A CBMM quer levar seu nióbio para as baterias e pegar carona na eletrificação

A CBMM tem dois negócios. Um é extrair o nióbio da terra. O outro é descobrir o que fazer com ele.

A mineradora e metalúrgica controlada pela família Moreira Salles, de longe a maior produtora de nióbio do mundo, faturou quase R$ 7 bilhões no ano passado, vendendo basicamente para siderúrgicas.

Para dobrar de tamanho daqui dez anos, a CBMM quer pegar carona na onda mundial de eletrificação e começar a colocar o nióbio em baterias.

A demanda por armazenamento de energia já é grande por causa dos celulares, laptops e carros. Num futuro próximo, caminhões, trens e equipamentos industriais também precisarão de baterias.

A expectativa é que o mercado global de baterias de íons de lítio chegue a US$ 116,6 bilhões em 2030.

A CBMM quer uma parte desse bolo. 

Com parcerias com gigantes como a Toshiba e investimentos em startups ao redor do mundo, a empresa com sede em Araxá (MG) está desenvolvendo baterias que carregam mais rápido, têm vida mais longa e são mais seguras.

A tecnologia avançou muito desde que a Sony inaugurou a era das baterias de íons de lítio, em 1991, mas nunca se viu uma corrida como a que acontece hoje por uma inovação disruptiva.

Essa é a esperança da CBMM com o nióbio. A expectativa é de uma ruptura tecnológica, digamos assim, qualificada.

“Não existe uma bateria que entregue todos os benefícios que o usuário final deseja: densidade energética, carregamento rápido, potência, segurança, durabilidade e baixo custo”, diz Rogério Ribas, gerente da área de baterias da CBMM. “Não tem como.”

Existem duas aplicações possíveis para a aposta da mineradora no mundo eletrificado. Uma delas traz benefícios marginais, mas relevantes. A outra tem o potencial de ser mais transformadora.

Aula de química

Sem entrar em detalhes muito técnicos, o nióbio – mais precisamente o óxido de nióbio, que parece um talco – pode ser usado em dois pontos das baterias que conhecemos hoje: o ânodo e o cátodo, ou os polos negativo e positivo, respectivamente.

O jeito mais simples é usá-lo na composição do polo positivo. Com a adição do metal, é possível mexer na proporção dos dois principais ingredientes do cátodo, que passa a conter mais níquel e menos cobalto.

Na prática, isso significa uma bateria com uma vida útil mais longa e potencialmente mais barata, já que o níquel custa pelo menos metade que o cobalto, diz Ribas.

Outro benefício importante é humanitário: o maior produtor mundial de cobalto é a República Democrática do Congo, e a exploração desse minério está associada a violência, trabalho infantil e condições de segurança basicamente inexistentes.

As baterias que levam nióbio já são usadas em bicicletas e patinetes elétricos vendidos na Ásia.

Mas não é isso que vai garantir o crescimento esperado pela CBMM, porque esse novo tipo de cátodo contém só 1% de nióbio. A esperança está no outro polo da bateria.

O positivo do negativo

O ânodo é feito de grafite e esse material é responsável por dois problemas essenciais relacionados ao armazenamento de energia. O primeiro é a velocidade de carregamento (e também do descarregamento, ou a potência).

Se o grafite for trocado por um composto de óxido nióbio, uma bateria que levaria uma hora para carregar pode ser completamente carregada em seis minutos.

Além disso, o  grafite expande e contrai a cada ciclo de carga e descarga, o que provoca a conhecida perda de performance com o tempo, além de ser a causa de explosões de baterias.

Como o mundo do armazenamento de energia ainda é um cobertor curto, puxar para o lado do carregamento rápido significa abrir mão de capacidade.

A expectativa é que as baterias com ânodo de nióbio tenham entre 20% a 25% menos densidade energética que as tradicionais de mesmo peso e tamanho.

