Revision as of 13:27, 28 October 2024

1 Title, abstract and keywordsReflexions sobre recursos minerals, mineria, transició i seguretat energètica: riscos i oportunitats

Joaquín A. Proenza i Cristina Villanova-de-Benavent

MinResET (Mineral Resources for the Energy Transition; Grup de Recerca Consolidat de la Generalitat de Catalunya). Departament de Mineralogia, Petrologia i Geologia Aplicada, Facultat de Ciències de la Terra, Universitat de Barcelona, C/ Martí i Franquès s/n, E–08028 Barcelona

Abstract / Resum

A la darrera Cimera del Clima (COP28) celebrada a Dubai al desembre de 2023, es menciona, per primera vegada, la urgència d’una transició energètica que abandoni el carbó, el petroli i el gas, els principals causants del canvi climàtic. Paradoxalment, el desplegament de les tecnologies energètiques amb baixes emissions de CO₂ implica un augment significatiu de la demanda de recursos minerals (no renovables). Tots els estudis disponibles indiquen que el procés de transició energètica serà possible només si existeix seguretat en les cadenes de subministrament de les anomenades “matèries primeres crítiques i/o estratègiques” (incloent elements metàl·lics, no metàl·lics, i minerals). Fins fa relativament poc temps, moltes d’aquestes matèries primeres s’extreien en quantitats limitades, però actualment s’utilitzen per a produir cel·les fotovoltaiques (bor, germani, gal·li, indi, tel·luri, seleni), aerogeneradors (terres rares, bor, niobi), bateries (liti), piles de combustible d’òxids sòlids (escandi) i motors de vehicles elèctrics (terres rares i itri). En aquest nou escenari, el sector de l’energia es converteix en el principal consumidor de minerals. D’acord amb l’Agència Internacional de l’Energia (2021), la demanda de minerals per a tecnologies energètiques més netes el 2040 es multiplicarà, com a mínim, per quatre, per tal d’assolir els objectius climàtics. El principal desafiament a curt termini és que les reserves (no els recursos) d’alguns elements i/o minerals necessaris per aquestes tecnologies energètiques, són insuficients per tal de satisfer la demanda creixent de cara al 2030. En les transicions cap a sistemes energètics més nets, el subministrament de matèries primeres crítiques comporta nous reptes de seguretat energètica. Actualment, el nivell de concentració de les operacions de processament de minerals és molt elevada. En aquest sentit, per exemple, la Xina s’ha erigit en una posició de lideratge, ja que concentra els majors volums de processament de coure, liti, níquel, cobalt i terres rares a nivell mundial. La transició energètica és necessària i improrrogable en la lluita contra el canvi climàtic, però és un desafiament complex, per al qual no hi ha solucions simples, i amb la tecnologia actual implica, sí o sí, mineria. L’accés segur i sense restriccions a les matèries primeres minerals és una preocupació creixent dels països desenvolupats (Unió Europea, Estats Units d’Amèrica, Canadà, Austràlia). En conseqüència, aquests països han decidit augmentar la producció nacional, així com teixir aliances amb altres països productors (geopolitically friendly sources), que permetin acords que promoguin la racionalització dels permisos d’exploració minera, el foment de la investigació i el desenvolupament, centrats en el subministrament de matèries primeres minerals. Al març d’aquest any, el Consell Europeu va adoptar un Reglament de Matèries Primes Fonamentals (European Critical Raw Materials Act), essent un dels seus principals objectius diversificar les importacions i reduir la dependència de països externs, principalment de la Xina, en materials que són imprescindibles per a la transició energètica. En aquest nou escenari, la Península Ibèrica, tenint en compte els abundants recursos minerals que conté, es pot convertir en una regió clau per tal de diversificar l’oferta d’elements/minerals crítics.

Keywords / Paraules clau: matèries primeres crítiques i/o estratègiques, recursos minerals, exploració minera, Península Ibèrica, transició energètica, tecnologies energètiques netes, seguretat energètica.

2 The main text

Introducció

La transició energètica és necessària i improrrogable en la lluita contra el canvi climàtic, però és un desafiament complex pel qual no hi ha solucions simples, i amb la tecnologia actual implica, sí o sí, mineria. L’energia solar o l’eòlica, per sí soles, no produeixen energia elèctrica. Són necessàries unes tecnologies (consumidores de metalls i/o minerals) que són les que tenen capacitat de produir energia elèctrica. La mineria és considerada una activitat maleïda, amb escassa o nul·la acceptació social, però paradoxalment, és imprescindible en la transició cap a un sistema energètic basat en energies renovables.

