El reto de las materias primas: Cómo el sector metalúrgico y minero estará en el centro de la transición energética

A medida que el mundo se prepara para la neutralidad cero neto (net zero), la demanda de materias primas se dispara. La transición energética presenta retos únicos para las empresas metalúrgicas y mineras, que tendrán que innovar y reconstruir su agenda de crecimiento.

La transición a una economía cero neto será intensiva en metales. A medida que avanza el cambio hacia tecnologías más limpias, el sector metalúrgico y minero será puesto a prueba: tendrá que proporcionar las enormes cantidades de materias primas necesarias para la transición energética. Dado que la metalurgía y la minería son un sector de largo plazo y muy intensivo en capital, las alzas de precios y los cuellos de botella serán inevitables, ya que la demanda supera a la oferta y la volatilidad de los precios crea incertidumbre en torno a las grandes inversiones de capital iniciales necesarias para la producción. La oferta, la demanda y la fijación de precios se interrelacionarán en diferentes materias primas, lo que dará lugar a bucles de retroalimentación seguidos de una combinación de cambios tecnológicos, destrucción de la demanda y sustitución de materiales. Se espera que las empresas metalúrgicas y mineras crezcan más rápido —y de forma más limpia— que nunca. Al mismo tiempo, los sectores de usuarios finales deberán tener en cuenta las posibles limitaciones de recursos en el desarrollo tecnológico y los planes de crecimiento.

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Al final de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático de noviembre de 2021 (COP26), quedó claro que el impulso había cambiado. Los compromisos climáticos hechos en Glasgow han afianzado el objetivo de cero neto de reducción de las emisiones mundiales de carbono (destinado a evitar que el planeta se caliente más de 1.5 ºC) como principio básico para las empresas. Al mismo tiempo, se puso de manifiesto otra realidad: los compromisos de cero neto están superando la formación de cadenas de suministro, mecanismos de mercado, modelos de financiamiento y otras soluciones y estructuras necesarias para allanar el camino de la descarbonización del mundo. Incluso, mientras continúa el debate sobre si la conferencia logró lo suficiente, es evidente que la próxima década será decisiva para la descarbonización de la economía. Aunque todos los sectores de la economía global se enfrentan a presiones comunes —como las exigencias de las partes interesadas (stakeholders) y los inversionistas para que descarbonicen sus propias operaciones—, las compañías mineras y metalúrgicas se enfrentan a un desafío especial: suministrar los insumos críticos necesarios para impulsar la enorme transición tecnológica que se avecina.

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Las materias primas estarán en el centro de los esfuerzos de descarbonización y electrificación de la economía, a medida que pasemos de los combustibles fósiles a la generación de energía eólica y solar, a los vehículos eléctricos (VE) basados en baterías y celdas de combustible, y a la producción de hidrógeno. Así como hay varias trayectorias posibles que la economía mundial puede seguir para alcanzar su objetivo de limitar el calentamiento a 1.5 ºC, existen las correspondientes combinaciones tecnológicas que involucran diferentes combinaciones de materias primas con sus propias implicaciones. Sea cual fuere la vía de descarbonización que sigamos, se producirán cambios fundamentales en la demanda, que modificarán el sector metalúrgico y minero tal y como lo conocemos, creando nuevas fuentes de valor y reduciendo otras.

Las necesidades de suministro adicional provendrán no solo de materias primas de volumen relativamente grande —por ejemplo, el cobre para la electrificación y el níquel para las baterías de los VE, cuya demanda se espera que aumente de forma considerable más allá de sus aplicaciones actuales—, sino también de materias primas relativamente especializadas, como el litio y el cobalto para las baterías, el telurio para los paneles solares y el neodimio para los imanes permanentes utilizados tanto en la generación de energía eólica como en los VE (Gráfica 1). Algunas materias primas —sobre todo el acero— también desempeñarán un papel facilitador para las tecnologías que requieren infraestructuras adicionales.

