¿Electricidad de la basura? ¿Incineración sin carbono? Toyota Chemical Engineering trabaja por un futuro descarbonizado
Las sustancias negras empaquetadas en botellas de vidrio en la imagen de arriba nacieron de las piezas del automóvil en la imagen de abajo mediante un proceso conocido como “reciclaje especial”.
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Se trata de baterías de coches híbridos y eléctricos modernos. A la izquierda hay una batería de hidruro metálico de níquel (NiMH) utilizada hasta el Prius de tercera generación; en el medio hay una batería de iones de litio utilizada en otros automóviles híbridos y a la derecha hay una batería de iones de litio de un bZ4X.
Aunque la mayoría de la gente nunca tiene la oportunidad de ver este tipo de baterías, deshacerse de ellas cuando los automóviles llegan al final de su vida útil se está convirtiendo en un problema grave.
Otros problemas acompañan la creciente adopción de vehículos electrificados en los últimos años, como la obtención de metales raros necesarios para sus baterías, como el cobalto o el litio. Las reservas de estos recursos minerales son limitadas y la minería no planificada puede provocar el agotamiento de los recursos.
Para evitarlo, países de todo el mundo están promoviendo el reciclaje para recuperar esos materiales. En Europa, las regulaciones que exigen que los fabricantes de baterías utilicen una proporción fija de metales raros recuperados de baterías gastadas entrarán en vigor en 2031.
HACIA EL CARBONO CERO, DESDE LA FABRICACIÓN HASTA EL RECICLAJE
Los electrodos de las baterías contienen muchos recursos valiosos como cobalto, litio y níquel.
Sin embargo, los métodos de reciclaje actuales comienzan arrojando las baterías gastadas a un incinerador y luego recolectando los metales raros que quedan después de la quema.
Sin embargo, ese método reduce la cantidad de materiales recuperados y libera una enorme cantidad de CO2, lo que tiene un gran impacto ambiental.
Avanzar hacia la neutralidad de carbono requerirá hacer visibles todas las emisiones de todo el ciclo de vida, desde la fabricación hasta el desmantelamiento y el reciclaje, y reducirlas.
Como un paso importante hacia eso, Toyota ha estado realizando pruebas de verificación sobre el reciclaje de baterías sin quemarlas. Este proyecto no es muy conocido ni siquiera dentro de la empresa. Entramos en escena en esta base esencial pero desconocida.
LOGRAR EL RECICLAJE SIN INCINERACIÓN
La directora de Sostenibilidad, Yumi Otsuka, dice que necesitamos una sociedad orientada al reciclaje donde no se requiera la incineración.
Es bien reconocida la necesidad de una economía circular para resolver el cambio climático y la biodiversidad.
Para hacerlo realidad, hemos puesto en marcha un sistema que permite la trazabilidad desde la producción hasta la eliminación. Sin embargo, no podemos crear una economía circular simplemente creando ese sistema.
También necesitamos tecnología y conocimientos para lograr la circularidad. Allí, Toyota tiene un socio poderoso en Toyota Chemical Engineering.
Entonces, ¿qué tipo de empresa es este poderoso socio, Toyota Chemical Engineering? Para averiguarlo, nos dirigimos a Handa, en la prefectura de Aichi.
La empresa de procesamiento de residuos industriales trabajó con Toyota en 2010 para establecer la primera tecnología de reciclaje de baterías NiMH del mundo. Desde entonces, ha estado recolectando y reciclando baterías gastadas de vehículos eléctricos híbridos (HEV) de Toyota en Japón.
Hasta ahora, Toyota ha reciclado baterías mediante técnicas de incineración convencionales.
Sin embargo, en el otoño de 2023, Toyota y Toyota Chemical Engineering asumieron el desafío de reciclar baterías sin quemarlas para encontrar una tecnología de reciclaje con menores emisiones.
Esta planta de pruebas supone el primer paso en el camino hacia la transformación de baterías gastadas en baterías nuevas. Afirman que en su interior existe un método para recuperar de forma segura materiales de baterías de automóviles gastadas sin incineración.
l proceso comienza cuando las baterías
GASTADAS SE TRANSFIEREN AL EQUIPO
Las baterías están llenas de una solución electrolítica para permitir un movimiento más fácil de iones positivos y negativos para la carga y descarga de electricidad. Sin embargo, este líquido es muy inflamable y su mala manipulación conlleva riesgo de incendio.
Para eliminar ese riesgo, la instalación puede destilar y extraer el fluido electrolítico. Esa técnica no se utiliza en el reciclaje convencional, lo que significa que las baterías tuvieron que ser incineradas con el fluido en su lugar.
Una vez extraído el líquido, las células se trituran. Luego, la instalación clasifica y recupera los recursos, como grandes piezas que contienen aluminio y hierro o un polvo llamado “masa negra” que contiene abundantes metales raros.
Los trozos y polvos seleccionados se transportan a empresas colaboradoras y se transforman en materiales para baterías nuevas.
Se trata del reciclaje de baterías sin quemarlas, que no sólo reduce las emisiones de CO2 sino que mejora las tasas de recuperación. Los empleados de Toyota dijeron lo siguiente sobre la tecnología:
Keisuke Isomura, Subgerente, División de Asuntos Ambientales y Gestión de Ingeniería: En la eliminación convencional de baterías en Japón, primero se quema la batería, liberando CO2. Estamos trabajando en el desarrollo y verificación de métodos de eliminación de bajas emisiones para los objetivos de Toyota de establecer una economía circular y lograr la neutralidad de carbono.
