20 de junio de 2023

La transición energética y los metales críticos

La transición a una economía neta cero será intensivo en metales. A medida que avanza el avance hacia tecnologías más limpias, el sector de los metales y la minería se pondrá a prueba: deberá proporcionar las grandes cantidades de materias primas necesarias para la transición energética.

Debido a que los metales y la minería son un sector que requiere mucho capital y requiere mucho tiempo de anticipación, los aumentos bruscos 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 inicial necesarias para la producción.

Surgirán interacciones de oferta, demanda y precios en diferentes productos básicos, lo que dará lugar a ciclos 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.

A fines de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP26) de noviembre de 2021, quedó claro que el impulso había cambiado. Los compromisos climáticos asumidos en Glasgow han afianzado el objetivo cero neto de reducir las emisiones globales de carbono (con el objetivo de evitar que el planeta se caliente más de 1,5 °C) como un principio fundamental para los negocios.

Al mismo tiempo, se hizo evidente otra realidad: los compromisos de cero emisiones netas están superando la formación de cadenas de suministro, mecanismos de mercado, modelos de financiación y otras soluciones y estructuras necesarias para suavizar el camino de la descarbonización del mundo.. Aunque continúa el debate sobre si la conferencia logró lo suficiente, es evidente que la próxima década será decisiva para descarbonizar la economía. Si bien todos los sectores de la economía mundial se enfrentan a presiones comunes, como las demandas de las partes interesadas y los inversores de descarbonizar sus propias operaciones, las empresas de metales y minería se han enfrentado a un desafío especial propio : suministrar los insumos críticos necesarios para impulsar la transición tecnológica masiva que se avecina. .

Las materias primas estarán en el centro de los esfuerzos de descarbonización y electrificación de la economía a medida que pasamos de los combustibles fósiles a la generación de energía eólica y solar, los vehículos eléctricos (EV) basados en baterías y celdas de combustible y la producción de hidrógeno. Así como existen varias trayectorias posibles a través de las cuales la economía global puede lograr su objetivo de limitar el calentamiento a 1,5 °C, existen combinaciones de tecnologías correspondientes que involucran diferentes combinaciones de materias primas que tienen sus propias implicaciones respectivas. Independientemente del camino de descarbonización que sigamos, habrá cambios fundamentales en la demanda, y estos cambiarán el sector de los metales y la minería tal como lo conocemos, creando nuevas fuentes de valor y reduciendo otras.

Los requisitos para el suministro adicional provendrán no solo de materias primas de volumen relativamente grande, por ejemplo, cobre para electrificación y níquel para vehículos eléctricos de batería, que se espera que experimenten un crecimiento significativo de la demanda más allá de sus aplicaciones actuales, sino también de productos básicos relativamente especializados, como litio y cobalto para baterías, telurio para paneles solares y neodimio para imanes permanentes utilizados tanto en la generación de energía eólica como en vehículos eléctricos (Anexo 1). Algunos productos básicos, en particular el acero, también desempeñarán un papel habilitador en todas las tecnologías que requieren infraestructura adicional.

Exhibición 1

Si bien el acero será crucial como habilitador de infraestructura para toda transición tecnológica, los elementos específicos desempeñarán un papel importante en cada tecnología.

El ritmo de transición requerido significa que será necesario aumentar la disponibilidad de ciertas materias primas dentro de una escala de tiempo relativamente corta y, en ciertos casos, en volúmenes diez veces o más que el tamaño actual del mercado, para evitar la escasez y mantener nuevos -Costos tecnológicos competitivos (ver recuadro «Metales de tierras raras»).

Suministro de minas y producción de paneles solares

El transporte por carretera y la generación de energía son ejemplos de sectores que están relativamente avanzados con respecto a su preparación tecnológica para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Pero construir una economía baja en carbono y reducir la intensidad de las emisiones dentro de estos sectores requerirá un uso intensivo de materiales (Gráfico 2). Por ejemplo, generar un teravatio-hora¹de la electricidad solar y eólica podría consumir, respectivamente, un 300 % y un 200 % más de metales²que generar la misma cantidad de teravatios-hora a partir de una planta de energía a gas, sobre una base equivalente de cobre,³al mismo tiempo que reduce drásticamente la intensidad de las emisiones del sector, incluso cuando se tienen en cuenta las emisiones relacionadas con la producción de materiales.⁴(Consulte la barra lateral «Suministro de minas y producción de paneles solares» para obtener más información sobre cómo el suministro de una materia prima esencial está actualmente limitado). ) vehículo.

Anexo 2

Para reducir drásticamente la intensidad de las emisiones, las tecnologías bajas en carbono requerirán una mayor intensidad de materiales.