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El ritmo de transición requerido implica que la disponibilidad de ciertas materias primas deberá incrementarse en un plazo relativamente corto —y, en ciertos casos, en volúmenes por lo menos diez veces más grandes que el tamaño actual del mercado—, para evitar la escasez y mantener competitivos los costos de las nuevas tecnologías (véase el recuadro “Metales de tierras raras”).

El crecimiento económico, el desarrollo tecnológico y la intensidad de los materiales como motores del crecimiento de la demanda

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El transporte terrestre y la generación de energía son ejemplos de sectores relativamente avanzados en cuanto a su preparación tecnológica para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Sin embargo, la construcción de una economía baja en carbono y la reducción de la intensidad de las emisiones en estos sectores requerirán un uso intensivo de materiales (Gráfica 2). Por ejemplo, la generación de un teravatio-hora 1 de electricidad a partir de la energía solar y eólica podría consumir, respectivamente, un 300 por ciento y un 200 por ciento más de metales 2 que la generación del mismo número de teravatios-hora a partir de una central eléctrica de gas, sobre una base equivalente al cobre, 3 mientras se sigue reduciendo drásticamente la intensidad de las emisiones del sector, incluso cuando se tienen en cuenta las emisiones relacionadas con la producción de materiales. 4 (Véase el recuadro "Suministro minero y producción de paneles solares" para saber más sobre cómo el suministro de una materia prima esencial es actualmente limitado). Del mismo modo, la producción de vehículos eléctricos con baterías o celdas de combustible será más intensiva en materiales que la construcción de un vehículo con motor de combustión interna (MCI).

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Cuando se construye una nueva capacidad de generación de energía o se producen nuevos vehículos, hay otros factores, además de la intensidad de los materiales, que influyen en la huella de carbono de cada tecnología. 5 En primer lugar, están las emisiones derivadas del uso de la tecnología a lo largo de su ciclo de vida (como la quema de combustibles fósiles en la generación de energía o el uso de electricidad para el funcionamiento de un VE de batería). En segundo lugar, la intensidad de las emisiones de cada tecnología dependerá, en cierta medida, de la elección del material (por ejemplo, acero frente a aluminio en el caso de los vehículos). En tercer lugar, incluso cuando se usa el mismo material, la elección del proveedor puede suponer una diferencia significativa, ya que la huella de carbono de la misma materia prima puede variar mucho en función de su origen. Por último, cada sector tendrá sus propias especificidades. En el caso de la generación de energía, la capacidad renovable tiene factores de capacidad más bajos que la capacidad basada en los combustibles fósiles. Por ello, se necesita más capacidad de generación y, por lo tanto, más metales para generar la misma cantidad de electricidad. En el caso del transporte terrestre, el kilometraje promedio de las diferentes cadenas cinemáticas (powertrains) también podría influir (por ejemplo, si los VE de batería y de celdas de combustible tuvieran que recorrer distancias más largas a lo largo de su vida útil en comparación con los motores de combustión interna).

¿Con qué rapidez puede reaccionar la oferta?

De cara al futuro, en un escenario en el que los materiales se requieren a niveles de crecimiento constante para satisfacer las necesidades en evolución, pero los mercados no se adaptan a las diferentes combinaciones tecnológicas 6 y a las intensidades de los materiales a lo largo del tiempo, surgiría una hipotética escasez de materias primas, ya que se espera que la demanda crezca significativamente más rápido que la oferta. En el escenario presentado en la Gráfica 3, el suministro de minas de litio, por ejemplo, tendría que multiplicarse por siete en comparación con el crecimiento actual. Mientras tanto, los metales con menor oferta minera (como el telurio) tendrían que mostrar un crecimiento aún más rápido, por lo que son los principales candidatos a la sustitución e innovación tecnológica necesarias. Otros metales, como el cobre y el níquel, también tendrían que experimentar un crecimiento acelerado de suministro en comparación con lo observado en el pasado. Aunque el crecimiento requerido en estos metales puede parecer menos ambicioso, debe considerarse en relación con las industrias de escala significativamente mayor que los rodean, así como el importante capital requerido, las condiciones geológicas cada vez más desafiantes (como depósitos más pequeños y grados más bajos), los largos plazos de entrega y la creciente complejidad del procesamiento. Solo en el caso del cobre y el níquel, estimamos que para satisfacer un crecimiento de la demanda del orden de la magnitud que se muestra en la Gráfica 3 se necesitarían entre $250,000 y $350,000 millones de dólares de gastos de capital acumulados para 2030, tanto para crecer como para sustituir el agotamiento de la capacidad actual.

