Post: Apuntes sobre el coche eléctrico. Motores eléctricos y transmisión.

[Mr Mindundi]

Completas las primeras 4 entradas prometidas por Beamspot.

http://crashoil.blogspot.com.es/2014/05/apuntes-sobre-el-coche-electrico_9.html

[Oriol]

I el siguiente grupo de 4, cuando se publica?

[Ahab]

¡Olé Beampost! Espero con entusiasmo las futuras entradas en que desarrolles el asunto, y te animo a que vayas más allá de la mera divulgación.

[chamaeleo]

(Editado el 12/05/2014 a las 22:30, para el arreglo de las imágenes; gracias al administrador por las indicaciones)

Enorme aporte de Beampost, para quitarse el sombrero, y el cráneo. Hace unos cuantos años estuve implicado en un proyecto de un vehículo eléctrico, que desarrollamos entre 2004 y 2007, y un plan de viabilidad entre el 2007 y el 2010; al final no prosperó. Mucho de lo expuesto ha sido más que un recordatorio, ya que la claridad de los artículos ayuda a comprender mejor muchos aspectos que antes no se tenían del todo claro o que se pasaban por alto.

Quisiera como pequeñísima aportación añadir un par de enlaces que, para los curiosos, tal vez les ayude a dilucidar el funcionamiento del motor eléctrico, al menos para los dos casos más sencillos:

El de escobillas:
http://www.walter-fendt.de/ph14s/electricmotor_s.htm



Visitando el link además permitirá jugar con algunos parámetros, vér cómo se comporta el motorcito, y entender mejor cómo funciona (hay que tener activado JAVA).

Para el de imanes permanentes no he encontrado ninguna aplicación JAVA explicatoria, así que valga esta patética imagen de elaboración propia. Corregirme sin piedad si conceptualmente está errada:





En este caso, habrían dos formas de controlar electrónicamente el proceso:
• Intermitente. Se consigue con un sistema de conmutadores inteligentes que permite, interrumpe o cambia el sentido del paso de corriente.
• Senoidal. Se consigue con un inversor de frecuencia regulable, y cuya frecuencia de onda es igual o proporcional a las revoluciones del motor.


Finalmente, para los que quieren juguetear con más aplicaciones que son muy aclaratorias para entender conceptos básicos de física, enlace al canto:
http://www.walter-fendt.de/ph14s/

[chamaeleo]

Vaya desastre de mi anterior comentario, no estoy familiarizado con incrustar imágenes ahí dentro.

[Alb]

" Sin embargo, si los motores de imanes permanentes son tan interesantes, ¿porqué hay algunos que utilizan la excitación externa como hace el Renault Fluence? ¿Hay algo de malo con los imanes?
Pues resulta que principalmente, el tamaño y la potencia del motor dependen del imán o la bobina que se utilice en su lugar. Hoy por hoy, los imanes más potentes (y por consiguiente, más pequeños) que existen, son los que se hacen a base de neodimio [14], una tierra rara, abundante en cantidad sobre la Tierra, pero muy repartida, que difícilmente se encuentra en las concentraciones lo suficientemente altas como para justificar una explotación directa. "


No se las razones por las que el Renault Fluence no utiliza motores de imanes permanentes.
Pero si los ingenieros de Renault decidieron no utilizar imanes permanentes pensando en la escasez de neodimio... se equivocaron

El neodimio es abundante y barato. Su precio es de unos 60€/kg.  Y se necesita aproximadamente 1kg de neodimio para fabricar en motor de un coche.

1000 millones de coches eléctricos, necesitarían 1 millón de toneladas de neodimio... y las reservas conocidas y económicamente explotables son de 24millones de toneladas...y creciendo.

Ya hablamos del tema el año pasado.
http://lacrisisenergetica.wordpress.com/2013/07/03/coches-ecologicos-vaya-timo/comment-page-1/

[Beamspot]

Dicen que más vale pájaro en mano que ciento volando.

De nada sirve tener miles de millones de toneladas de neodimio si no puedes acceder a ellas.

Lo de 'barato' es relativo: unas diez veces más caro que el cobre, aunque hace falta mucho menos. La cifra que das de un kg es totalmente correcta.

El tema de las reservas lo desarrollo en el último bloque, pero al menos hago un adelanto.

No se trata de que no haya neodimio. Se trata de algo mucho más importante para el sector.

El primer mandamiento en automoción es: No pararás la PRODUCCIÓN  en vano.

Producción, acceder al neodimio cuando es necesario. Esa es la clave.

Los fabricantes de automóviles tienden a tener un mínimo de dos proveedores de cada cosa si pueden, o más. Pero de neodimio, básicamente hay uno. Y ése es el problema que le ven los ingenieros de Renault, o al menos el que me comentaron fuentes afines al proyecto de los motores de Renault (no sólo el del Fluence).

