Por qué es fundamental la "soda ash" en la cadena de producción del litio

La soda ash o carbonato de sodio se utiliza para "limpiar" la salmuera y producir carbonato de litio, que luego se destina a fabricar baterías de autos y dispositivos eléctricos. Para 2032, este insumo moverá u$s21.600 millones a nivel mundial.

Carbonato de sodio. Para lograr un grado mayor de pureza y así lograr el carbonato de litio grado batería, luego del proceso de reacción con la soda ash, las empresas mineras utilizan un filtro para remover la humedad y obtener el producto final.

El carbonato de sodio o “soda ash” es un químico alcalino fundamental para la cadena de producción del carbonato de litio. Se lo encuentra naturalmente en áreas secas con poca o ninguna lluvia. Es una sal blanca, soluble en agua, inodora y no tóxica.

Según un análisi privado del economista Maximiliano Ramírez elaborado con información de EPyCA Consultores, hoy existen dos fuentes principales para obtener carbonato de sodio:

• De forma sintética o por proceso solvay: se obtiene a través de dos materias primas muy abundantes como el cloruro de sodio (sal) y carbonato de calcio (piedra caliza), a través de un proceso químico diseñado por el químico industrial Belga Ernest Solvay.
• De forma natural: a partir de minerales de carbonato de sodio y bicarbonato de sodio (trona y nacolita), muy poco abundante en la naturaleza.

Litio: en qué momento se utiliza la “soda ash”

La “soda ash” se usa en tres grados principales: ligero, medio y denso. Todos tienen las mismas propiedades químicas, pero difieren en características físicas. En el caso de la cadena de valor del litio se utiliza en el momento posterior a la extracción y durante la producción primaria.

Según el informe al que accedió Energy Report, el carbonato de sodio (Na2CO3) se utiliza en el proceso de extracción y purificación del litio a partir de fuentes minerales (“proceso de carbonato"), que implica la conversión del mineral de litio en carbonato de litio, que es una forma química más soluble y fácilmente procesable.

El carbonato de sodio reacciona con la salmuera de litio, lo que resulta en la formación de carbonato de litio (Li2CO3), que precipita como un sólido. Este carbonato de litio luego se separa y se somete a procesos adicionales de purificación.

Una vez obtenido el carbonato de litio -o el hidróxido de litio- purificado se utiliza como materia prima para la fabricación de productos intermedios, como materiales catódicos y anódicos, electrolitos y otros componentes de las famosas “baterías de ion litio”.

Estos productos intermedios son cruciales para la producción de baterías y otros dispositivos electrónicos que utilizan litio como fuente de energía, como teléfonos móviles, computadoras portátiles, vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía y dispositivos médicos, entre otros.

¿Quién es el principal productor de “soda ash” del mundo?

A nivel mundial, en 2022 se produjeron 58 millones toneladas de “soda ash”, un récord histórico global. De ese total, el 30% es carbonato de sodio natural y el otro 70% es sintético.

Estados Unidos es el mayor productor mundial de carbonato de sodio natural: en 2022 produjo 11 millones de toneladas métricas. De ese total, consumió en su territorio 4,6 millones toneladas, para las cuales también utilizó 100.000 toneladas importadas. El saldo restante (unas 6,5 millones toneladas) mayormente fue exportado al resto del mundo. De hecho, Estados Unidos importa envases de vidrio de México y Asia (en promedio más baratos que su propia producción) y por ende gran parte de su oferta de soda ash queda disponible para vender al exterior (en particular, a fábricas de vidrio).

El mercado de carbonato de sodio natural en Estados Unidos tiene como principales competidores a la industria china de carbonato de sodio sintético. Pero también compite con un “fantasma” del mercado: es que China también podría tener las mayores reservas de carbonato de sodio natural del mundo, un dato que todavía no está debidamente medido y cuantificado.

Por ahora, los chinos corren con una desventaja: según estimó el especialista Ramírez desde un punto de vista económico se utiliza más energía en el proceso de fabricación en plantas sintéticas en comparación con la minería de trona natural.

Otro desafío para las empresas estadounidenses es la producción turca, que cuenta con las cuartas mayores reservas naturales, después de China (si se confirma), Estados Unidos y Botswana. Este insumo para la cadena de litio es tan fundamental que para el 2032 se estima un crecimiento de la producción de hasta 28%, lo cual implicaría alcanzar los 74 millones toneladas de “soda ash” a nivel mundial.