El desplegament de les tecnologies energètiques baixes en emissions de carboni implica un augment significatiu de la demanda de minerals (EC, 2023; IEA, 2022a, 2022b, 2023a, 2023b, 2024; IRENA, 2023; ETC, 2023). Tots els estudis disponibles indiquen que la transició energètica només serà possible si existeix seguretat en les cadenes de subministrament dels anomenats “minerals crítics i/o estratègics (matèries primeres minerals crítiques: MPMC (p.ex., Herrington, 2021; EC, 2023), i només serà possible si s’aconsegueix garantir l’autonomia respecte de l’accés i el processament d’aquestes MPMC (https://www.consilium.europa.eu/es/infographics/critical-raw-materials/). La seva criticitat es deu al fet que són essencials per a les tecnologies modernes, les economies i la seguretat nacional, però les seves cadenes de subministrament presenten risc d’interrupció. En el darrer informe de la Comissió Europea sobre les MPMC (EC, 2023) s’estableix un total de 34 MPMC. Fins fa poc temps, l’extracció d’aquestes era marginal, però actualment són imprescindibles per a fabricar cel·les fotovoltaiques (bor, germani, gal·li), aerogeneradors (terres rares, bor, niobi), bateries (liti), piles de combustible d’òxids sòlids (escandi) i motors de vehicles elèctrics (terres rares i itri; IRENA, 2023). De fet, en un planeta amb zero emissions netes de carboni, algunes d’aquestes MPMC seran tan importants com ho són a l’actualitat el petroli i el gas (Editorial Nature, 20/07/2023, https://www.nature.com/articles/d41586-023-02330-0).

La crua realitat és que la demanda de matèries primeres minerals continuarà creixent, encara més amb l’aparició de la intel·ligència artificial i les criptomonedes. Per tant, la indústria minera té, i tindrà, un paper rellevant per poder assolir la independència dels combustibles fòssils i la seva substitució per energies renovables. En aquest escenari, la indústria minera també està centrada en una ambiciosa transició cap a pràctiques molt més sostenibles i de major responsabilitat social amb la implementació de criteris ESG (ambientals, socials i de governança).

Aquesta contribució pretén il·lustrar el paper que tenen els recursos minerals i la indústria minera en la transició energètica, i ofereix algunes reflexions sobre els riscos i les oportunitats que existeixen en aquest nou escenari de creixent demanda de MPMC.

Demanda de minerals per a tecnologies energètiques netes: el sector de l’energia es converteix en el principal consumidor de minerals

Actualment, la política minera és política energètica, i la seguretat energètica comença amb la mineria (IEA, 2022a, 2022b, 2023a, 2023b, 2024). Així ho expressa amb gran claredat el Professor Emèrit Vaclav Smil (Universitat de Manitoba), un dels experts mundials en temes energètics: “The energy transition imposes unprecedented demands for minerals including copper and lithium, which require substantial time to locate and develop mines” (Smil, 2024).

Per exemple, les estimacions disponibles (Herrington, 2021) indiquen que, per tal de substituir la flota automobilística del Regne Unit de 31,5 milions de vehicles de motor de combustió per elèctrics, caldrien: i) 207.900 t de cobalt (el doble de la producció mundial anual), ii) 264.600 t de carbonat de liti (3/4 de la producció mundial), i iii) 7.200 t de neodimi i disprosi (producció mundial de neodimi d’un any). Reemplaçar els 1.400 milions de vehicles lleugers de motor de combustió estimats en tot el món implicaria quaranta vegades aquestes xifres (Herrington, 2021). En el cas del coure, d’acord amb Smil (2004), substituir els vehicles lleugers de gasolina i dièsel actuals per vehicles elèctrics el 2050 (estimats en 2.200 milions), requeriria entorn a 150 milions de tones de coure addicionals durant els propers 27 anys. Independentment de la precisió d’aquestes estimacions, la magnitud de la demanda de metalls que implica l’electrificació del transport permet il·lustrat el repte al qual ens enfrontem. En síntesi, la transició energètica amb les tecnologies actualment disponibles es pot percebre com una transició extractiva, en la qual deixem d’extreure carbó, petroli i gas, per extreure més metalls i/o minerals (Marzo, 2024).