Creo que una buena idea la da este artículo:  http://www.nytimes.com/2014/03/27/business/international/china-export-quotas-on-rare-earths-violate-law-wto-panel-says.html?_r=0

Por eso están empezando a salir nuevos proveedores de neodimio, aunque eso implica subir el precio. Cuando las restricciones, Toyota no sólo pasó a pagar de 50 a 500$ el Kg de neodimio, si no que pasó algo peor: tuvo problemas de producción, restringíendola y dando muchos más problemas económicos incuantificables, o sea, pérdidas de ventas.

Sin embargo, USA lleva varios años 'amenazando' con reabrir Mountain Pass, pero no lo hacen. China ya avisa bien de los enormes problemas ecológicos de la extracción de neodimio. No en vano, son países tercermundistas (la India) los que se meten en esta labor, con restricciones más laxas en estos menesteres.

Y el mercado del eléctrico es minoritario para el neodimio. El principal consumidor es el sector de los aerogeneradores.

[Beamspot]

Gracias por el aporte, Chameleo.

Al resto, muchas gracias por el apoyo.

[Alb]

El neodimio es un elemento abundante, es sencillo de extraer y barato.
Hay yacimientos de neodimio repartidos por todo el mundo y seguramente haya muchos mas todavia desconocidos.

¿De donde viene el mito del neodimio?

Pues muy sencillo, la demanda de neodimio y tierras raras ha sido muy pequeña. Las aplicaciones de este metal eran muy limitadas, por lo que apenas se  necesitaban unos pocos miles de toneladas.
Como la demanda de neodimio era pequeña, la produccion era pequeña y el numero de yacimientos era pequeño... y las reservas conocidas eran pequeñas.

Con los coches eléctricos y algunos aerogeneradores eólicos la demanda del neodimio aumento un poco. Como se tarda un tiempo en abrir nuevas instalaciones y aumentar la produccion, la demanda supero de manera puntual la oferta.  El gobierno chino impuso limitaciones a la exportación... el mercado se volvió loco y el precio se disparo. Se escribieron cientos de artículos exagerando la importancia de este metal y su escasez.

En muchos paises se realizaron prospecciones y  las reservas conocidas se dispararon.
En los EEUU reabrieron Montain pass.(no son amenazas esta en funcionamiento desde el 2011).
http://www.molycorp.com/

También se exageraron los problemas medioambientales de la minería de tierras raras. La razón no era otra que atacar a las energías renovables(y a china)

La minería de tierras raras no es mas contaminante que la de otros metales como el cobre . Básicamente el proceso es el mismo, se extraen los minerales, se pulverizan, se tratan con ácidos y bases para disolver los diferentes metales,  y que deja unos lodos y aguas residuales, que si se procesan correctamente su impacto es aceptable.

Si el diseño de los motores se llevo a cabo en plena burbuja del neodimio, se entiende que optaran por no utilizar neodimio... pero no fue una decisión acertada.

[Beamspot]

Hay algunas inconsistencias leves en tu respuesta, aunque algunos puntos totalmente acertados.

Efectivamente, las tierras raras son un mercado muy marginal, funciona muy diferente del 'gran mercado'. Aún así, si el precio del neodimio es más alto no es sólo porque sea escaso o un mercado reducido.

Se debe en parte por que la minería empieza como la del cobre, sólo que en lugar de cobre, obtienen una mezcla de tierras raras que depende de la mina, y que luego hay que separar. Las tierras raras se llaman así porque son difíciles de separar y muy parecidas entre ellas, además de venir muy mezcladas y repartidas, en concentraciones relativamente bajas.

Efectivamente, son raras también por lo abundandes, pero las bajas conentraciones y falta de mercado las hacen poco atractivas. Y también, porque el proceso de separar las diferentes materias añade complejidad, precio, y toxicidad a un proceso de por sí sucio.

La siguiente inconsistencia, que también entiendo, es que efectivamente, se usa la contaminación para atacar a China: es la razón que usa China precisamente para restringir las exportaciones.

Otra, muy común, es que eso de 'el cobre (y las tierras raras) son fáciles de extraer' es otra falacia. Parece fácil por el enorme aporte de energía, la inmensa mayoría fósil, que es necesaria para dicha minería. Si fuese fácil, con un pico y una pala, y poco más, listo. Sería más barato que el aluminio, cuando no es así.

Y esto, justamente, es parte de la historia, junto con la contaminación de la minería. No especcíficamente de la minería de materiales raros en China, no. La minería, con mayúsculas (o sea, empezando por el cobre que se consume mucho más que el Neodimio) es altamente contaminante y sucio. Mucho más que extraer petróleo y carbón. Y los residuos y efectos secundarios son peores y a más largo plazo que los vertidos de petróleo. Excluyo, obviamente, el terrorismo ambiental que es eso que llaman fráquing.

