Cómo las tendencias de los vehículos eléctricos convirtieron esta ciudad en un "pequeño centro fenomenal"

Jun 11, 2023

MOSES LAKE, Washington — Las fuerzas que están creando una nueva industria estadounidense de fabricación de vehículos eléctricos son evidentes en los campos de maíz de aquí, donde se están levantando dos fábricas a 1 milla de distancia una de otra.

Sila Nanotechnologies y Group14 Technologies fabrican polvos negros, conocidos como materiales activos de ánodo, que mejoran el rendimiento de los vehículos eléctricos. Ambos obtuvieron subvenciones federales por la misma cantidad, 100 millones de dólares. Ambos son fervientemente cortejados por los fabricantes de automóviles de lujo en Alemania.

No es una coincidencia. Los requisitos de la cadena de suministro establecidos en la Ley de Reducción de la Inflación, las regulaciones europeas sobre el carbono, las rivalidades de Estados Unidos con China, las inversiones de Corea del Sur y una escasez crítica de minerales están convergiendo para rehacer esta ciudad y el condado circundante, que históricamente fue más conocido por sus patatas y manzanas.

"Moses Lake se está convirtiendo en este pequeño centro fenomenal", dijo Chuck Sutton, vicepresidente de marketing de REC Silicon. Su empresa se encuentra junto a las dos nuevas empresas y pronto comenzará la producción de silano, un gas que infunde silicio al polvo negro para fabricar un producto de batería que podría superar en rendimiento a lo que sale de China.

Lo que está sucediendo aquí refleja una transformación que se está produciendo en todo Estados Unidos y que podría influir en el resultado de la agenda energética y climática del presidente Joe Biden. Una inversión acumulada de 165 mil millones de dólares desde 2015 en fábricas de vehículos eléctricos y baterías se está traduciendo en una realidad de concreto y acero y dando forma a comunidades del siglo XX como Moses Lake, que se encuentra en el borde plano de la meseta de Columbia con vista a la Cordillera Cascade cubierta de nieve.

Las ubicaciones de centros emergentes como Moses Lake se eligen en parte para aprovechar las regulaciones en el Distrito de Columbia y Bruselas y las decisiones comerciales en Seúl, incluso si a los locales no les importan los vehículos eléctricos. Revelan las tensiones sobre el potencial de la industria de los vehículos eléctricos, en su voraz necesidad de energía y los límites sobre la cantidad de ella que puede generarse y moverse a través de líneas de transmisión.

Moses Lake también tiene una gran oferta de energía hidroeléctrica, lo que lo convierte en una opción atractiva para las empresas que buscan electricidad con bajas emisiones para garantizar que sus productos exportados cumplan con el sello de aprobación de carbono de Europa. Según las normas aprobadas en junio, Europa exige que las baterías de los vehículos eléctricos (incluidas las exportadas desde EE. UU.) verifiquen su huella de carbono.

Las dos empresas utilizan materiales producidos en Estados Unidos, lo que convierte a la ciudad en un lugar privilegiado para cumplir con los requisitos de la ley climática que exige que los beneficiarios de créditos fiscales para vehículos eléctricos utilicen materiales de origen nacional. En una época en la que los minerales críticos se están volviendo tan importantes como el petróleo, la ciudad es una de las únicas fuentes nacionales de silano, lo que le da una ventaja en el auge de la fabricación de vehículos eléctricos.

Desde que se aprobó la Ley de Reducción de la Inflación hace un año, los planes para construir vehículos eléctricos y sus baterías y componentes han surgido en todo el país como maleza después de una lluvia primaveral. Los incentivos de la ley han estimulado 56 mil millones de dólares de inversión en 97 proyectos, según un análisis realizado este mes por E2. Algunas ciudades, como Reno, Nevada, y Atlanta, parecen estar en camino de convertirse en grandes centros industriales para la producción de vehículos eléctricos y baterías.

Según Jay Turner, profesor de estudios ambientales en Wellesley College que mapea la nueva producción de vehículos eléctricos en América del Norte, Moses Lake muestra el potencial de que “lugares con grandes recursos sean transformados por la cadena de suministro de energía limpia”.

Al mismo tiempo, puede presagiar los límites de la capacidad de Estados Unidos para fabricar las decenas de millones de vehículos eléctricos que deben venderse para reducir las emisiones de carbono y frenar el cambio climático. Uno de sus mayores atractivos, su energía limpia y barata, podría no ser capaz de seguir el ritmo de las tórridas demandas de Sila, el Grupo 14 y otros que gravitan aquí.