La demanda de minerals per a tecnologies energètiques més netes al 2040 es multiplicarà, com a mínim, per quatre (IEA, 2021) i, en funció de l’escenari de transició energètica que es consideri, fins a sis vegades respecte de l’actual. El principal desafiament a curt termini és que les reserves (no els recursos) de diversos metalls i/o minerals són insuficients per tal de satisfer la creixent demanda pel 2030. En aquest nou escenari, el sector de l’energia es converteix en el principal consumidor de metalls i minerals. Per exemple, una planta eòlica requereix nou vegades més minerals que una central de cicle combinat de gas natural (IEA, 2023a). D’acord amb estimacions de l’IEA (2021, 2022a, 2022b), les MPMC passarien de representar un 11% del valor total del comerç internacional de matèries primeres energètiques el 2019, al 47% el 2050 (vegeu també Marzo, 2024).

Per exemple, en el cas de les terres rares (incloent els lantànids i l’itri), que són elements amb propietats fisicoquímiques imprescindibles en tecnologies associades a la producció d’energies renovables, la reducció de gasos d’efecte hivernacle, i l’eficiència energètica, la producció minera mundial va passar de 110.000 t el 2013 a 350.000 t el 2023 (USGS, 2024). En conseqüència de la creixent demanda, s’estan desenvolupant nombrosos projectes d’exploració al Canadà, als Estats Units d’Amèrica, Austràlia, Noruega, Sudàfrica, altres països africans, i a la República Dominicana.

La dependència de les tecnologies energètiques baixes en carboni de la disponibilitat de metalls i/o minerals (la denominada “maledicció verda”) implica nous desafiaments per a la seguretat energètica. Actualment, l’extracció de moltes MPMC està geogràficament més concentrada que la de petroli i gas natural. Per exemple, Austràlia i Xile produeixen més del 70% del liti, i la República Democràtica del Congo, més del 60% del cobalt (ambdós imprescindibles per les bateries d’ions de liti); la Xina produeix més del 90% del gal·li (panells solars i semiconductors); Sudàfrica produeix més del 60% del platí (electrolitzadors PEM, electròlisi de membrana polimèrica protònica, per produir hidrogen). A més, les operacions de processament de les MPMC també estan molt concentrades, per exemple, la Xina concentra els majors volums de processament de coure, liti, níquel, cobalt i terres rares.

Per altra banda, el reciclatge de matèries primeres pot ajudar a reduir aquesta dependència, però no en garanteix, per si sol, la independència. Les taxes de reciclatge varien segons el metall, depenent del procés, dels preus i de la maduresa del mercat. En alguns metalls com el wolframi i el coure, són superiors al 40%. En canvi, la taxa d’entrada de reciclatge de molts elements químics al final de la seva vida útil en diferents productes manufacturats és extremadament baixa o nul·la, inferior al 5% en el cas de les terres rares, el titani, el germani, l’estronci, l’escandi, el niobi, l’hafni, el gal·li, el bismut, el beril·li i l’arsènic. Els recursos de la tecnosfera no poden satisfer totes les necessitats, els recursos minerals del planeta seguiran sent, durant molt de temps, una font imprescindible de matèries primeres minerals.

El Reglament Europeu de Matèries Primes Fonamentals

L’accés sense restriccions a les MPMC és una preocupació creixent dels països membres, s'ha convertit en una qüestió estratègica, de sobirania industrial i de seguretat nacional per la UE. En conseqüència, s’ha decidit augmentar la producció interna per tal de garantir complir el Pacte Verd Europeu (EC, 2023), així com teixir aliances estratègiques amb països productors (“geopolitically friendly sources”) que permetin acords que promoguin la racionalització dels permisos d’exploració minera, el foment de la investigació i el desenvolupament centrats en el subministrament de MPMC. L’objectiu final és establir unes cadenes de subministrament segures que permetin garantir la transició energètica, ecològica i digital de la UE. En aquest sentit, després de només un any de tramitació, al març de 2024 es va adoptar el Reglament Europeu de Matèries Primes Fonamentals (European Critical Raw Materials Act), també conegut com a “Llei de matèries primeres fonamentals de la UE”.

