Mayo de 2024: impulsadas por ambiciosos objetivos medioambientales, las principales empresas de neumáticos adoptan cada vez más este sustituto sostenible del negro de carbono para descarbonizar su cadena de producción y aprovechar al máximo los neumáticos al final de su vida útil
El negro de carbono (CB) es una materia prima obtenida de la combustión incompleta de productos petrolíferos pesados, también denominado negro de carbono virgen (vCb). Se usa comúnmente en productos de uso diario de color negro, como neumáticos de automóviles. Su sustituto, el negro de carbón recuperado (RCb), producido mediante pirólisis térmica, aborda dos oportunidades. En primer lugar, proporciona una forma sostenible de reciclar los neumáticos usados de los que se deriva el RCb. En segundo lugar, descarboniza la producción de neumáticos, ya que la producción de RCb genera cinco veces menos emisiones de carbono que la producción convencional basada en combustibles fósiles (vCb).
El mercado negro de carbono europeo representa casi el 15% de la demanda mundial, estimada en unos 18 Mtpa en 2023. Se estima que el rcB tiene el potencial de sustituir entre el 10 y el 20% de los usos tradicionales, aunque está limitado por su calidad relativamente inferior para sustituirlo 1 a 1 en casos de uso específicos. Teniendo en cuenta el consumo actual, esto podría representar entre 250 y 550 mil toneladas al año solo en Europa, lo que representa un valor de varios cientos de millones de euros. Los esfuerzos de I+D en curso tienen como objetivo activo mejorar los procesos de producción e incluso actualizar el rCb para que sea adecuado para una gama más amplia de aplicaciones.
La cadena de suministro inicial de negro de carbono involucró a tres actores: proveedores y refinerías de petróleo, productores de vCb y usuarios finales, entre los que se encontraban principalmente fabricantes de neumáticos. La introducción del rCb reconfiguró esta cadena de suministro, añadiendo tres actores principales: los productores y fabricantes de rCb, los proveedores de neumáticos al final de su vida útil y las autoridades reguladoras. Numerosos fondos de inversión y actores importantes de la industria son pioneros en el surgimiento de este nuevo mercado de rCb (por ejemplo, Niersberger y Antin Infrastructure Partners).
Los principales desafíos para los productores de rCb incluyen garantizar una calidad constante del producto, abordar el estado aún inmaduro de la tecnología de pirólisis, superar la lenta adopción de nuevos productos por parte de la industria y alcanzar la estandarización. La introducción del comité D36 de la ASTM en 2017, con su sistema de clasificación para la calidad del rCb, marca un cambio positivo para abordar estos desafíos y promover la coordinación dentro de la industria.
Hoy en día, una docena de jugadores de RcB producen juntos aproximadamente 20 ktpa de RcB. Los tres mayores productores actuales son Circtec, en asociación con Birla Carbon, junto con Pyrum Innovations AG y Bolder Industries. Recientemente, en marzo de 2023, la empresa sueca Enviro, con el apoyo de Michelin y Antin Infrastructure Partners, anunció su ambición de alcanzar una capacidad de procesamiento de aproximadamente 38 ktpa de rCb para 2030.
Sin embargo, la capacidad instalada actual (~20 ktpa) y la capacidad adicional anunciada (~232 ktpa) son insuficientes para satisfacer la demanda estimada de negro de carbono recuperado en Europa (250-550 ktpa).
El estado actual de la industria plantea numerosas preguntas a todos los actores involucrados, a fin de garantizar su éxito, a saber, la capacidad de garantizar acuerdos de compra a largo plazo y la ampliación exitosa de las capacidades de producción, reduciendo así los riesgos comerciales y tecnológicos para los inversores.
El negro de carbón es una materia prima producida a partir de la combustión incompleta de productos petrolíferos pesados, comúnmente denominado negro de carbono virgen. Tiene aplicaciones generalizadas en caucho, pinturas y recubrimientos, y es un componente clave de varios artículos cotidianos, como cables de carga, fundas de teléfonos y tinta para bolígrafos. Una aplicación destacada del negro de carbón es en los neumáticos de los automóviles, donde sirve como pigmento negro y como material de relleno.