A pesar de la existencia de una cartera de proyectos relativamente amplia para aumentar la oferta de algunas de estas materias primas, y de los esfuerzos por reducir los costos de capital y de operación asociados a algunas de ellas (como la extracción directa de litio), la tarea no es trivial. De hecho, en el escenario presentado en la Gráfica 3, podríamos ver que la demanda de cobre y níquel supera a la oferta entre cinco y ocho millones y entre 700,000 y un millón de toneladas métricas, respectivamente. Por ello, será necesario incentivar el crecimiento de la oferta.

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Incentivos de precios

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Así pues, aunque no haya necesariamente escasez de recursos físicos para algunas de estas materias primas en la corteza terrestre, y reconociendo que los materiales reciclados desempeñarán un papel cada vez más importante en la descarbonización en el futuro, la trayectoria hacia la disponibilidad de materiales no será lineal. Esperamos que haya escasez de materiales, alzas de precios y, dada la incapacidad de la oferta para reaccionar rápidamente, la necesidad de innovación tecnológica y la sustitución de ciertos metales (posiblemente a expensas del rendimiento y el costo de la aplicación de uso final). Mientras que las necesidades de materias primas crecerán exponencialmente para ciertos metales, los plazos de entrega de nuevos activos a gran escala son largos (de siete a diez años) y requerirán una importante inversión de capital antes de que se vean la demanda real y los incentivos de los precios. Al mismo tiempo, con la necesidad de yacimientos cada vez más complejos (y en gran medida de menor calidad), los mineros requerirán un incentivo significativo (por ejemplo, precios del cobre constantes de más de $8,000 a $10,000 dólares por tonelada métrica y precios del níquel de más de $18,000 dólares por tonelada métrica) antes de tomar grandes decisiones de capital (véase el recuadro "Producción de níquel y baterías").

Si el sistema no tiene holgura (como existencias estratégicas y exceso de capacidad), la industria no podrá absorber el crecimiento exponencial a corto plazo (menos de cinco a siete años). Como se ha visto, por ejemplo, con la pasada reducción de la intensidad del cobalto en las baterías, habrá una combinación de desarrollo tecnológico en el lado de la oferta y de sustitución y desarrollo tecnológico a gran escala en el lado de la demanda. Se producirá la sustitución en aplicaciones no críticas y surgirán nuevas tecnologías de extracción y procesamiento. La capacidad de un sector concreto para aumentar rápidamente el suministro, así como otros factores como el desarrollo tecnológico continuo y el rendimiento, las alternativas de materiales disponibles y las implicaciones de la huella de carbono para las aplicaciones finales, por nombrar algunos, podrían influir en el alcance de la sustitución de productos básicos específicos. Así, vemos que materias primas como el telurio, con sus pequeños volúmenes y su naturaleza de subproducto, probablemente requieran sustitución, mientras que el litio, a pesar del rápido crecimiento previsto, quizás no tanto, dada la relativamente amplia cartera de proyectos y el continuo desarrollo de nuevas tecnologías de producción.