Y el punto de hablar de la suciedad de la minería en general, y luego aplicar el punto a las renovables, para mí, en mi subjetiva (y filoreligiosa) opinión, es simplemente constatar que el enfoque actual de las renovables en general, muy especialmente en España (donde han sido pasto de especuladores más que de personas que buscasen realmente energia alternativa), es una prolongación del BAU. El tratamiento es BAU 100%, por mucho que busquen excusas.

Es cierto que el impacto ambiental es menor, y que aportan cosas muy positivas, pero mientras detrás haya un BAU apoyándolas, con un sistema mercantilista y financiero detrás, basados en energía fósil, no son la solución. Hay que replanteárselas.

Pero me estoy adelantando a los acontecimientos. Precisamente esta parte es abordada en el último bloque de 4 entradas que estoy terminando de escribir.

[Beamspot]

Me olvidaba de algo.

La minería es un negocio. TODA. Lo que prima es el beneficio. Y si para maximizarlo hay que 'olivdarse' de procesos de limpieza, pues exactamente eso es lo que hacen.

Una vez más, no es un problema de inviabilidad técnica, si no de intereses económicos, BAU.

[Kanbei]

Alb escribió

El neodimio es abundante y barato. Su precio es de unos 60€/kg.  Y se necesita aproximadamente 1kg de neodimio para fabricar en motor de un coche.

1000 millones de coches eléctricos, necesitarían 1 millón de toneladas de neodimio... y las reservas conocidas y económicamente explotables son de 24millones de toneladas...y creciendo.

Y cuántos millones de barriles de petróleo hacen falta para extraer ese mineral??? Y para transformarlo ?? Y el coste ambiental? Y cuánta mano de obra esclava??? China respeta las normas? China es un gigante o un parásito? Hagan un número grueso, se lo agradecería mucho.

Volvemos al punto de partida. Si el señor Edison hubiera triunfado con su automóvil eléctrico, quién sabe, hoy tendríamos esa industria muy muy desarrollada. Pero La IIGM la ganó la General Motors, como solían decir sus directivos.

[Alb]

"Se debe en parte por que la minería empieza como la del cobre, sólo que en lugar de cobre, obtienen una mezcla de tierras raras que depende de la mina, y que luego hay que separar. Las tierras raras se llaman así porque son difíciles de separar y muy parecidas entre ellas, además de venir muy mezcladas y repartidas, en concentraciones relativamente bajas. "

Las concentraciones de tierras raras en Montain Pass, supera el 10%. La concentracion de Cobre en las minas de CODELCO tienen un promedio del 0,74%.

Esto significa que para poder obtener una tonelada de tierras raras, es necesario extraer y procesar 10 tn de mineral. Mientras que para extraer 1 tn de cobre se necesitan extraer y procesar 135Tn de mineral.

El contenido en Neodimio en las tierras raras es de un 18%, no es un elemento minoritario.
Para separar los elementos entre si se recurre basicamente a multiples extracciones con disolventes. Como es una mezcla con 15 elementos, la cosa es compleja. Pero su impacto medioambiental sera similar al de otros metales... y muy inferior al de la produccion de aluminio.

Pero ademas se emplea en cantidades muy pequeñas, el impacto mediombiental del neodimio utilizado en un coche sera muy pequeño.  El impacto mediambiental de otros metales mas comunes como el aluminio, el cobre o el acero presentes en el coche, serán varios ordenes de magnitud que el impacto del neodimio.

Lo mismo pasa con el coste. El motor de un coche eléctrico puede contener 1 kg de neodimio... pero contiene 50kg de  cobre. Aunque el neodimio cueste 10 veces mas caro, se utiliza 50 veces menos.  Por lo su coste es menor.

Vuelvo a decir, el neodimio no es un metal, especialmente caro, ni contaminante. Claro que tiene un coste y su obtención causa un impacto medioambiental.... como cualquier otro elemento utilizado en la fabricación del coche.

[Alb]

"Y cuántos millones de barriles de petróleo hacen falta para extraer ese mineral??? Y para transformarlo ?? Y el coste ambiental? Y cuánta mano de obra esclava??? China respeta las normas? China es un gigante o un parásito? Hagan un número grueso, se lo agradecería mucho. "

Y cuántos millones de barriles de petróleo hacen falta para extraer ese mineral???

Se producen 7000Tn  de neodimio al año. Para lo que hara falta extraer unos 400.000tn de mineral.

Basandonos en la mineria del cobre a cielo abierto, se necesitan 50MJ/tn de mineral extraidos. Esto nos da 2TJ.
Que en barriles de petroleo son 3440barriles o lo que es lo mismo, 0,00344millones de barriles.
Visto de otra forma, si un coche eléctrico tiene 1kg de neodimio, se han necesitado  70ml de petroleo para extraer el mineral necesario para obtener ese neodimio.

Un coche térmico consume decenas de miles de litros de petroleo a lo largo de su vida... no veo que los 70ml de petroleo que se necesitan para extraer el mineral del neodimio de un coche electrico sea un problema.