Su sustituto, el negro de carbón recuperado (RCb), desarrollado mediante un proceso de pirólisis térmica, aborda dos oportunidades.
En primer lugar, proporciona una forma sostenible de reciclar los neumáticos usados de los que se deriva el RCb. Los neumáticos usados, con una vida útil de alrededor de cinco años (50 000 km), contribuyen de manera significativa al flujo mundial de residuos, ya que cada año se desechan más de 1500 millones, lo que constituye un recurso potencial grande y disponible sin explotar. En Europa, en 2019, se recolectó el 95% de los 3,5 millones de toneladas de vehículos todo terreno transportados por pasajeros. Esta alta tasa de recolección se atribuye al sistema de gestión de los ELT introducido en Europa en 2006, que asigna a los fabricantes de neumáticos la responsabilidad de recoger y reciclar los ELT. La tecnología de pirólisis térmica desarrollada por varios fabricantes de neumáticos y empresas emergentes reutiliza los neumáticos que han llegado al final de su vida útil mediante la producción de RCb y, por lo tanto, creando un ciclo de reciclaje sostenible de neumáticos.
En segundo lugar, el negro de carbón recuperado es una palanca para descarbonizar la cadena de producción de neumáticos. Un neumático de vehículo contiene en promedio un 30% de negro de carbono. La producción de rCb genera cinco veces menos emisiones de carbono que la producción convencional basada en combustibles fósiles (vCb). Esto genera 10 kg de CO2 cuando se produce a partir de negro de carbón virgen, en comparación con solo 2 kg de CO2 cuando se produce a partir de negro de carbón recuperado. Este avance hacia la sostenibilidad se ha visto algo acelerado por el embargo impuesto a Rusia debido a la invasión de Ucrania, lo que subraya la importancia estratégica de RCb para garantizar la resiliencia de la cadena de suministro y apoyar el giro de la industria hacia prácticas de producción más sostenibles. A partir de julio de 2024, la UE prohibirá las importaciones de negro carbónico procedentes de Rusia (el 30% de las importaciones de la UE).
El tamaño estimado del mercado mundial del negro de carbón en 2023 es de aproximadamente 17,9 Mtpa, con un valor de entre 18 y 20 000 millones de dólares. Este tamaño se debe principalmente a la industrialización en la región de Asia y el Pacífico (APAC) y a una sólida industria automotriz en América del Norte. En Europa, la demanda de negro de carbón se estima en aproximadamente 2,7 millones de toneladas, lo que representa aproximadamente 3 000 millones de dólares y el 15% de la demanda total.
El negro de carbón recuperado sirve como una alternativa sostenible al negro de carbón virgen y tiene el potencial de reemplazar entre el 10 y el 20% del negro de carbón virgen (debido a su calidad inferior), lo que equivale a entre 250 y 550 ktpa de rCb en Europa (unos 265 a 530 millones de dólares).
Sin embargo, esta sustitución se ve limitada por la menor calidad de rCb en comparación con VcB. Garantizar la consistencia y la calidad del producto es el principal desafío al que se enfrentan los productores de rCb. La consistencia del producto es el requisito clave del cliente, ya que permite la integración perfecta de rCb en los procesos industriales. La falta de control sobre la materia prima puede provocar variaciones sustanciales en la calidad de producción del RCb. Además, el suministro de rCb de alta calidad (sin fibras ni residuos) es otro desafío, ya que determina la idoneidad para aplicaciones específicas; por ejemplo, un alto nivel de impurezas (por ejemplo, ceniza y sílice) puede impedir que se utilice en aplicaciones sobre bandas de rodadura de neumáticos.
Para hacer frente a estos desafíos, es esencial un control estricto de las materias primas, las exhaustivas pruebas de laboratorio y el desarrollo de nuevas tecnologías. La investigación continua tiene como objetivo mejorar los procesos de producción y la calidad del rCb para ampliar su gama de aplicaciones. En particular, los desarrollos recientes indican un cambio hacia el uso de materiales sostenibles en los neumáticos. Por ejemplo, los neumáticos MotoE 2022 de Michelin incorporaron un 40% de materiales sostenibles y cumplieron con los criterios de seguridad y rendimiento, como alcanzar velocidades de 250 km/h, lo que constituye un ejemplo de la mejora continua de la calidad del RCb.