Aquest reglament estableix una sèrie d’objectius per diversificar les importacions de MPMC i reduir la dependència de països externs, principalment de la Xina. Aquest acord defineix les metes següents: i) almenys el 10% de les MPMC consumides anualment a la UE hauran de ser extretes dins de les fronteres de la UE; ii) un 40% del consum anual de la UE haurà de ser processat a la UE; iii) un 25% de totes les MPMC consumides anualment a la UE hauran de procedir del reciclatge intern, i iv) no més del 65 % de cada MPMC haurà de procedir d’un únic tercer país (https://www.consilium.europa.eu/es/press/press-releases/2023/11/13/council-and-parliament-strike-provisional-deal-to-reinforce-the-supply-of-critical-raw-materials/).

El potencial miner de la Península Ibèrica

La Península Ibèrica, tenint en compte els considerables recursos minerals que conté, es pot convertir en una regió clau per diversificar l’oferta de MPMC, i pot capitalitzar aquesta oportunitat en tota la cadena de valor. Això últim és especialment important, ja que no es tracta de ser només un exportador de MPMC, sinó també desenvolupar plantes de processament de mineral i productes manufacturats (p. ex., cel·les de bateries, vehicles elèctrics). La Península Ibèrica conté importants recursos de varies MPMC, per exemple: estronci, barita, fluorita, magnesita, coure, liti, wolframi, terres rares, niobi, tàntal, antimoni, níquel i cobalt (vegeu: https://web.igme.es/PanoramaMinero/PMLin.htm).

Actualment, a Espanya, existeixen diverses mines actives en les quals s’estan extraient MPMC (p. ex., https://minasdemontevive.es/; https://www.kandelium.com/es/nuestra-empresa/nuestras-ubicaciones; https://www.minersa.com/mpd_fluorspar.php;  https://www.magnesitasnavarras.es/; https://atalayamining.com/es/; https://sandfirematsa.es/nuestras-operaciones/mina-aguas-tenidas/;  

https://www.cobrelascruces.com. També s’estan desenvolupant desenes de projectes d’exploració minera que estan en fases molt avançades (p. ex., https://es.emeritaresources.com/; https://tharsismining.com/en/;  https://mineralosfrailes.es/; https://www.panglobalresources.com/; https://www.infinitylithium.com/project/; https://mininghills.com/el-moto-tungsten-project/).

Possibilitat d’inversió en mineria: riscos i oportunitats

L’augment de la demanda de MPMC per a la descarbonització del sistema energètic obre oportunitats atractives per a noves inversions en el sector de la mineria. Les estimacions de l’Agència Internacional de l’Energia sobre noves inversions de capital fins el 2040 indiquen que, en un escenari APS (Announced Pledges Scenario), calen 590 mil milions de dòlars (IEA, 2024). En canvi, en un escenari NZE (Net Zero Emissions), el capital requerit s’acosta als 800 mil milions de dòlars. Segons l’IEA, entre totes les MPMC, la major inversió de capital fins el 2040 serà la mineria de coure (330 mil milions en APS, i 490 mil milions en NZE). En segon lloc, hi ha la mineria de níquel, amb una inversió estimada de 160 mil milions (NZE), seguida per la de liti, amb 80 mil milions (NZE).

El Reglament Europeu de MPMC estableix que els estats membres han de desenvolupar programes nacionals per a l’exploració i avaluació de recursos d’aquestes MPMC. En aquest sentit, la producció interna és imprescindible per a la transformació del sistema energètic (i de mobilitat) de la UE, condicionat pel plan REPowerEU i per la prohibició de vendre vehicles de gasolina o gasoil a partir de 2035. El reglament també contempla la reducció de la càrrega administrativa (one-stop-shop o “finestreta única”) i dels terminis de concessió dels permisos d’extracció, processament i reciclatge. També facilita avaluacions i autoritzacions ambientals àgils, sense disminuir la rigorositat dels programes de vigilància ambiental i de protecció social. A més, el Reglament incorpora projectes estratègics, dins i fora de la UE, que ofereixen finançament en condicions avantatjoses per a l’extracció i processament de MPMC. D’altra banda, la UE ha signat acords d’associació estratègics amb països que tenen grans reserves i/o recursos de MPMC (p. ex., Canadà, Ucraïna, Kazakhstan, Namíbia, Argentina, Xile).