Kenichiro Muramatsu, División de Desarrollo de Materias Primas: Hemos combinado la tecnología que desarrollamos para desintoxicar las baterías sin quemarlas con la tecnología de reciclaje existente. No sólo contribuirá a la neutralidad de carbono, sino que también permitirá clasificar y recuperar materiales que no podemos obtener mediante la incineración convencional, lo que aumentará drásticamente las tasas de recuperación. Es un paso hacia la consecución de una economía circular.
El CSO Otsuka, que recorrió la planta de prueba, destacó que ser consciente del medio ambiente no significa imponer límites.
Otsuka: Asumir nuevos desafíos tiene un costo. Pero es importante no obsesionarse con ese costo.
Por ejemplo, tomemos nuestro servicio de suscripción de automóviles, KINTO. Dado que nosotros mismos gestionamos los coches, es más fácil garantizar la recuperación y el reciclaje de las piezas y materiales. También ofrece un punto de contacto continuo con los clientes, lo que nos brinda más oportunidades de ofrecerles nuevos valores, como actualizaciones y personalización.
La demanda de circularidad para reducir el impacto ambiental también ofrecerá nuevas oportunidades de negocio.
Toyota ha trabajado en conjunto con Toyota Chemical Engineering en este revolucionario intento de reciclaje de baterías. Este último aspira a convertirse en líder en la industria medioambiental y también trabaja en el desarrollo de otras tecnologías.
Debatirlas ofrece una idea sorprendente tras otra, como producir electricidad a partir de agua y basura, o eliminar residuos industriales mediante incineración sin liberar CO2 a la atmósfera.
El sueño de la empresa de crear una economía circular está en el centro de todas estas tecnologías, incluido el reciclaje de baterías.
La basura se está convirtiendo en un recurso sin emitir carbono… ¿Podría ser esto en nuestro futuro?
CREANDO ELECTRICIDAD A PARTIR DE AGUA Y BASURA
Toyota Chemical Engineering se fundó en 1973, una época en la que la contaminación provocada por el rápido crecimiento económico de Japón se estaba convirtiendo en un problema.
Las raíces de la empresa se encuentran en el deseo de procesar de forma segura los residuos industriales y proteger el medio ambiente y la población local de Japón de la contaminación. A partir de ese deseo, la empresa estableció un sistema que no sólo desintoxica los desechos industriales sino que también recicla y recupera las aguas residuales de la fábrica para su reutilización en las instalaciones.
Ahora, está desarrollando varias técnicas para avanzar hacia la descarbonización, así como un método para utilizar el poder del agua para generar electricidad a partir de basura sin quemarla.
Nos mostraron un equipo con una tapa grande llamado “procesador hidrotermal”.
¿QUÉ HAY DENTRO?
Algunas loncheras caducadas. ¿Cómo se pueden utilizar para generar electricidad? Pedimos una manifestación
Desde la tolva situada en la parte superior, no sólo echan loncheras, sino también aserrín, papel triturado y otros tipos de basura. Procesa la basura hasta convertirla en líquido utilizando agua a alta temperatura y alta presión. En pocas palabras, es una olla a presión enorme.
Luego, lo bombean a un recipiente de fermentación de metano. Allí, utilizan el poder de los microorganismos para fermentarlo y convertirlo en un gas que comprende principalmente metano. Lo utilizan como combustible para generar electricidad para la planta.
INCINERACIÓN SIUN EMISIONES C02
La actividad principal de Toyota Chemical Engineering es la eliminación adecuada de residuos industriales. En el año fiscal 2022, la empresa eliminó 127.432 toneladas métricas de residuos, desde cenizas hasta plásticos, desde aceites usados hasta residuos médicos.
Aceptar cualquier tipo de residuo y eliminarlo de forma segura exige cierta incineración.
Sin embargo, esto inevitablemente resulta en emisiones de CO2. Toyota Chemical Engineering aborda este dilema al que debe enfrentarse toda empresa de eliminación de residuos industriales.
Eliminación segura y reducción de emisiones de carbono.
Para hacer ambas cosas realidad, la empresa está trabajando en capturar el CO2 emitido durante la incineración.
El calor residual de la incineración se utiliza para generar electricidad equivalente al consumo anual de aproximadamente 3.000 hogares, que luego se utiliza dentro de la planta.
La empresa también captura CO2, lo fija y lo convierte en un recurso sin liberarlo a la atmósfera.
La dedicación de toda la empresa de Toyota Chemical Engineering al desarrollo de estas tecnologías para lograr la neutralidad de carbono y una economía circular se basa en el deseo de “hacer algo por alguien más”.
Yoshihiro Hayashi, presidente de Ingeniería Química de Toyota: Las raíces de nuestra empresa están en la protección del medio ambiente y de la población local de la contaminación, y ahora nuestro mayor enemigo es el CO2.
Hasta ahora, nuestro proceso más valorado era desintoxicarnos mediante la quema, pero en el futuro ese no será el caso. Y en Japón, donde los recursos son escasos, la recuperación de recursos también es muy importante.
Tengo nietos y quiero dejar un entorno aún mejor para los niños del futuro. Por eso sigo afrontando estos desafíos con la mirada puesta en el futuro dentro de 20 o 30 años.
Toyota Chemical Engineering merece mayor atención por estos esfuerzos continuos para enfrentar problemas sociales urgentes a través de tecnología innovadora.