Isso não é necessariamente um problema, diz Ribas. Tudo depende da aplicação. As montadoras não querem carros com menos autonomia, mas para alguns ônibus a conta pode ser diferente.

“Imagine um ônibus que roda dentro da cidade”, afirma Ribas. “A bateria dura o suficiente para fazer a viagem de ida. Enquanto o motorista tem uns minutos de descanso no ponto final, ela pode ser carregada de novo rapidamente.”

A empresa anunciou uma parceria com a Volkswagen Caminhões e Ônibus para testar a bateria com nióbio no Brasil, quando elas estiverem disponíveis.

A expectativa é que essas baterias custem mais caro, mas o executivo aponta que o mais importante é o preço ao longo da sua vida útil. Em veículos ou outros equipamentos que perdem dinheiro quando estão parados e ligados na tomada, a tecnologia faz sentido.

A aposta nas startups

Em termos de volume, é essa a inovação que deve sustentar boa parte do crescimento projetado pela CBMM.

Hoje, 90% das vendas são feitas para siderúrgicas. Ligas especiais com nióbio resultam em um aço mais resistente e ao mesmo tempo mais maleável.

A companhia espera que, daqui a dez anos, um quarto da receita venha de atividades ligadas à eletrificação.

Isso vai depender do sucesso dos parceiros e das startups que desenvolvem as células com nióbio. Ribas diz estar bastante otimista.

(Breve parêntese técnico: a CBMM vai vender o nióbio para as fabricantes das células, o elemento básico que vai dentro das baterias que você conhece.)  

A Toshiba estuda o nióbio há mais de dez anos. A CBMM tem uma parceria com a gigante japonesa desde 2018, e os testes estão na fase final.

“Acabamos de produzir 5.000 células, que serão entregues para alguns clientes [as empresas que montam as baterias, propriamente]”, afirma Ribas.

Além da colaboração com a Toshiba, a CBMM adquiriu em agosto passado 13% da Echion, startup britânica que também trabalha com materiais usados nos ânodos à base de nióbio.

Jean de la Verpillière, fundador e CEO da empresa, acredita que as primeiras aplicações comerciais devem começar já em 2023.

 “Ainda não sabemos quais serão especificamente os usos finais, pois isso depende dos fabricantes das baterias, mas certamente serão situações industriais ou que exigem alta disponibilidade dos equipamentos.”

De la Verpillière acredita que trens e veículos como empilhadeiras sejam candidatos naturais para a bateria com nióbio.

“Mas não existe bala de prata. Não vai existir uma bateria que sirva para todo tipo de aplicação nem todo tipo de veículo. Vai ser sempre uma escolha: preciso de durabilidade aqui, carregamento rápido ali”, afirma o empreendedor.

A Echion estima que os compostos de nióbio responderão por 10% do mercado total de baterias. “Pode não parecer muito, mas são bilhões de dólares.”

Nióbio é o que não falta

Mesmo que todas as novas baterias do mundo fossem feitas com nióbio, não faltaria matéria-prima. Só a mina de Araxá tem quantidades suficientes para atender a demanda mundial pelos próximos 200 anos, de acordo com a empresa.

A CBMM produz cerca de 120 mil toneladas de nióbio por ano. Como comparação, a Vale deve atingir uma capacidade de 400 milhões de toneladas de minério de ferro em 2022.

Apesar dos delírios do presidente Jair Bolsonaro, o nióbio não é nem nunca será um recurso natural tão disputado. E o Brasil tampouco é o único produtor desse metal. Existem mais de 85 depósitos conhecidos no mundo. Eles só não são explorados porque a utilidade do nióbio é limitada.

A CBMM faz isso muito bem. Desde sua fundação, em 1955, a empresa vem investindo para criar demanda pelo nióbio, dentro e fora do Brasil.

No final dos anos 1970, quando o consumo de aço na China era comparável ao do Brasil, a empresa já se esforçava para colocar o pé naquele mercado. Hoje, o país compra 44% do nióbio produzido pela CBMM em Araxá.