En 2017, el comité D36 de la ASTM estableció un sistema de clasificación para la calidad del negro de carbón recuperado entre N900 y N100 (de peor a mejor calidad). Tanto el RCb como el VCb pueden emplearse en productos mecánicos de caucho y en aplicaciones para la fabricación de carcasas de neumáticos (N900<->N500). Sin embargo, el RCb puro solo se puede utilizar en las bandas de rodadura de los neumáticos (N300<->N100) si se somete a procesos de mejora. Las aplicaciones especiales, como los tóneres, las tintas o los polímeros (con una calificación superior a N100), aún no son accesibles para rCV debido a los requisitos de alta calidad.
En general, el espectro de aplicaciones de rCb se está expandiendo, gracias a los avances en los procesos de actualización y mejora de rCb, acercándolo gradualmente a las aplicaciones de vCb.
La cadena de suministro del negro de carbono comprende a varias partes interesadas y, recientemente, con la aparición del RCb y el interés que ha generado, se ha vuelto más compleja. En un principio, los usuarios finales del negro de carbón (fabricantes de neumáticos, caucho, productos químicos, plásticos y tintas) compraban el cB a fabricantes como Cabot, Birla Carbon y Orion, que obtienen sus materias primas de refinerías de petróleo. La introducción del negro de carbono recuperado reconfiguró esta cadena de valor, añadiendo tres actores principales: los proveedores de materias primas, los productores de negro de carbono y los fabricantes de productos de mejora.
Los productores de negro de carbono recuperado pueden clasificarse en tres grupos:
- Los productores de rCb sin procesar suministran carbón de neumáticos de bajo valor, que requiere posprocesamiento y refinación para abordar el mercado negro de carbono.
- Los productores de RCb posprocesados pueden clasificarse además en dos tipos: actores integrados que poseen la tecnología de pirólisis para la recuperación de petróleo y rCb; y operadores puros que son propietarios de la planta que operan pero obtienen una licencia de los proveedores de tecnología para llevar a cabo el proceso de fabricación.
- Los mejoradores de rCb adquieren rCb sin procesar y posprocesado y utilizan métodos de activación de carbono y lixiviación de cenizas para mejorar la calidad del rCb y producir rCb de calidad especial de alto valor.
Han surgido dos modelos de asociaciones estratégicas para mejorar el acceso a rCb para los clientes finales, incluidos Michelin, Goodyear y Pirelli, que también son consumidores de vCb.
- En primer lugar, las colaboraciones entre los fabricantes de vCb y rCB han permitido a los jugadores de rCB aprovechar el acceso al mercado de los jugadores de vCb, mientras que los jugadores de vCb pueden alinearse con los objetivos de sostenibilidad. El acuerdo a largo plazo entre Birla Carbon y Circtec desde 2021 ilustra este tipo de asociación.
- En segundo lugar, se han establecido asociaciones comerciales entre los productores de rCb y los usuarios finales para facilitar el desarrollo conjunto, adaptarse mejor a los requisitos de los clientes y, lo que es más importante, garantizar la adquisición de rCb al menos durante su introducción inicial en el mercado. Un ejemplo de este tipo de asociación es la colaboración entre el fabricante sueco de rCb Enviro Systems, respaldado por Antin Infrastructure Partners y Michelin. Antin y Enviro formaron la empresa conjunta en marzo de 2023 para construir una serie de plantas en determinadas geografías europeas. Antin es accionista mayoritario de la empresa conjunta, Michelin es accionista minoritario y Enviro tiene la opción de convertirse en un accionista minoritario importante. Michelin apoya a la empresa conjunta mediante la firma de acuerdos de suministro plurianuales de materiales reciclados de las primeras plantas establecidas. La empresa conjunta firmó acuerdos plurianuales para el suministro de neumáticos al final de su vida útil y para la adquisición de productos petrolíferos y negros de carbono recuperados (contratos de compra garantizados de 5 a 10 años con los principales fabricantes de neumáticos, como Michelin, Nokian Tyres, Preem, etc.). En febrero de 2024 anunciaron la decisión final de inversión para una primera planta en Uddevall (Suecia).