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Al construir nueva capacidad de generación de energía o producir nuevos vehículos, otros factores además de la intensidad del material también influyen en la huella de carbono de cada tecnología.⁵En 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 hacer funcionar un vehículo eléctrico a batería). En segundo lugar, la intensidad de emisión de cada tecnología dependerá, en cierta medida, de la elección del material (por ejemplo, acero versus aluminio en el caso de los vehículos). En tercer lugar, incluso cuando se utiliza el mismo material, la elección del proveedor puede marcar una diferencia significativa, ya que la huella de carbono de un mismo producto básico puede variar mucho según su origen. Finalmente, 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 combustibles fósiles. Por tanto, se necesita más capacidad de generación y, por tanto, más metales para generar la misma cantidad de electricidad.

¿Qué tan rápido puede reaccionar la oferta?

De cara al futuro, en un escenario en el que los materiales se requieren en niveles cada vez mayores para satisfacer las necesidades cambiantes, pero los mercados no logran adaptarse a las diferentes combinaciones de tecnologías.⁶y las intensidades de los materiales a lo largo del tiempo, surgiría una escasez hipotética de materias primas, ya que se espera que la demanda crezca significativamente más rápido que la oferta. Bajo el escenario presentado en el Anexo 3, el suministro de la mina de litio, por ejemplo, necesitaría crecer alrededor de un factor de siete en comparación con el crecimiento requerido en la actualidad. Mientras tanto, los metales con un suministro minero más pequeño (como el telurio) tendrían que mostrar un crecimiento aún más rápido; como tales, estos son los principales candidatos para la sustitución requerida y la innovación tecnológica. Otros metales, como el cobre y el níquel, también necesitarían ver un crecimiento acelerado de la oferta en comparación con lo que se ha observado en el pasado. Si bien el crecimiento requerido en tales metales puede parecer menos ambicioso, esto debe considerarse en relación con las industrias de escala significativamente mayor que los rodean, así como el capital significativo requerido. condiciones geológicas cada vez más desafiantes (como depósitos más pequeños y leyes más bajas), plazos de entrega prolongados y una creciente complejidad de procesamiento involucrada. Solo para el cobre y el níquel, estimamos que satisfacer el crecimiento de la demanda del orden de magnitud que se muestra en el Anexo 3 requeriría gastos de capital acumulados de $ 250 mil millones a $ 350 mil millones para 2030, tanto para crecer como para reemplazar el agotamiento de la capacidad existente. A pesar de una cartera relativamente grande de proyectos para ampliar el suministro de algunos de estos productos básicos y los esfuerzos para reducir los costos operativos y de capital asociados con varios de ellos (como la extracción directa de litio), la tarea en cuestión no es trivial. De hecho, en el escenario presentado en el Anexo 3, podríamos ver que la demanda de cobre y níquel supera la oferta en cinco a ocho millones y entre 700 000 y un millón de toneladas métricas, respectivamente. Como tal,

Anexo 3

Si la transición tecnológica ocurriera como se espera hoy, el crecimiento del suministro de materias primas tendría que acelerarse significativamente en comparación con las tasas históricas.

Producción de níquel y pilas

Por lo tanto, si bien es posible que 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 escasez de materiales, subidas de precios y, dada la incapacidad de la oferta para reaccionar rápidamente, la necesidad de innovación tecnológica y sustitución de ciertos metales (posiblemente a expensas del rendimiento y el costo de la aplicación de uso final)

Si bien las necesidades de materias primas crecerán exponencialmente para ciertos metales, los plazos de entrega para los nuevos activos greenfield a gran escala son largos (de siete a diez años) y requerirán una inversión de capital significativa antes de que se vean los incentivos reales de la demanda y los precios. Al mismo tiempo, Con la necesidad de depósitos cada vez más complejos (y en gran parte de menor calidad), los mineros necesitarán un incentivo significativo (por ejemplo, precios constantes del cobre de más de $8,000 a $10,000 por tonelada métrica y precios del níquel de más de $18,000 por tonelada métrica) antes de tomar decisiones de gran capital. (ver recuadro “Producción de níquel y baterías”).

Sin holgura en el sistema (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 vio, por ejemplo, con la reducción anterior de la intensidad de cobalto en las baterías, se producirá una combinación de desarrollo tecnológico en el lado de la oferta y sustitución a gran escala y desarrollo tecnológico en el lado de la demanda. Habrá sustitución en aplicaciones no críticas y surgirán nuevas tecnologías de extracción y procesamiento. La capacidad de un sector individual para aumentar rápidamente la oferta, así como otros factores como el desarrollo y el rendimiento tecnológicos continuos, las alternativas de materiales disponibles y las implicaciones de la huella de carbono para las aplicaciones de uso final, por nombrar algunos, podrían afectar el alcance de la sustitución de mercancías individuales.