"Y para transformarlo ?? "
No se utiliza petroleo, sino gas natural.


"Y el coste ambiental??"
Pues no lo se... pero supongo que sera pequeño.


"Y cuánta mano de obra esclava??? "
Que yo sepa no hay  mano de obra esclava en las mineria de tierras raras.

[Antonio Turiel]

Revisa tus cuentas, porque es excesivamente obvio que para extraer un kilo de neodimio no se usan 70 ml de petróleo. Y no es cuestión de extraerlo solamente; también hay que separarlo, refinarlo, etc.

[Alb]

Reviso las cuentas.

La concentración de óxidos de tierras raras(REO) varia de unos yacimientos a otros  en
Mountain Pass(EEUU)  es del 8,9%

Los REO contienen aproximadamente un 18% de Neodimio. Por lo tanto la concentración o ley del mineral  1,6% y por lo tanto se necesitaran 62kg de mineral.

No tengo datos de cuales son los costes energeticos de la minería de las tierras raras. Por eso me he basado en los datos de la minería del cobre. Las técnicas de extracción son las mismas, minas a cielo abierto donde se extrae el mineral con escabadoras  con los que se carga grandes camiones que lo transportan a la planta de procesado.

http://www.cochilco.cl/descargas/estudios/informes/energia/INFORME_05-09-2013_Consumo_energia_2012.pdf

El consumo de combustible en la mineria a cielo abierto varia entorno a los 50MJ/Tn de mineral extraído.
Tomando ese mismo valor para el proceso de extracción del neodimio, tenemos, que para  extraer los 62kg de mineral  se necesitan 3,1MJ.Tomando un poder calorífico de 36MJ/L  sale 86ml de combustible.

Obviamente eso de extrapolar los datos del cobre es un poco chapuza, pero nos sirve para tener una idea del orden de magnitud. Quizás sean 50ml o 500 ml... pero veo muy poco probable que llegue a 1 litro.

Sin duda es un resultado sorprendente,  y no era obvio que la extraccion de neodimio consumiera tan poco energia... pero todo indica que asi es.

[Kanbei]

Alb escribió

Esto significa que para poder obtener una tonelada de tierras raras, es necesario extraer y procesar 10 tn de mineral. Mientras que para extraer 1 tn de cobre se necesitan extraer y procesar 135Tn de mineral.

El contenido en Neodimio en las tierras raras es de un 18%, no es un elemento minoritario.
Para separar los elementos entre si se recurre basicamente a multiples extracciones con disolventes. Como es una mezcla con 15 elementos, la cosa es compleja. Pero su impacto medioambiental sera similar al de otros metales... y muy inferior al de la produccion de aluminio.

Gracias Alb por responder, y Antonio Turiel por bajar a la arena.

Cuidado al convertir unidades, no podemos decir que "Basandonos en la mineria del cobre a cielo abierto, se necesitan 50MJ/tn de mineral extraidos. Esto nos da 2TJ. Que en barriles de petroleo son 3440barriles o lo que es lo mismo, 0,00344millones de barriles."

Los camiones de 300 Tn, y las excavadoras, se mueven con diesel, que ya no son petróleo, si no un producto del mismo. La clave está en el diesel que sirve para la extracción y el transporte,  para extraer el gas natural empleado en el proceso de transformación, almacenaje, envío a plantas de procesado .... . faltan muchos inputs en tu dato Alb. ¿Cuantos litros de diesel se come un kilo de neodimio?

El estudio de cochilco sobre el cobre pone de manifiesto un detalle, que dice de soslayo, pero que no subraya, y es el hecho de que el mineral de cobre es cada vez más duro, menos rico en Cu, y que aumenta más y más el coste energético de extraerlo. Esto es el Peak Cuper, caballeros!

Es imposible que un kilo de neodimio se coma 0,7 L de petróleo, no ya de diesel. Algún ingeniero de minas en la sala???

[Dario Ruarte]

Puff... llegó Alb y ahora hay que trabajar !!...  esto es un sinvivir. No le alcanzan las palabras a este tío y hay que usar DATOS Y NUMEROS ! 

Ni pienso ponerme a trabajar en este tema pero, salí a la pesca de algunos datos y los aporto.

1) Es un hecho que, casi el 100% del suministro hasta no hace mucho era CHINO. Esto debido a la "pesadilla ambiental" que representan este tipo de minas y que, el país dispuesto a asumir los costes ambientales sin reparar en ellos fue China.

Luego de las restricciones chinas, se han empezado a reabrir o instalar minas nuevas en diferentes partes del mundo. Actualmente el 90% del suministro es chino pero, australianos y norteamericanos pronto serán importantes productores.


2) Si bien el 90% del suministro actual es chino, los depósitos están distribuidos en muchos lugares del mundo.
Sin embargo, obsérvese que REALMENTE las reservas chinas son las mayores (creo que son el 66% del total mundial). Es posible también que, como dice Alb, el inicio de la actividad prospectiva minera encuentre mucho más -no lo sé-.