Además de los productores de rCb, la cadena de valor del negro de carbono ahora incorpora a recicladores de neumáticos al final de su vida útil, que suministran a los productores de rCb las materias primas necesarias. En Europa, estas entidades de reciclaje son organizaciones sin fines de lucro financiadas por productores e importadores de neumáticos. Recaudan una contribución ecológica, que en 2023 asciende a 1,40€ por neumático de automóvil procesado, deducido de la venta inicial de neumáticos.
Para cumplir con su obligación con respecto a la gestión de neumáticos al final de su vida útil, los principales fabricantes de neumáticos, como Bridgestone, Continental, Goodyear, Pirelli y Michelin, han establecido organizaciones sin fines de lucro en los países en los que operan para supervisar la recolección de neumáticos usados. Algunos ejemplos de estas organizaciones son Aliapur en Francia (fundada en 2003) o Ecopneus Scpa en Italia (fundada en 2011). Este eficiente sistema de recolección, con una tasa de recolección de casi el 95%, se estableció en respuesta a las directivas europeas que convertían a los actores públicos encargados de la regulación en otro actor importante de la cadena de valor del negro carbón. Una de las entidades públicas más influyentes que supervisan esta cadena es la Dirección General de Medio Ambiente de la Unión Europea, que ha introducido varias directivas a lo largo de los años. En 1999, prohibió el depósito de neumáticos usados en vertederos; en 2000, implementó medidas para evitar la generación de residuos a partir de los vehículos y sus componentes, y en 2006, introdujo el sistema de responsabilidad ampliada de los productores, que responsabilizaba a los fabricantes de neumáticos de la gestión de los neumáticos usados.
Las empresas de gestión de residuos, como Veolia y Suez, desempeñan un papel crucial en este proceso de recogida de neumáticos, colaborando con talleres, centros de reciclaje especializados, vertederos públicos y gasolineras para suministrar neumáticos usados a los productores de RCb.
Marubeni también entró en el mercado del rCb en febrero de 2024 mediante una inversión en RCB Nanotechnologies, una empresa con sede en Múnich que actualmente construye una planta de purificación química de rCb para producir negro de carbono recuperado para su uso en neumáticos. Marubeni planea consolidar y estructurar una cadena de valor sostenible desde las materias primas del caucho hasta los neumáticos.
Por último, el interés de varios fondos de inversión por este sustituto emergente, junto con las asociaciones estratégicas en las que participan destacados actores de la industria, destacan la creciente importancia de este nuevo producto. Por ejemplo, Klean Carbon, que produce productos de postprocesamiento de carbón clorado, ha colaborado con Niersberger Group, la principal empresa europea de ingeniería y construcción de biogás, para desarrollar una tecnología de pirólisis a escala comercial en la Unión Europea. Además, el fondo de inversión Antin Infrastructure Partners ha creado una empresa conjunta con Enviro Systems, con el apoyo de Michelin, para crear el primer grupo de reciclaje de neumáticos a gran escala del mundo. Por último, el proyecto BlackCycle, una iniciativa coordinada por Michelin y financiada por la UE, tiene como objetivo establecer una economía circular de neumáticos en Europa.
Los compromisos de varios fabricantes de neumáticos con los materiales reciclados y sostenibles aumentarán la demanda de RCb y el interés de muchos otros nuevos participantes:
- Michelin y Bridgestone compartieron en un documento técnico conjunto el objetivo de utilizar materiales 100% sostenibles en los neumáticos para 2050
- Fabien Gaboriaud, vicepresidente sénior de Materiales Sostenibles y Circularidad de Michelin, compartió el objetivo de «un 40% de materiales sostenibles reciclados y renovables para 2030»
Si bien el mercado negro de carbono recuperado parece ser un mercado prometedor y dinámico, varios desafíos dificultan su expansión, principalmente debido a que aún no ha alcanzado su plena madurez técnica.