Si se tiene en cuenta que en 2022 se vendieron a nivel global u$s12.700 millones de “soda ash”, y siguiendo estimaciones de consultoras especializadas, para 2032 ese monto se elevaría a u$s21.600 millones, con una tasa de crecimiento promedio del 6% anual.

Los motivos del crecimiento de la demanda mundial de “soda ash”

Según identificó el informe privado, los motores del aumento en la demanda de “soda ash” serán su mayor uso en la fabricación de productos como vidrio plano (automotriz y construcción), vidrio de sílice sodada y envases de vidrio (alimentos y bebidas), baterías de litio para electromovilidad y en detergentes.

Las proyecciones indican que la demanda mundial de baterías de litio crecería de los 700 GWh del 2022 a 4,7 TWh en 2030, y que la mayor parte se deberá a baterías para vehículos eléctricos, que para 2030 requerirían 4,3 GWh.

Datos y proyección de la producción mundial de carbonato de sodio o "soda ash" entre 2010 y 2032.

¿Cuáles son las principales empresas productoras de soda ash?

La compañía Tata Chemicals es el tercer mayor productor de carbonato de sodio del mundo. Sus operaciones en EEUU y Kenia se benefician de depósitos naturales de trona, lo que les permite tener bajos costos de conversión.

Otra de las empresas son la química india DCW, Genesis Energy, Novacap Group, J M Lover Ridge y Nirma, que con la adquisición de Searles Valley Minerals elevó su capacidad de producción de carbonato de sodio a 1,9 millones toneladas por año, convirtiéndose en el séptimo mayor productor mundial.

También producen “soda ash” la firma Ciner Group, que se cuenta entre los tres mayores productores de carbonato de sodio natural del mundo, que controla WE Soda; CIECH SA, que es el segundo mayor productor de carbonato de sodio en Europa, con capacidad instalada para 2,6 millones toneladas en sus plantas Polonia, Alemania y Rumania; y Shandong Haihua Group, la empresa líder en la producción de carbonato de sodio en China.

Por último, otro de los gigantes del sector es Tronox Limited, que a nivel global tiene una participación del 28% en la producción y capacidad de producir alrededor de 4 millones toneladas de carbonato de sodio al año.

¿Quién produce “soda ash” en la Argentina?

Ramírez aseguró que la Argentina cuenta con escasas concentraciones minerales de trona, de la cual podría obtenerse carbonato de sodio natural y alertó que actualmente “no hay por el momento reservas suficientes relevadas para satisfacer la demanda local”.

Sin embargo, Argentina ha tenido históricamente una presencia significativa en la producción de carbonato de sodio artificial desde el 2005, cuando comenzó a producir la empresa Álcalis de la Patagonia (Alpat). En ese principio, solo abastecía a la industria local de vidrio y otros sectores, pero no se enfocaban en el litio. que requieren este insumo químico.

Hoy Alpat es el único productor de carbonato de sodio de Sudamérica. Su planta está situada en Punta Delgado, a 2,5 km de San Antonio Oeste, en Río Negro, y tiene capacidad para elaborar 250.000 toneladas por año. Al utilizar el proceso amoníaco-soda, el producto conocido como “soda ash” también recibió el nombre alternativo de “soda solvay”.

La empresa pertenece al Grupo Indalo desde 2006 y actualmente emplea a 448 personas de manera directa y 600 indirectas, distribuidas entre la planta en San Antonio Oeste, una sede administrativa en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, una cantera y planta de trituración en Aguada Cecilio (también en Río Negro) y la salina “El Gualicho”, de la cual obtiene la materia prima.

Actualmente, la planta está diseñada para producir anualmente 250.000 toneladas de “soda ash” a un régimen de 771 toneladas por día. Pero en 2023, Alpat anunció un plan de inversión estratégico de u$s250 millones para ampliar su capacidad productiva para proveer a la mayor demanda de la cadena del litio.

Esas mejoras y plan de inversión prevén llevar la producción a 250.000 toneladas anuales sostenidas, para luego, en 2027, realizar otra inversión para elevar la producción a 550.000 toneladas anuales.

