualmente, el procesamiento industrial de dichos minerales, concretamente la Ni‑laterita, está dictado por la estructura cristalográfica de las fases que alojan Ni y por el contenido de Ni y Fe en el mineral.
Los minerales de limonita con su bajo contenido de Ni y MgO (<4 wt% Mg) suelen procesarse mediante lixiviación ácida de alta presión (HPAL) para recuperar Ni y cobalto (Co), cuando están presentes. La demanda de energía para esto es bastante enorme, oscilando entre 230‑570 GJ por tonelada de Ni, lo que supera significativamente los 22 GJ por tonelada requeridos para el acero.
Ante este panorama preocupante, el enfoque del estudio promete una salida prometedora de las técnicas industriales convencionales. Al reemplazar los agentes reductores basados en carbono (C) y azufre (S) por hidrógeno, el estudio minimiza las emisiones directas de CO2 y dióxido de azufre (SO2).
También evita el uso de ácidos nocivos como el ácido sulfúrico (H2SO4) en HPAL y elimina la necesidad de costosos tratamientos previos y posteriores.
Una Revolución de Procesamiento de Níquel Impulsada por Hidrógeno en un Solo Paso
La investigación, respaldada por la Subvención Avanzada del Consejo Europeo de Investigación, ha sido publicada en la revista Nature. Detalla el nuevo proceso de extracción de níquel1.
Su enfoque completamente diferente es un proceso de reducción por fundición de una carga de mineral seco completa en un solo paso metalúrgico utilizando plasma de hidrógeno.
Este proceso integra la calcinación, la fundición y el refinado en un solo paso. Todas estas operaciones ocurren simultáneamente y en un solo horno. Esto permitió al equipo extraer directamente ferroníquel de alto grado, un material metálico compuesto de hierro y níquel y usado como agente de aleación, de la carga de mineral seco en un solo paso.
Con ‘un solo paso’, los investigadores se refieren a la producción de ferroníquel refinado a partir de mineral seco en un único proceso metalúrgico en comparación con la ruta RKEF. RKEF, o Horno Rotatorio‑Horno Eléctrico, es una forma de producir ferroníquel a partir de minerales de laterita de níquel. Implica tres etapas: calcinación del mineral seco, que luego se funde en un horno de arco eléctrico (EAF), y finalmente, refinado para reducir las impurezas a niveles aceptables.
En contraste, el proceso de Reducción por Fundición de Plasma de Hidrógeno (HPSR) cubre todo esto en un solo paso.
Con su enfoque, los investigadores produjeron aleaciones de ferroníquel refinado de alto grado con cinéticas de reducción rápidas. La aleación contiene impurezas mínimas gracias al control termodinámico de la atmósfera del horno, lo que permitió reducir selectivamente el níquel. Tener silicio (Si) por debajo del 0,08 % en peso, calcio (Ca) bajo el 0,09 % en peso y fósforo (P) casi 0,00 % en peso permitió la eliminación de un refinado adicional.
“Al utilizar plasma de hidrógeno y controlar los procesos termodinámicos dentro del horno de arco eléctrico, podemos descomponer la estructura compleja de los minerales en minerales de níquel de bajo grado en especies iónicas más simples, incluso sin usar catalizadores.”
– Autor correspondiente Profesor Isnaldi Souza Filho, jefe del grupo “Síntesis Sostenible de Materiales” en MPI-SusMat
Operable completamente con energía renovable, el nuevo proceso presentado reemplaza los combustibles y reductores basados en carbono por electricidad renovable e hidrógeno. De esta manera, ofrece hasta un 18 % de ahorro energético y hasta un 84 % de reducción en las emisiones de CO2.
La evidencia experimental del estudio respalda el HPSR de un solo paso como una alternativa sostenible para la producción de metales tanto a partir de óxidos como de silicatos, ampliando las opciones de materias primas a minerales de bajo costo y bajo grado.
En conjunto, este enfoque sostenible permite el uso beneficioso del níquel en tecnologías energéticas sostenibles mientras mitiga el daño ambiental causado por su producción. El mismo proceso también puede aplicarse a otro elemento clave de las baterías, el cobalto.
Cabe destacar que la ampliación del proceso para aplicaciones industriales es posible, lo que constituye el próximo paso para el equipo. Esto requerirá la implementación de arcos cortos con altas corrientes, el uso de inyección de gas o la integración de un dispositivo externo de agitación electromagnética bajo el horno. Esto garantizará que la masa no reducida alcance continuamente la interfaz de reacción, ya que solo allí ocurre la reducción de los minerales de níquel en especies iónicas más simples.
Esto puede lograrse mediante métodos industriales bien establecidos, que permiten que el nuevo método se integre en los procesos existentes.
Invertir en Níquel Verde
Tesla (TSLA ) es uno de los nombres principales que impulsa la búsqueda de fuentes de níquel más limpias. Con los vehículos eléctricos dependiendo en gran medida de baterías ricas en níquel, la compañía comenzó a asegurar el suministro de productores que se enfocan en menores emisiones y mejores estándares mineros, como las operaciones de BHP (BHP ) en Australia.
And when Tesla chooses greener nickel, it influences how the rest of the industry thinks about sourcing, which is why it plays such a central role in this space.
Tesla (TSLA )
During the company’s Q2 2020 Earnings Call, Musk urged miners to invest in “environmentally-friendly nickel mining at high volume” in preparation for the increase in EV production over the next few years.