Fuente: http://features.blogs.fortune.cnn.com/2011/11/18/molycorps-1-billion-rare-earth-gamble/


3) Los mayores controles ambientales chinos y las restricciones a la exportación abren la puerta a la explotación en otros sitios. La mina de Mountain Pass que cita Alb, es uno de los casos más interesantes.

La "ley mineral" o rendimiento me ha parecido muy elevado. Según el reportaje ronda el 8%. Este 8% incluye todo el "mix" de "tierras raras" del cuál, sólo una parte es el Neodimio. No encontré el porcentaje de éste en la mezcla pero Alb indica que es el 18%.


4) Si bien la compañía que ha tomado a su cargo la reapertura de Mountain Pass (MolyCorp) dice que va a aplicar novedosas tecnologías respetuosas del ambiente, con los métodos tradicionales la expresión de "pesadilla medioambiental" aplica largamente.

Se usan grandes cantidades de agua y ácidos -para separar los minerales- los que luego son arrojados sin más en el ambiente (no en USA aclaro, si en China en las minas de Mongolia). Por si fuera poco suele haber elevados niveles de radiación de varios compuestos.

Molycorp adds chemicals to the mix that, when heated, cling to the rare-earth minerals and rise with the bubbles that float to the top. The company then skims off the rare-earth concentrate.

The remainder, about 92 percent of the entire mix, has no commercial value. In Baotou, that mix, which includes slightly radioactive thorium and uranium and other toxic chemicals, goes into the tailings lake.

Because it's still liquid, the waste can leach into groundwater, creating environmental hazards. Molycorp's proprietary process presses the water out of the tailings in order to reuse it. What's left is a paste, to which Molycorp adds cement and then lays out in a lined disposal site.

Fuente: http://www.cnet.com/news/digging-for-rare-earths-the-mines-where-iphones-are-born/

Antes de ser cerrada, esta mina -la de Mountain Pass- tampoco se andaba con chiquitas a la hora de contaminar (aclaro que en la actual reapertura usan tecnologías menos agresivas):

"When the Mountain Pass mine in the United States was operating at full capacity in the 1990s, it produced as much as 850 gallons of salty wastewater per minute, which also contained radioactive thorium and uranium" (3, Morrison, 2012).
This waste leaked into the desert, costing Molycorp hundreds of millions and harming the local environment.

Fuente: http://web.mit.edu/12.000/www/m2016/finalwebsite/solutions/greenmining.html


5) La decisión de Renault de NO usar neodimio, puede que no haya sido tan loca en el corto plazo ya que, con independencia de que puedan extraerse más minerales raros, lo cierto es que ahora existiría un faltante que impide usar neodimimo en grandes cantidades.

China will export around 24,000 metric tons this year, down from 38,000 a year ago, Smith explains.
The rest of the world needs about 57,000 metric tons.
Working from stockpiled ore alone, Molycorp will produce 5,500 to 6,600 tons this year.
That leaves a gap of around 27,000 tons, a hole big enough, Smith believes, to keep prices inflated for the next several years.

Fuente: http://features.blogs.fortune.cnn.com/2011/11/18/molycorps-1-billion-rare-earth-gamble/


6) Esta mina, trabajando sin muchos recaudos ambientales, llegó a producir 40.000 toneladas anuales de tierras raras en los 80s. Luego tuvo que cerrar por la inundación de producto barato por parte de China.

A pair of uranium prospectors found the Mountain Pass lode in 1948 and formed the Molybdenum Corp. of America.
The rare-earth elements had little value until the advent of color TV in the late 1950s, when they became prized as phosphors to brighten the screens.
By the early 1980s U.S. production had reached almost 40,000 metric tons a year, but already Chinese mines -- mostly in the country's far west, in Inner Mongolia -- were catching up. "The Middle East has oil," Chinese leader Deng Xiao Peng reportedly remarked in 1987. "China has rare earth."

Fuente: http://features.blogs.fortune.cnn.com/2011/11/18/molycorps-1-billion-rare-earth-gamble/

Esto permite suponer que, si bien las tecnologías que hay que aplicar ahora por controles ambientales no serán tan productivas, las 5-6000 toneladas que se producen actualmente podrían ser elevadas al doble o triple (en esta mina) si el mercado admite los elevados costes de estas tecnologías.


7) Parece ser que la escasez más marcada no es en las tierras raras "livianas" (como el neodimio) sino en las "pesadas" como  terbium, dysprosium, europium.

While most of the ore at the Mountain Pass mine is rich in lighter rare earths, the real worldwide shortage (along with the highest prices) is in the heavies: terbium, dysprosium, europium, and a few others.