Por lo tanto, vemos materias primas como el telurio, con sus pequeños volúmenes y su naturaleza de subproducto, que probablemente requieran sustitución, mientras que el litio, a pesar del rápido crecimiento esperado, quizás no tanto, dada la cartera de proyectos relativamente grande y el desarrollo continuo de nueva producción. tecnologías así como otros factores, como el desarrollo y el rendimiento tecnológicos continuos, las alternativas de materiales disponibles y las implicaciones de la huella de carbono para las aplicaciones de uso final, por nombrar algunos, podrían afectar el alcance de la sustitución de productos básicos individuales. Por lo tanto, vemos materias primas como el telurio, con sus pequeños volúmenes y su naturaleza de subproducto, que probablemente requieran sustitución, mientras que el litio, a pesar del rápido crecimiento esperado, quizás no tanto, dada la cartera de proyectos relativamente grande y el desarrollo continuo de nueva producción. tecnologías

Cómo se logra el equilibrio del mercado

PERSPECTIVAS MÁS POPULARES

A pesar del potencial de escasez, como se discutió anteriormente, la oferta siempre será igual a la demanda. A medida que los sectores y países se descarbonicen, cada mercado de productos básicos individual enfrentará equilibrios específicos de oferta y demanda. La imagen resultante no reflejará ninguna demanda de materias primas pronosticada específica, incluido el escenario descrito en el Anexo 3, pero lo que veremos es un ciclo de retroalimentación constante entre la oferta, la demanda y los precios. Creemos que las materias primas que enfrentan un alza en la demanda de la transición energética seguirán una de tres trayectorias, a medida que la demanda se acelera (Gráfico 4):

La oferta responde a los precios. A medida que la demanda se acelera y los precios reaccionan, la industria puede generar nuevos suministros (por ejemplo, litio) con relativa rapidez. En tales casos, la transición tecnológica sigue el crecimiento “esperado”, donde el producto básico no se convierte en un cuello de botella estructural, incluso si hay volatilidad a corto plazo.
La demanda se acelera, los precios reaccionan con fuerza y se activa la sustitución de materiales. La industria no puede generar nuevos suministros lo suficientemente rápido y la innovación tecnológica conduce a la sustitución de materiales dentro de esa aplicación (por ejemplo, el cobalto después de un aumento de precios). En tales casos, el rendimiento de la tecnología implementada puede verse comprometido, con implicaciones para las necesidades generales, por ejemplo, las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) tienen menos densidad energética que las NMC.⁷pilas
La demanda se acelera, los precios reaccionan con fuerza y se activa la sustitución de tecnología. 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 tal escenario, puede surgir un cuello de botella diferente. Por ejemplo, los paneles solares que no están basados en telurio pueden tener un rendimiento más bajo, lo que puede conducir a un cambio hacia más energía eólica, lo que aumenta la presión sobre el neodimio.

Anexo 4

Las reacciones de la oferta, la demanda y los precios darán lugar a ciclos de retroalimentación, lo que dará como resultado reacciones de la oferta, cambios tecnológicos y sustitución de materiales.

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Hemos observado la segunda trayectoria dentro del sector de la batería, donde hay tres fases muy distintas en el circuito de retroalimentación. Inicialmente, las baterías con un contenido de cobalto relativamente alto eran comunes. A medida que la adopción comenzó a acelerarse y los precios del cobalto alcanzaron los $100 000 por tonelada métrica en 2018, las baterías con cátodos que contenían más níquel comenzaron a ganar participación. Al final, esta sustitución se vio como un resultado beneficioso para la industria, lo que llevó a menores costos de batería y una mayor densidad de energía.

Posteriormente, a medida que las baterías con alto contenido de níquel comenzaron a ser más comunes, la industria comenzó a darse cuenta de la escala de la tarea que tenía por delante: un gran crecimiento en la demanda de níquel de clase 1 en una industria que se ha enfrentado a gastos de capital excesivos, retrasos y en varios casos, falla en alcanzar la capacidad de diseño. Los precios del níquel también comenzaron a subir cuando los consumidores intentaron asegurar el suministro.

Hoy en día, los productores de baterías y los OEM hablan de la opción, con un enfoque escalonado de la tecnología de baterías. Las baterías LFP han comenzado a ganar participación nuevamente, mientras que también se espera que se desarrollen baterías con alto contenido de manganeso. El manganeso es una alternativa convincente, ya que su producción global de aproximadamente 20 millones de toneladas métricas⁸es de cuatro a cinco veces mayor que la producción de níquel y 140 veces mayor que la producción de cobalto. Mientras tanto, las reservas de manganeso de 1.300 millones de toneladas métricas son 16 veces mayores que las reservas de níquel y 140 veces mayores que las reservas de cobalto.⁹

Es probable que este ciclo siga evolucionando, a medida que avanza la tecnología de las baterías, se acelera la adopción y surgen posibles cuellos de botella nuevos. Y a medida que otros sectores hagan la transición energética, se pondrá a prueba la capacidad de los sectores de productos básicos individuales para aumentar rápidamente. Con la generación de energía, podría seguir un ciclo similar, por ejemplo, con el telurio y la plata convirtiéndose potencialmente en un cuello de botella para la producción de paneles solares; con neodimio y praseodimio, para los imanes permanentes basados en tierras raras utilizados en la generación de energía eólica; y potencialmente incluso con el uranio adicional necesario para la capacidad adicional de generación nuclear.