Cómo se consigue el equilibrio del mercado

A pesar de la posibilidad de escasez, como ya se ha dicho, la oferta siempre igualará a la demanda. A medida que los sectores y los países se descarbonizan, cada mercado individual de materias primas se enfrentará a equilibrios específicos de oferta y demanda. El panorama resultante no reflejará ninguna previsión específica de demanda de materias primas, incluido el escenario descrito en la Gráfica 3, sino que lo que veremos es un bucle de retroalimentación constante entre la oferta, la demanda y los precios. Creemos que las materias primas que se enfrentan a un aumento de la demanda por la transición energética seguirán una de las tres trayectorias, a medida que la demanda se acelera (Gráfica 4):

  1. La oferta responde a los precios. A medida que la demanda se acelera y los precios reaccionan, la industria es capaz de incorporar nueva oferta (por ejemplo, el litio) con relativa rapidez. En estos casos, la transición tecnológica sigue el crecimiento "esperado" en el que la materia prima no se convierte en un cuello de botella estructural, aunque haya volatilidad a corto plazo.
  2. La demanda se acelera, los precios reaccionan con fuerza y se produce la sustitución de materiales. La industria es incapaz de incorporar nueva oferta con la suficiente rapidez, y la innovación tecnológica lleva a la sustitución de materiales dentro de esa aplicación (por ejemplo, el cobalto tras un alza de precios). En estos casos, el rendimiento de la tecnología desplegada puede verse comprometido, con implicaciones para las necesidades generales, por ejemplo, las baterías de fosfato de hierro y litio (FHL) son menos densas energéticamente que las baterías de litio, níquel y manganeso (LNM). 7
  3. La demanda se acelera, los precios reaccionan con fuerza y se produce la sustitución tecnológica. En este caso, en lugar de la sustitución de materiales dentro de la aplicación, el sector del usuario final se ve obligado a cambiar su combinación de tecnologías. En este escenario, puede surgir un cuello de botella diferente. Por ejemplo, los paneles solares no basados en el telurio pueden tener un menor rendimiento, lo que puede llevar a un cambio hacia más energía eólica, añadiendo presión al neodimio.
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Hemos observado la segunda trayectoria dentro del sector de las baterías, donde hay tres fases muy distintas en el bucle de retroalimentación. Al principio, las baterías con un contenido relativamente alto de cobalto eran comunes. A medida que su adopción comenzó a acelerarse y los precios del cobalto alcanzaron los $100,000 dólares por tonelada métrica en 2018, las baterías con cátodos que contenían más níquel comenzaron a ganar cuota de mercado. Esta sustitución se vio al final como un resultado ganar-ganar para la industria, ya que conducía a un menor costo de las baterías y a una mayor densidad de energía.

Posteriormente, a medida que las baterías con alto contenido de níquel empezaron a ser más comunes, la industria comenzó a darse cuenta de la magnitud de la tarea que tenía por delante: un gran crecimiento de la demanda de níquel de clase 1 en un sector que se ha enfrentado a excesos de gastos de capital, retrasos y, en varios casos, al fracaso en la capacidad de diseño. Los precios del níquel también empezaron a subir cuando los consumidores trataron de asegurar el suministro.

En la actualidad, los productores de baterías y los fabricantes de equipos originales hablan de “opcionalidad” (optionality), con un enfoque escalonado de la tecnología de las baterías. Las baterías de FHL han empezado a ganar cuota de nuevo, mientras que también se espera que se desarrollen baterías con alto contenido de manganeso. El manganeso es una alternativa convincente, ya que su producción mundial de aproximadamente 20 millones de toneladas métricas 8 es de cuatro a cinco veces más grande que la producción de níquel y 140 veces más grande que la de cobalto. Mientras tanto, las reservas de manganeso, de 1,300 millones de toneladas métricas, son 16 veces más grandes que las de níquel y 140 veces más grandes que las de cobalto. 9

Es probable que este ciclo siga evolucionando, a medida que la tecnología de las baterías avance, se acelere su adopción y surjan posibles nuevos cuellos de botella. Y, a medida que otros sectores realicen la transición energética, se pondrá a prueba la capacidad de cada uno de los sectores de materias primas para aumentar rápidamente su producción. En la generación de energía podría ocurrir un ciclo similar, por ejemplo, con el telurio y la plata, que podrían convertirse en un cuello de botella para la producción de paneles solares; con el neodimio y el praseodimio, para los imanes permanentes basados en tierras raras que se utilizan en la generación de energía eólica; y, potencialmente, incluso con el uranio adicional necesario para la capacidad de generación nuclear adicional.