Fuente: http://features.blogs.fortune.cnn.com/2011/11/18/molycorps-1-billion-rare-earth-gamble/


8) Si bien hay que tomar con pinzas este dato -porque es un "aviso" para los inversores en la bolsa a los que quieren tentar-, MolyCorp dice ser la más barata en producción (y por fin aparecen precios aquí !)

All told, the company claims it will produce rare earths for $1.25 a pound. China's cost is $2.53 a pound, while some experts believe that production from Australian mines, owned by Molycorp rival Lynas, will cost a whopping $4.59.

Fuente: http://features.blogs.fortune.cnn.com/2011/11/18/molycorps-1-billion-rare-earth-gamble/

No me queda claro si estos costos se corresponden a la "tierra rara en bruto" (a la que luego falta refinar) y si incluyen o no los costos de protección ambiental (entiendo que no) por lo que, este valor nos sirve de REFERENCIA pero, no debe ser tomado como el PRECIO FINAL del producto hasta no tener más en claro esos datos.


9) Hablando de costos, hay que recordar que reabrir la mina involucró una inversión de 1.5 billones de dólares (millardos para nosotros).

Since then, Mountain Pass has reopened, following the construction of a new $1.55 billion processing facility by its owners Molycorp.
New sources of supply are also becoming available from Mount Weld in Australia. The market is rapidly moving from tight supply into surplus.

Fuente: http://in.reuters.com/article/2014/01/31/usa-mining-rare-earths-idINL5N0L52QP20140131

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Finalizo:

Los nuevos proyectos -y los existentes- pueden aumentar la producción de tierras raras con costes que no parecen tan abismales.

Una producción en torno a las 50.000 toneladas (China actual más la reapertura de USA y los adicionales de Australia y otros proyectos) y tomando los datos de Alb (18% de Neodimio) nos darían una cantidad de 9000 toneladas de Neodimio al año.

A un kilogramo por auto (dato que se manejó en el hilo, yo lo ignoro) permitiría producir unos 9 millones de autos eléctricos al año aunque, en este caso no estarían dejando remanente para los aerogeneradores.

Estos son los datos que he encontrado.

[Beamspot]

Dos cosas.

1º: Corroboro a Alb. Hace algunos años, creo que fue el presidente de Toyota se jactaba de hacer el producto en serie con el imán más grande de neodimio, 1Kg.

Así pues, nos movemos alrededor de ese valor. Algunos de más potencia tendrán más, otros tendrán menos.

2º: Soys todos una banda de malandrines muy malos.

Me estáis chafando el cuarto bloque de la serie, donde precisamente expongo estos datos (y alguna que otra sorpresa, espero, si no os adelatáis).

Me voy a quejar al Padre Superior, bajo amenaza de no publicar la última entrada.

Y mira que he intentado empezar desbrozando el camino con entradas más descriptivas y formativas, evitando polémicas para dejar las cosas interesantes para el final.

Si lo sé, lo expongo antes, y me hacéis el trabajo.

Buenos aportes, por cierto.

[Dario Ruarte]

Lo bueno del caso -y por eso me encanta que Alb ande por aquí- es que, nos obliga -y ayuda- a no dar por supuestas cosas que NO LO SON.

Por ejemplo... si el costo que maneja el artículo (supongo que será por libra de tierra rara concentrada, aún sin refinar) es de unos U$S 2.5 la libra (tomando costos chinos que son "reales" y no los yanquis que son un "llamado para inversores") el cálculo energético nos deja bastante cerca del que Alb ha deducido desde los gastos del cobre.

Sin saber si los porcentajes que manejo son los correctos -pero en una aproximación "a lo bruto" tenemos que:

- Libra de tierras raras (concentrada pero sin procesar) = $ 2,50
- Costo POR KILO (un kilo tienen 2,2 libras) = $ 2,5 x 2.2 = $ 5,50

Asumiendo que el 30% del coste está relacionado a la energía (gas o diesel) nos dejaría con una incidencia de $ 1,60 x kilo de tierras raras y eso, equivale a 1.6 litros de petróleo (a lo bruto insisto) lo que no cae muy lejos de la cuenta de Alb.

De todos modos hay que recordar que es a nivel del INSUMO BASE (concentrado de tierras raras) y, a eso, hay que aplicarle el coste energético de su REFINADO.

En definitiva, si se vende en el mercado a U$S 60 el kilo, la parte "energética" pura rondará el 50% y hablamos de unos U$S 30 o, siempre "a lo bestia" unos 30 litros de petróleo por kilo de Neodimio (ya separado y refinado).

Pero, en su fase de extracción, las tierras raras puede que ronden el litro de petróleo.

[Alb]

"Es imposible que un kilo de neodimio se coma 0,7 L de petróleo, no ya de diesel. Algún ingeniero de minas en la sala???"

Dije 0,07litros no 0,7litros.
Cierto que es diésel y no petroleo crudo... habría que corregirlo por las perdidas en el proceso de refinado. Pero como son números aproximados y no creo que tenga sentido ponerse con esas correcciones.