Políticamente, la región no parece un terreno fértil para la energía verde. El condado de Grant, donde se encuentra Moses Lake, distribuye a sus 100.000 residentes en lo que son principalmente tierras de cultivo, y el 66 por ciento de sus votantes eligieron a Donald Trump en las últimas elecciones presidenciales. Los avistamientos de vehículos eléctricos en sus carreteras son raros.

Las señales de las autopistas a lo largo de la Interestatal 90, la arteria principal del área, indican que Grant Country es el principal productor de papas de Estados Unidos, aunque en las últimas décadas se ha convertido en un centro de producción de fibra de carbono, acero y productos químicos y tiene un papel cada vez mayor en el sector aeroespacial.

"Para ser un condado rural en el este de Washington, nuestra economía está extremadamente diversificada", dijo Brant Mayo, director ejecutivo del Consejo de Desarrollo Económico del Condado de Grant.

El motor de esa diversidad es el río Columbia, que forma la frontera occidental del condado. Allí, el Distrito de Servicios Públicos (PUD) del Condado de Grant posee y opera dos represas titánicamente grandes, llamadas Wanapum y Priest Rapids.

Las presas riegan los huertos de cerezos, manzanos y perales a orillas de los ríos y pueden producir más de 2 gigavatios de energía baja en carbono. Eso equivale a más de 6 millones de paneles solares, lo que permite al PUD ofrecer una de las electricidad más barata del estado.

Las grandes represas fueron un imán para nuevos contendientes en baterías como Sila y Group14.

"La energía hidroeléctrica ya cuesta la mitad de lo que vimos en otros lugares en redes más sucias", dijo Gene Berdichevsky, director ejecutivo y cofundador de Sila, quien comenzó como uno de los primeros diseñadores de baterías de Tesla Inc.

La energía libre de carbono se ha vuelto crucial para sus cálculos. Las industrias progresistas como las de Silicon Valley han considerado durante mucho tiempo la energía limpia como un beneficio agradable. Pero para los nuevos fabricantes de baterías que buscan participar en la cadena de suministro automotriz, es imprescindible, debido a las reglas de carbono que ya existen en Europa y que son posibles en los EE. UU. en el futuro.

"Las fuentes de energía renovables para la producción de materias primas son realmente críticas para la dirección que la industria automotriz está tratando de tomar", dijo Rick Luebbe, director ejecutivo y cofundador de Group14.

Para Sila y Group14, los clientes alemanes exigen productos con cero emisiones de carbono.

Uno de los mayores inversores del Grupo 14 es Porsche, el fabricante alemán de automóviles deportivos, que lideró una ronda de financiación de 614 millones de dólares a principios del año pasado. Mientras tanto, el socio de Sila es Mercedes-Benz, el fabricante alemán de automóviles de lujo. Cuando la fábrica de Sila entre en funcionamiento en 2025, su producto se enviará para su integración en el nuevo SUV eléctrico Clase G de Mercedes.

Porsche y Mercedes, a su vez, están bajo presión de los reguladores europeos.

El reglamento aprobado por el Parlamento Europeo en junio exige que cada batería de vehículo eléctrico lleve una etiqueta que declare su huella de carbono. Incluye un sistema de “pasaporte de batería” para rastrear digitalmente las baterías a lo largo de la cadena de suministro.

Los fabricantes de automóviles alemanes pagarán una prima por los suministros que les ayuden a cumplir esas regulaciones, incluso si se encuentran en un lugar muy alejado de la cadena de suministro. Este mecanismo está provocando un resurgimiento industrial (mucho mayor que el del lago Moses) en Bécancour, un pueblo de la provincia canadiense de Quebec, que está construyendo una enorme cadena de suministro de baterías basada en represas hidroeléctricas en el río San Lorenzo.

Entonces, por la magia de las regulaciones (específicamente los límites de carbono escritos en Bruselas), las represas en el noroeste del Pacífico se han convertido en una parte codiciada de la cadena de suministro de automóviles de lujo alemanes.

“Son parte integrante”, dijo Berdichevsky sobre la relación entre la energía hidroeléctrica de Moses Lake y los mercados a los que vende. "La limpieza de la energía que estás utilizando está íntimamente relacionada con el precio de tu producto".

Si bien las represas explican en gran medida la presencia de los fabricantes de baterías en el condado de Grant, una fuerza diferente los empujó hacia este campo de maíz en particular.