En aquest nou escenari favorable, la inversió en exploració i desenvolupament, per renovar el portafolis de projectes, és una prioritat de les empreses mineres. Actualment, la indústria minera està immersa en un ambiciós procés de transformació, amb l’objectiu de realitzar una mineria més sostenible, amb inversions significatives per a reduir l’empremta de CO₂ en tots els processos tecnològics (des de la maquinària al front d’extracció, fins a la construcció de plantes pròpies de generació d’energia renovable).

En el cas d’Espanya, actualment, l’exploració, extracció i processament de MPMC està en línia amb diverses iniciatives, eines i polítiques nacionals i europees sobre matèries primeres. Per exemple: i) la nova Llei Europea de Matèries Primeres Fonamentals, ii) el Full de Ruta per a la gestió sostenible de les matèries primeres minerals (Ministeri per a la Transició Ecològica i el Repte Demogràfic), iii) l’Estratègia de Descarbonització a Llarg Termini, que marca el camí per a assolir la neutralitat climàtica el 2050, iv) l’Estratègia de Seguretat Nacional 2021, i v) REPowerEU.

Tanmateix, cal tenir en compte els principals reptes i riscos que enfronta la inversió en mineria. La maduració dels nous projectes miners requereix un llarg període de temps, des del descobriment del dipòsit mineral fins a l’inici de la producció pot durar de mitjana uns 16 anys. També és important tenir present que els preus de diverses MPMC (p. ex., cobalt, liti) tendeixen a ser més variables que els dels metalls base (p. ex., zinc, plom, ferro). En particular, els metalls de bateries, després de dos anys de preus molt elevats, van experimentar una forta caiguda el 2023 (un 75% en el cas del liti, i 30-45% per al cobalt, níquel, manganès i grafit; IEA, 2024).

Les empreses mineres necessitaran equilibrar els retorns de la inversió amb una major inversió en ESG (el control de l’empremta de CO₂, l’impacte ambiental i social de les empreses és, i serà, cada cop major), així com en polítiques de descarbonització i digitalització. Un altre repte molt important que hauran d’enfrontar les empreses mineres és l’obtenció de la denominada llicència social per operar, el permís de la comunitat per al desenvolupament d’un projecte miner en el seu territori. Finalment, en alguns països i/o regions, cal considerar possibles riscos geopolítics i d’altres relacionats amb condicions operatives canviants (p. ex., nacionalització de recursos i canvis imprevistos del règim de regalies mineres).

3 Bibliography

4 Acknowledgments

5 References

EC (European Commission) (2023). European Commission, Study on the Critical Raw Materials for the EU 2023 – Final Report. https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/57318397-fdd4-11ed- a05c-01aa75ed71a1

ETC (Energy Transition Commission) (2023). Material and Resource Requirements for the Energy Transition. https://www.energy-transitions.org/publications/material-and-resource-energy-transition/  

Herrington, R. (2021). Mining our green future. Nature Reviews Materials, 6, 456–458. https://doi.org/10.1038/s41578-021-00325-9

IEA (International Energy Agency) (2022a). The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions, Revised version, March 2022. https://iea.blob.core.windows.net/assets/ffd2a83b-8c30-4e9d-980a52b6d9a86fdc/TheRoleofCriticalMineralsinCleanEnergy Transitions.pdf

IEA (2022b). World Energy Outlook 2022 https://iea.blob.core.windows.net/assets/830fe099-5530-48f2-a7c1-11f35d510983/WorldEnergyOutlook 2022.pdf

IEA (2023a). Energy Technology Perspectives 2023. https://iea.blob.core.windows.net/assets/a86b480e-2b03-4e25-bae1-da1395e0b620/EnergyTechnologyPerspectives2023.pdf

IEA (2023b). Critical Minerals Market Review 2023. https://www.iea.org/reports/critical-minerals-market-review-2023  

IEA (2024). Global Critical Minerals Outlook 2024 https://www.iea.org/reports/critical-minerals-market- review-2023

IRENA (International Renewable Energy Agency) (2023). https://www.irena.org/Publications/2023/Jul/Geopolitics-of-the-Energy-Transition-Critical-Materials

Marzo, M. (2023). Transición energética y minerales críticos. Fundación Naturgy, 26 pp. https://www.fundacionnaturgy.org/publicacion/transicion-energetica-y-minerales-criticos/

Smil, V. (2024). Halfway Between Kyoto and 2050: Zero Carbon Is a Highly Unlikely Outcome. The Fraser Institute.http://www.fraserinstitute.org