Implicaciones para los productores y los sectores de usuarios finales

La transición energética obligará a todos los sectores de la economía a adaptarse, cada uno con sus propios retos específicos.

Como proveedor de materias primas para la economía, el sector minero tendrá que crecer a un ritmo sin precedentes para permitir los cambios tecnológicos necesarios. Se espera que el sector se mueva a un ritmo más rápido, a pesar de su tradicional reputación de industria de largo plazo y muy intensiva en capital. Dado que los metales desempeñarán, sin duda, un papel crucial para mantener el planeta dentro de un escenario de calentamiento de 1.5°C, los productores de materias primas metálicas tendrán que hacer lo siguiente:

  • (Re)construir una agenda de crecimiento. En el contexto de los cambios en los conjuntos de valores de las materias primas y el reequilibrio de las carteras, el sector minero ha invertido poco durante varios años, un problema acentuado en 2020 por la pandemia de la COVID-19. Con el crecimiento esperado de la demanda, los mineros tendrán que reconstruir sus carteras de crecimiento. Esto puede adoptar múltiples formas, desde la exploración de base hasta las fusiones y adquisiciones selectivas y la creación de exposición al reciclaje. La salud financiera del sector ha mejorado significativamente desde 2015, con la reducción de las relaciones de deuda-capital y una importante generación de efectivo, aunque la salud del balance seguirá siendo una prioridad clave para la mayoría de los consejos de administración y los equipos ejecutivos, dado el carácter cíclico de los sectores.
  • Innovar para la productividad y la descarbonización de las operaciones. La innovación tecnológica será una palanca para permitir la eliminación de cuellos de botella y el crecimiento (por ejemplo, la analítica avanzada en la minería y el procesamiento), así como para facilitar la reducción de la huella de carbono en las operaciones (por ejemplo, la electrificación de la flota, la gestión del agua).
  • Integrarse en las cadenas de suministro. Debido tanto a los requisitos específicos de una serie de tecnologías descarbonizadoras como a los estrictos objetivos de reducción de la huella de carbono de los sectores de usuarios finales, una serie de metales dejarán de ser materias primas básicas. Al igual que cambiará la adquisición por parte de los sectores de usuarios finales, también lo hará el marketing y la venta de metales. Entender las especificaciones y los requisitos de los productos de los clientes y asociarse con ellos será fundamental, al igual que captar primas de calidad y ecológicas en el contexto de un equilibrio cada vez más estricto entre la oferta y la demanda. Además de poner volumen en el mercado, esta palanca ayudará a gestionar hacia abajo las emisiones de nivel 3 (Scope 3) de los productores de materias primas.

Al mismo tiempo, los consumidores de materias primas deberán tener en cuenta las posibles limitaciones de recursos en el desarrollo tecnológico y los planes de crecimiento. Las siguientes soluciones están sobre la mesa para su consideración:

  • Adaptar los planes de despliegue tecnológico. En respuesta a la volatilidad de los precios de las materias primas y a las limitaciones de suministro, las empresas tendrán que identificar y distinguir entre las limitaciones duras y las blandas en torno al despliegue de la tecnología, y luego diseñar las materias primas que puedan ser difíciles o caras de obtener.
  • Enviar señales claras de demanda y asegurar el suministro de materias primas. Señalar claramente el crecimiento, la combinación de tecnologías y las necesidades de materiales será un mecanismo importante para que los proveedores de materias primas aprueben grandes inversiones de capital. Esto se llevará a cabo (y ya lo está haciendo) de múltiples formas: desde acuerdos de compra con los productores y asociaciones con los proveedores de materias primas hasta la participación en la producción de materias primas. Sin importar la estrategia utilizada, las empresas de la cadena de suministro, como los productores de materiales catódicos activos, los fabricantes de equipos originales de VE y los productores de baterías, tendrán que asegurarse las materias primas para poder llevar a cabo planes de crecimiento agresivos, al tiempo que descarbonizan sus propias cadenas de suministro.

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