La mayoría de las tecnologías de pirólisis se consideran sistemas de demostración (TRL-7, en la escala del nivel de preparación tecnológica) o un sistema comercial único en su tipo (TRL-8), que aún es demasiado inmaduro para su comercialización a gran escala (requiere el TRL-9).
La lenta integración del rCb en los nuevos productos por parte de la industria constituye otro obstáculo para la expansión del rCb. De hecho, el proceso de desarrollo de nuevos productos a partir de negro de carbono recuperado o de integrarlo en los ya existentes lleva mucho tiempo, a menudo una década o más, como se ha visto en la industria de los neumáticos. Las iniciativas de sostenibilidad empresarial, como el compromiso de Michelin de incorporar un 40% de materiales reciclados y sostenibles en la producción de neumáticos nuevos de aquí a 2030 y un 100% de aquí a 2050, deberían acelerar la adopción del negro de carbono recuperado en la industria del caucho como sustituto viable del negro de carbono virgen.
Por último, hay una falta de estandarización en términos de pruebas y clasificación de productos para el RCb. En 2017, se creó el comité D36 de la ASTM para delinear las diferencias entre el carbón carbonizado, el negro de carbón, el negro de humo recuperado en bruto y el negro de humo recuperado. Además, se formaron subcomités para desarrollar estándares de calidad y seguridad para los productos negros de carbón recuperados, así como la terminología, las directrices, las prácticas y los métodos de prueba. Esto llevó a la creación de un sistema de clasificación que clasifica la calidad del negro de carbón recuperado en una escala del N900 al N100, determinando su idoneidad para diversas aplicaciones. Si bien este sistema de clasificación ayuda a facilitar el intercambio entre productores y compradores, las numerosas distinciones dentro de las gamas N900 y N100 pueden complicar el sistema y retrasar el desarrollo de productos estandarizados.
Hoy, en Europa, alrededor de doce jugadores intentan satisfacer la demanda de rCb. En conjunto, tienen una capacidad de producción operativa de aproximadamente 20 toneladas al año. El mayor productor es Circtec, un actor integrado que ha establecido una asociación estratégica con un importante productor de vCb, Birla Carbon. Otro productor destacado de rCb es la empresa que cotiza en bolsa Pyrum Innovations AG, que recientemente unió fuerzas con BASF SE (el principal grupo químico) y Suez (el especialista francés en gestión de aguas y residuos). Pyrum se está posicionando como un actor importante en el mercado del rCb, con el objetivo de ampliar su capacidad de producción en cuatro puestos de aquí a 2030.
Otro actor destacado en la producción de rCb es la empresa sueca Enviro Systems, cuya tecnología ha sido adquirida por Antin Infrastructure Partners, y tiene como objetivo construir cinco fábricas en Europa de aquí a 2030 con el objetivo de gestionar un tercio de los neumáticos usados en Europa, lo que se traducirá en una producción anual de casi 70 toneladas de rCb. Enviro también se ha fijado el ambicioso objetivo de procesar 1000 toneladas de neumáticos reciclados, de los cuales alrededor de 300 toneladas se convertirían en RCb, aunque aún no han esbozado un plan industrial específico en este momento.
Entre los jugadores puros se encuentran la compañía danesa Elysium Nordic y la compañía inglesa Wastefront. Si bien sus instalaciones aún se encuentran en la fase de desarrollo, proyectan un aumento en sus capacidades de producción. Elysium Nordic prevé una capacidad de producción anual de 12 ktpa, mientras que Wasterfront apunta a alrededor de 23 ktpa.
A pesar de la presencia de estas prometedoras empresas y de numerosas asociaciones, la oferta actual de rCb está muy por debajo de la demanda existente en Europa. La oferta actual es de aproximadamente 20 ktpa, mientras que la demanda oscila entre 250 y 550 ktpa. Las posibles expansiones futuras de los actores más ambiciosos, como Enviro, podrían cerrar la brecha entre la oferta y la demanda.