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 desafíos específicos.

Como proveedor de materias primas de la economía, el sector minero deberá 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 reputación tradicional como una industria altamente intensiva en capital y con un largo plazo de entrega. Dado que los metales sin duda desempeñarán un papel crucial para mantener el planeta dentro de un escenario de calentamiento de 1,5 °C, los productores de productos básicos de metales deberán emprender lo siguiente:

(Re)construir una agenda de crecimiento. En el contexto de cambios en los conjuntos de valor de las materias primas y reequilibrio de las carteras, el sector minero no ha invertido lo suficiente durante varios años, un problema acentuado en 2020 por la pandemia de COVID-19. Con el crecimiento esperado de la demanda por delante, los mineros deberán reconstruir sus carteras de crecimiento. Esto puede tomar múltiples formas, desde la exploración de base hasta fusiones y adquisiciones selectivas y la creación de exposición al reciclaje. La salud financiera del sector ha mejorado significativamente desde 2015, con índices de deuda a capital más bajos y una generación significativa de efectivo, aunque la salud del balance seguirá siendo una prioridad clave para la mayoría de las juntas y equipos ejecutivos, dada la ciclicidad de los sectores.
Innovar para la productividad y la descarbonización de las operaciones. La innovación tecnológica será una palanca importante tanto para permitir la eliminación de cuellos de botella y el crecimiento (por ejemplo, análisis avanzados en minería y procesamiento) como para facilitar la reducción de la huella de carbono en las operaciones (por ejemplo, electrificación de flotas, gestión del agua).
Incrustarse en las cadenas de suministro. Debido tanto a los requisitos específicos de una serie de tecnologías de descarbonización como a los estrictos objetivos de reducción de la huella de emisiones de los sectores de usuarios finales, una serie de metales se volverán menos mercantilizados. Así como cambiará la adquisición por parte de los sectores de usuarios finales, también cambiará la comercialización y venta de metales. Comprender las especificaciones y los requisitos de los productos de los clientes y asociarse con los consumidores será clave, al igual que capturar la calidad y las primas ecológicas en el contexto de un equilibrio entre oferta y demanda más ajustado. Además de colocar volumen en el mercado, esta palanca ayudará a gestionar las emisiones de Alcance 3 aguas abajo de los productores de materias primas.

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

Adaptar los planes de despliegue de tecnología. En respuesta a la volatilidad de los precios de las materias primas y las restricciones de suministro, las empresas deberán identificar y distinguir entre restricciones duras y blandas en torno al despliegue de tecnología, y luego diseñar materias primas que pueden ser difíciles o costosas de obtener.
Envíe señales claras de demanda y asegure el suministro de materias primas. Señalar claramente el crecimiento, la combinación de tecnologías y las necesidades de materiales será un mecanismo importante para permitir que los proveedores de materias primas aprueben grandes inversiones de capital. Esto tendrá lugar (y ya lo está haciendo) de múltiples formas: desde acuerdos de compra con productores y asociaciones con proveedores de materias primas hasta la propiedad accionaria de la producción de materias primas. Independientemente de la estrategia utilizada, las empresas a lo largo de la cadena de suministro, como los productores de materiales activos de cátodo, los OEM de vehículos eléctricos y los productores de baterías, deberán asegurar las materias primas para permitir planes de crecimiento agresivos, al tiempo que descarbonizan sus propias cadenas de suministro.

SOBRE LOS AUTORES)

Marcelo Azevedo es socio asociado en la oficina de Londres de McKinsey, Magdalena Baczynska es analista científica de investigación en la oficina de Wroclaw, Patricia Bingoto es experta en conocimiento senior en la oficina de Zurich, Greg Callaway es consultor en la oficina de Johannesburgo, Ken Hoffman es senior experto en la oficina de Nueva York, y Oliver Ramsbottom es socio en la oficina de Hong Kong.

Los autores desean agradecer a Jochen Berbner, Nicolò Campagnol, Julian Conzade, Stephan Görner, Michael Guggenheimer, Benoît Petre, Humayun Tai y Michel Van Hoey por sus contribuciones a este artículo.