En 2022, firmó un acuerdo con la compañía de metales Talon (TSX:TLO) para suministrarle níquel de su proyecto de alto grado Tamarack en Minnesota. La asociación ha sido “para la producción responsable de materiales de batería directamente de la mina al cátodo de la batería”, dijo el CEO de Talon, Henri van Rooyen, señalando que la compañía tiene la “huella de CO2 incorporada más baja de la industria”.
Mientras tanto, Tesla elogió el enfoque innovador de Talon para el descubrimiento, desarrollo y producción de materiales de batería, que incluye el almacenamiento permanente de carbono y la exploración de nuevas extracciones de materiales.
Ese mismo año, Tesla también firmó un contrato a largo plazo con Vale para suministrarle níquel bajo en carbono de sus operaciones en Canadá.
Incluso antes de estos, Tesla se asoció con el grupo BHP, con capitalización de mercado de 127,7 mil millones de dólares y con sede en Australia, que está involucrado en la producción de níquel bajo en carbono para vehículos eléctricos, para mejorar la resiliencia de la cadena de suministro de baterías y reducir las emisiones de carbono.
A finales del año pasado, BHP comenzó la construcción de sistemas solares y de almacenamiento de energía con baterías fuera de la red para alimentar sus operaciones Nickel West Mount Kit y Leinster, que suministrarán el elemento a Tesla.
El proyecto es “el primer proyecto de energía renovable a gran escala fuera de la red de BHP en nuestras operaciones globales y, significativamente, eliminará el equivalente a hasta 23 000 automóviles con motor de combustión de la carretera cada año, apoyando nuestros objetivos de reducción de gases de efecto invernadero”, dijo la presidenta de activos de BHP Nickel West, Jessica Farrell.
En cuanto al desempeño del mercado de Tesla, sus acciones se cotizan actualmente a $340,20, aún con una caída de casi el 14 % este año, después de una recuperación desde el mínimo de $217,80 registrado el mes pasado. Esta recuperación ha hecho que las acciones de TSLA avancen lentamente hacia el máximo histórico (ATH) de casi $484 alcanzado en diciembre de 2024.
(TSLA )
Ahora, la capitalización de mercado de Tesla supera finalmente los $1 billón ($1,2 billones exactamente) mientras que su BPA (TTM) es 1,82 y su PER (TTM) es 191,36.
Mientras tanto, los resultados financieros del primer trimestre de 2025 muestran una disminución del 9 % en los ingresos respecto al año anterior, alcanzando $21,3 mil millones. Se registró una caída considerable del 20 % en sus ingresos automotrices, a $14 mil millones, mientras que los ingresos por créditos aumentaron un 37,7 % a $595 millones, y los ingresos por generación y almacenamiento de energía se dispararon un sólido 67 % a $2,73 mil millones.
Además, se observó una caída en la utilidad neta a $409 millones, o 12 centavos por acción, mientras que el ingreso operativo bajó a $400 millones, resultando en un margen operativo del 2,1 %.
Además de los incentivos de venta y los precios promedio más bajos, la disminución se ha atribuido a la necesidad de actualizar las líneas en sus fábricas para comenzar a producir versiones renovadas del SUV Model Y.
Durante este período, Tesla produjo poco más de 362 000 vehículos y entregó ligeramente más de 336 000 vehículos. “Aunque el cambio de líneas del Model Y en las cuatro fábricas provocó la pérdida de varias semanas de producción en el Q1, el aumento del nuevo Model Y continúa bien”, señaló la compañía en su comunicado de prensa.
Tesla también desplegó 10,4 GWh de productos de almacenamiento de energía en el Q1 de 2025. La compañía ha señalado que el crecimiento de la infraestructura de IA está “creando una oportunidad desproporcionada” para que este segmento estabilice la red.
En su presentación para accionistas, el fabricante advirtió a los inversores sobre la “incertidumbre” en los mercados debido a la rápida evolución de la política comercial que afecta negativamente a las costas y la cadena de suministro. Tesla espera que la “dinámica” y el “cambio de sentimiento político” tengan un impacto en la demanda de sus productos a corto plazo.
En medio de esto, Tesla enfrenta competencia de los competidores chinos de menor costo en el mercado de vehículos eléctricos y de Waymo de Alphabet (GOOG ) en el sector de robotaxis.
Conclusión
El níquel es una base de la transición hacia la energía limpia, pero sus métodos tradicionales de extracción dañan el medio ambiente y socavan los propios objetivos que ayuda a alcanzar.
En este contexto, innovaciones como la fundición por plasma de hidrógeno ofrecen una vía prometedora para descarbonizar la producción de níquel. Este enfoque de producción de níquel verde del MPI-SusMat también abre la puerta a una electrificación más sostenible del sector del transporte. Sin mencionar que la aleación de níquel creada a partir de mineral de bajo grado puede usarse directamente en la producción de acero inoxidable y, tras una mayor refinación, como material de electrodo en baterías. Incluso los desechos (escoria) producidos durante el proceso pueden proporcionar un recurso valioso para la industria de la construcción.
Así, el nuevo proceso de producción de níquel sostenible ofrece un potencial significativo para escalar y avanzar en los vehículos eléctricos y el almacenamiento en la red, ¡prometiendo un futuro más verde!
Estudios Referenciados:
1. Manzoor, U., Mujica Roncery, L., Raabe, D., & Souza Filho, I. R. (2025). Níquel sostenible habilitado por reducción basada en hidrógeno. Nature, 641(8062), 365–373. https://doi.org/10.1038/s41586-025-08901-7