Es esencial reconocer las dos expectativas importantes para la trayectoria futura del sector del RCb. La industria, que comenzó inicialmente a un ritmo gradual, ahora está avanzando hacia la etapa de industrialización y comercialización, y ahora está cobrando un fuerte impulso. Se prevé un fuerte interés a medida que el sector se expanda, lo que se refleja en la aparición de compromisos a largo plazo y acuerdos de adquisición, que indican que el mercado está listo para el despliegue masivo de tecnología.
Dada la creciente dinámica de la demanda, la capacidad de las instalaciones existentes, combinada con las capacidades adicionales anunciadas a corto plazo y las ambiciones a largo plazo, no satisfacen la demanda. Esta discrepancia presenta una oportunidad atractiva para los inversores y los nuevos participantes en el mercado. Los desafíos inmediatos que deben abordarse incluyen el establecimiento de un marco de apoyo para una participación sostenida y el logro de la madurez tecnológica necesaria para un despliegue a gran escala, ambos aspectos esenciales para aprovechar todo el potencial del sector.
Las perspectivas son prometedoras, ya que los avances en la tecnología y el creciente interés del mercado allanan el camino para una industria más ecológica y sostenible.
El mercado negro de carbono recuperado aún está en pañales y muestra signos prometedores de crecimiento a medio plazo, ya que es una de las principales palancas de descarbonización para la industria de los neumáticos. En la actualidad, los actores del mercado no comparten una posición común sobre el RcB: algunos se esfuerzan activamente por desplegar su capacidad y ser pioneros en el mercado, otros se han fijado ambiciosos objetivos de descarbonización que incluyen (pero no se limitan a) la producción, el transporte y el uso del negro de carbono. Por último, algunos actores siguen mostrándose reacios a posicionarse, dada la relativa incertidumbre que se avecina.
Se espera que la industria despegue una vez que se eliminen los principales desafíos regulatorios e industriales, especialmente mediante la estandarización del mercado y objetivos y mecanismos de sostenibilidad claros, a los que se dedican la mayoría de los esfuerzos en la actualidad.
En vista del potencial del mercado de rCb, los jugadores que deseen entrar en este mercado no deben perder de vista algunas consideraciones clave.
Para proveedores de ELT y empresas de gestión de residuos
- ¿Quiénes serán los pioneros de este mercado emergente en el que la regulación desempeña un papel crucial?
- ¿Cuáles son los medios más eficaces para capturar volúmenes suficientes de ELT?
Para proveedores de tecnología y fabricantes de rCb
- ¿Cuáles son los criterios de compra clave y las estrategias ganadoras para comercializar rCB de manera efectiva?
- ¿Qué tecnologías o innovaciones emergentes podrían revolucionar la industria del RCb?
- ¿Cómo gestionar los desafíos de garantizar una materia prima consistente para los ELT y qué estrategias deberían implementarse para mitigar los riesgos de suministro?
- ¿Cuáles son los prerrequisitos estratégicos necesarios para apoyar el aumento de la producción que tanto necesita la industria?
Para productores convencionales de negro de carbono
- ¿Qué impacto ha tenido la revolución del RCb en la competitividad y la cartera de productos de los productores de CB convencionales?
- ¿Cómo se pueden estructurar y aprovechar las posibles asociaciones con los proveedores de ELT, los fabricantes de RCb y los compradores?
- ¿Qué jugadores de RcB son relevantes y están abiertos a una asociación?
Para fabricantes de neumáticos
- ¿Cuáles son las principales tendencias de adopción del negro de carbono recuperado en productos futuros y los factores clave que influyen en el proceso de toma de decisiones?
- ¿Qué estándares de calidad y rendimiento se exigen a los fabricantes de rCb para permitir la sustitución e integración efectivas en los productos del futuro?
Para reguladores
- ¿Cómo se pueden optimizar los marcos regulatorios para facilitar el crecimiento sostenible del mercado de rCB?
- ¿Qué mecanismos se pueden implementar para garantizar el cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad y la estandarización del mercado?