Si bien hasta ahora la mayor parte de la producción de Alpat se destina a la industria del vidrio, en el futuro se espera una fuerte suba de la demanda interna para obtener carbonato de litio grado batería. “A medida que se vayan incorporando a la producción de litio proyectos que se encuentran en fase de puesta en marcha (construcción, ampliación, etc.), el consumo de ‘soda ash’ aumentará significativamente, por lo que la demanda de litio será el principal motor de este consumo”, destacó el estudio al que accedió este medio.

De hecho, según las estimaciones del economista, la ampliación de la extracción, procesamiento y eventual transformación posterior del litio en Argentina permiten estimar que el país podría importar unos u$s120 millones anuales de carbonato de sodio en los próximos diez años, si es que no se incrementa la producción nacional actual de 250.000 toneladas.

Qué costo tiene la "soda ash" en la producción de carbonato de litio

Los costos de capital para la producción de carbonato de litio a partir de salmuera en Argentina se estabilizaron en torno a los u$s4.000 por tonelada de carbonato de litio equivalente (LCE). Pero según investigaciones sectoriales del 2023 el principal costo es el de los reactivos, con más del 40% del total, lo que corresponde a u$s1.918,35 de esa tonelada. Por eso, la “soda ash” es una de las principales erogaciones de capital de los proyectos de litio en salmuera, tanto en Argentina como en el mundo.

Composición del gasto de producción de litio en salmuera para Argentina en el 2023.

Si bien Alpat está a alejada de los salares del NOA, una de las ventajas de poseer una planta nacional es que el producto llega en el menor plazo posible a las plantas de proceso, teniendo en cuenta que se trata de un compuesto altamente higroscópico (absorbe agua) bajando muy rápidamente su pureza.

Pero al mismo tiempo, la posibilidad de producir internamente carbonato de sodio favorece a un proceso de sustitución de importaciones, con la finalidad de reducir costos en las cadenas de valor sectoriales del litio y el vidrio.

Cuántas toneladas de “soda ash” se importan en la Argentina

Del 2016 al 2023 sólo la minería de litio importó 600.000 toneladas, un 41% del total de las importaciones de este compuesto químico. Las compras al exterior se realizaron a un precio promedio u$s350 por tonelada. Las principales proveedoras mundiales del país son las empresas ANSAC y Solvay.

“Partiendo de un análisis químico teórico, se precisan 1,4 toneladas de ‘soda ash’ para obtener una tonelada de LCE. Siendo así que durante el periodo 2016-2022 se utilizaron, en promedio, unas 2 toneladas de soda ash por cada tonelada de LCE producida”, remarcó el trabajo analítico.

En los últimos años por la pandemia y la guerra entre Rusia y Ucrania, el precio implícito de la tonelada importada creció de u$s260 en 2018 a u$s485 en 2023, lo que implicó una suba del 86,2%, generando un encarecimiento de la cadena de suministro y más salida de divisas del país. Encima, según la normativa vigente en el país desde 2007, el carbonato de sodio importado debe abonar un arancel del 9%, que no puede ser reintegrado cuando el producto transformado se exporta.

Entre las seis principales importadoras del insumo químico se encuentran tres mineras y tres productoras de vidrio: las seis concentran el 80% de las compras externas. El 20% de las importaciones restantes se reparte entre 27 empresas.

Cuánto crecerá la producción de litio y cuánta "soda ash" hace falta

Para el próximo quinquenio se estima que la producción nacional de carbonato de litio podría alcanzar las 200.000 toneladas de LCE, un 373% más que los valores actuales, con solo tres proyectos en producción (Olaroz y Fénix, de Arcadium Lithium, y Caucharí-Olaroz, de Minera EXAR) y un cuarto por iniciar actividad comercial (Centenario Ratones, de Eramine Sudamérica).

Pero si se concretan las ampliaciones y los nuevos proyectos de litio, sólo en Argentina se consumirían 1.000.000 de toneladas por año de “soda ash”, mientras que el consumo a nivel regional (sumados Brasil, Chile y Perú) la demanda se multiplicaría por tres hasta 3.000.000 de toneladas, impulsado principalmente por el polo industrial brasileño que solo consume 1,5 millones anuales.