¿En que te basas para pensar que 0,7 litros es imposible?
¿Que cantidad considerarías posible?

[Alb]

Dario, no he dicho que ronde el litro. He calculado a grosso modo 86ml,  y digo que veo muy difícil que pudiera llegar a un litro.

Apliquemos tu forma de calcular el consumo de energia al cobre.
La produccion mundial de cobre es de unas 17Mtn, se vende a 7000$/tn, por lo que valor económico total del cobre es de. 119.000Millones de dolares.
Suponiendo que el 50% del consumo es energético.. y a 1$/litro de diesel. Obtenemos aproximadamente 50Mtep.

Pero resulta imposible que la minería del cobre consuma 50mtep... cuando el total de las minas y canteras de todo el mundo solo consumen 17mtep.
http://www.iea.org/Sankey/index.html#?c=World&s=Final%20consumption

Con esos 17Mtep ademas del cobre se extraen.
9000Mten de Carbón
2000Mten de hierro
Varios miles de millones de toneladas de caliza, arena,yeso.
y una larguísima lista.

Pero volviendo a los coches, se puede plantear otra cuestión interesante.
¿Que porcentaje de los minerales se destinan a la fabricación de los coches?
Asi a ojo yo diria que un 5%. Por lo que el consumo de derivados de petroleo por la minería destinada a la fabricación de coches estará entorno a  0,8Mtep.
¿Los coches eléctricos consumen mas o menos minerales?
Es dificil de saberlo, el consumo de algunos bajara y de otros subirá.
Pero tomemos el caso extremo y supongamos que se duplica. Y pasa a ser de 1,6Mtep

Sigue siendo una cifra insignificante comparándola con el consumo de derivados de petroleo por los coches térmicos, que es de 1725Mtep.

No tienen mucho sentido preocuparse por el petroleo que consumirá la minería para fabricar los coches eléctricos, cuando es una milésima parte de lo que están consumiendo los coches térmicos.

[Kanbei]

Alb escribió

¿En que te basas para pensar que 0,7 litros es imposible?
¿Que cantidad considerarías posible?

Según mis cálculos, y siguiendo el magnífico estudio y comentarios de Darío Ruarte, me salen 2,06 litros de diesel para un kilo de Cu sólo en la extracción. Sugiero a Beampost que indague un poco en este tema.

El gran dilema, reparar los automóviles de explosión al estilo cubano, o empezar a montar toda la infraestructura necesaria para el automóvil eléctrico.

P.D. no me pidáis el desarrollo del dato, que lo tenía detallado, y alguien en casa tocó la wifiiii y se borró

[Dario Ruarte]

A ver Alb:

1) Por empezar he reiterado dos veces que estoy calculando "a ojo" y, realmente, no quisiera tener que defender muy a fondo mis estimaciones porque, hechas como las hice sería imposible.

Sin embargo...

2) De los enlaces que puse me entero (datos de los mineros) que el 10% de los costes EXTRACTIVOS son de energía.

Pero resulta que no es lo mismo el proceso EXTRACTIVO para el carbón, que para el neodimio y paso a explicar por qué mi cuenta:

3) El carbón se consume EN BRUTO (para quemar en centrales eléctricas u hornos) -dejando de lado el porcentaje casi ínfimo que va a temas químicos.
En el caso del carbón es entendible que, por kilo, el gasto de combustibles (u otras energías) sea muy bajo.

Pero, las tierras raras "en bruto" contienen varios compuestos a los que luego hay que separar, refinar y transportar.

Si hablamos de "tierras raras" (óxido de tierras raras) el proceso se hace lavando y aplicando ácidos (como en el oro) y la parte extractiva - a cielo abierto -, parece ser muy contaminante pero altamente eficiente en gasto energético.

Pero aquí no hablábamos de "tierras raras" sino del "neodimio" y, mi cálculo atiende esa circunstancia.

También hay que advertir que...

4) Tal como surge de la información que consulté (links arriba), las minas usan DIESEL para la parte extractiva pero se mueven con ELECTRICIDAD generada con GAS para todo el resto (maquinarias, bombas, etc.).

El "gasto de diesel" es una cosa y el "gasto de energía" (sumando gas o electricidad) es otro.

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Sacando estas observaciones, insisto en que no me animo a defender mi análisis más allá de una "estimación a lo bruto" pero que, aún tomando mi cálculo, da un consumo estimado que, no serán tus "0,07" pero, perfectamente podrían ser "0,7" o "1" y no es tan loco.

[Alb]

Los costes energéticos de la extracción del cobre no hace falta estimarlos. Les puedes encontrar perfectamente tabulados y por años en el documento que enlace:
http://www.cochilco.cl/descargas/estudios/informes/energia/INFORME_05-09-2013_Consumo_energia_2012.pdf

Para el 2012 la extraccion del cobre empleo 188ml de combustible por kg de Cobre.
Si se cuenta todo el proceso.(Extraccion, concentración, fundición, refinado) se  consumieron 330ml de combustibles por kg de cobre refinado.

Como los yacimientos de neodimio tienen una mayor concentración que los de cobre, y se necesita extraer menos cantidad de mineral, es  de suponer que la extracción requerirá menos energia que esos 188ml.

De todas formas, no buscaba dar un numero exacto sino tener una idea de los ordenes de magnitud. Y es del orden de mililitros.

Se mire como se mire, un consumo de energia de unos militros de combustible en la vida de un coche es irrelevante.
Un coche térmico puede consumir del orden de 20.000 litros de combustibles a lo largo de su vida. Los combustibles para extraer y procesar todos los materiales será del orden de pocos cientos de litros y la energia para extraer el neodimio es muy inferior a un litro.

En el analisis de la viabilidad de los coches electricos, creo que el consumo de petroleo para extraer neodimio para producir motores resulta totalmente irrelevante.


Los coches consumen la mayor parte de la energia directamente, en forma de combustibles que llenan el deposito. El consumo indirecto de gasolina realizado por la minería y industria para extraer los diversos materiales es una parte muy pequeña comparada con el consumo directo.

[Sr.medusa]

Si me permitis un breve parentesis, estaba leyendo esto:

http://www.zerohedge.com/news/2014-05-16/where-worlds-unsold-cars-go-die

Y me ha hecho pensar en esta serie de posts. Creo que las fotos hablan bastante por si solas.

[Kanbei]

Sr.medusa escribió

Y me ha hecho pensar en esta serie de posts. Creo que las fotos hablan bastante por si solas.

Efectivamente, Sr. Medusa, el debate sobre el automóvil eléctrico, al menos en la Península Ibérica, será tan estéril, como lo es ahora el de compra de vivienda. Con el desempleo desbocado, los sueldos de miseria, y la ausencia de crédito, el cocherito leré está muy muerto.

Otra cosa muy distinta son las motos eléctricas que arrasan en China.

Trasteando por la red me encuentro esto. El consumo de litros de gasoil en la extracción por kilo de oro.


Dado que en este hilo estamos especulando, del latín especulare o jugar con espejos, a mí, si no he hecho mal las cuentas me salen 3.444 litros de gasoil por kilo de oro. El kilo de oro está a día de hoy a 30.283 Euros. Luego si pagamos el litro de gasoil a 1 Euro, podemos decir que la repercusión en la extracción es aproximadamente un 10% de su precio de venta.
Si extrapolamos estos datos al porcentaje de concentración en mena del neodimio, y su precio de venta, a lo mejor sacamos algo en claro. Beamspot, rescátame de esta.

[Beamspot]

No creo que necesites rescate. Bien te apañas solito.

Efectivamente, el Prof. Ugo Bardi ya comentó el problema del gasoil y el oro, también de la plata. Con los costes actuales, la minería del oro está en entredicho. Apenas les sale rentable el extraerlo.

Aplica a otras cosas, pues muchas veces el oro es un 'subproducto' de otro material (como el cobre), por lo que el 'monto gordo' del coste, lo paga el material pricipal, ya que es el que genera el movimiento de tierras, y sólo es rentable el tratado secundario sobre algunos de los restos del proceso principal. Y aún así, salen cuentas justas.

Los tiros que pegas primero, con el desempleo galopante y la restricción del crédito son de un calibre mayor, la principal razón de que el cochecito (ni a pilas ni a pedales) tiene futuro. Y es justamente a eso a lo que huele el peak oil.

Pero el resultado de mis pesquisas sobre el tema energético y de residuos en la minería será objeto de su propia entrada, de hecho, dos (la 13 y la 14). Y luego encima, volveré a retomar parte de los datos en la 15 y la 16, desde el punto de vista económico.

[Beamspot]

Parece ser un clásico esto del 10% del precio en energía. No sólo me sale a partir de esto del Oro.

[Dario Ruarte]

Fíjate Maese Beamspot que, cuando empiezas a jugar con los precios terminas descubriendo ciertas "relaciones" que, parecen mágicas pero en realidad tienen que ver con la lógica de la industria.

Por caso, en la carne se usa (voluntariamente o no, por costumbre o tradición o por razones técnicas, lo ignoro) un esquema en el que:

- El productor se lleva 1/4
- El frigorífico se lleva 1/4
- El distribuidor se lleva 1/4
- El carnicero se lleva 1/4

De ese modo, era muy sencillo sacar los costos porque, si el "kilo vivo" de carne costaba $ 2, en mostrador (o góndola) costaba $ 8.

Luego, esa relación ha cambiado con los supermercados (que absorben la distribución y venta en góndola)  pero, durante muchos años esa dinámica se cumplió (aquí).

Es posible que en la minería, los precios finales contemplen un 10% de "costo combustible" y por eso se lo encuentra al dato tan reiterado en los diferentes materiales.