Las dos fábricas se encuentran justo a las puertas de una tercera fábrica que no ha producido nada en los últimos cuatro años.

Llamada REC Silicon ASA, podría confundirse con una refinería de petróleo en miniatura, con su laberinto de tubos y tanques que se pueden ver a kilómetros de distancia. Pero en lugar de petróleo, pronto comenzará a producir silano, un producto altamente explosivo con un olor abrumador a vinagre.

El silano es el punto de partida para la oferta clave de las startups de materiales activos para ánodos basados ​​en silicio. El ánodo, o lado negativo, de una batería contiene electrones hasta que viajan hacia el cátodo, o lado positivo, de la batería y crean una corriente eléctrica. Los materiales activos son los que hacen que la batería sea capaz de almacenar una carga.

El silano es tan importante para Group14 que estableció un laboratorio de investigación dentro de las puertas de REC Silicon, incluso cuando la fábrica todavía estaba en estado de animación suspendida.

"Realmente queremos ayudarlos a que Moses Lake vuelva a funcionar", dijo Grant Ray, vicepresidente de estrategia de mercado global de Group14.

La trayectoria de REC Silicon, que apenas sobrevivió a los altibajos económicos de la última década, ilustra otra faceta de la economía emergente de energía limpia.

A partir de 2002, los propietarios de REC Silicon realizaron ampliaciones cada vez mayores de la planta y de una instalación hermana en Butte, Mont. La propuesta original y más importante de la empresa era fabricar silicio, el material base de los paneles solares.

REC Silicon asumió que un auge de la fabricación de energía solar en Estados Unidos era inminente. Pero esos planes se desvanecieron en la década de 2010, cuando los fabricantes estadounidenses murieron y China tomó el relevo como principal fabricante de energía solar del mundo. En 2019, la planta de Moses Lake quedó suspendida con la expectativa de que la demanda se reactivaría algún día. La planta más pequeña de Butte permaneció en funcionamiento.

Con la aprobación de la Ley de Reducción de la Inflación del año pasado, la reactivación de la planta de Moses Lake puede estar cerca.

REC Silicon planea reiniciar sus operaciones a finales de este año con la ayuda de los incentivos fiscales de la ley. Además del silicio de calidad solar, planea producir gas silano. Se trata de una propuesta valiosa, ya que la planta de REC Silicon Butte es actualmente el único proveedor nacional de silano y la instalación de Moses Lake es más grande y podría producir mucho más.

La fábrica de Moses Lake está contratando a 150 personas, incluidas muchas previamente despedidas. Sutton, vicepresidente de marketing, ha trabajado en la empresa durante 31 años y durante un recorrido por la planta no podía dejar de sonreír.

"Para nosotros, creo que el futuro parece muy brillante y prometedor", afirmó.

Para comprender cómo se unirán los dos productos de Moses Lake (la energía hidroeléctrica del condado de Grant y el silano de REC Silicon) para fabricar baterías, considere la fábrica de Group14 en Woodinville, un suburbio de Seattle al otro lado del estado. La planta de Moses Lake, cuando entre en funcionamiento, será mucho más grande.

Sobre el suelo de cemento de Woodinville, se encuentra otro material base de la cadena de suministro de baterías en grandes bolsas de plástico transparente. Luebbe, el director general de la empresa, recoge uno de ellos. Susurra con fuerza, incluso contra el zumbido de las máquinas. El contenido parece briquetas de carbón especialmente gruesas, como si el Grupo 14 se estuviera preparando para una parrillada gigante.

"Este es probablemente el carbono más puro del mundo", dijo.

La salsa secreta tanto del Grupo 14 como de Sila es este carbono y su particular estructura. El silicio es un material de batería complicado porque sus moléculas fluctúan de tamaño dependiendo de su carga. Las nuevas empresas han creado andamios de carbono personalizados para acomodarlos.

Las bolas parecidas a briquetas son un paso intermedio en el proceso del Grupo 14. Comenzaron como bloques de polímeros (una forma de plástico) que pasaron unas 10 horas avanzando poco a poco a lo largo de una cinta transportadora a través de un horno que los calentó a 1.000 grados Celsius. El hidrógeno y el oxígeno se quemaron. Quedaron las redes de carbono que la empresa diseñó a medida para su uso en una batería.

“Los llevamos al tocador, los trituramos y luego los trituramos”, dijo Luebbe.

Luego, el polvo, creado a partir de la trituración y la molienda, ingresa a un reactor. Se introduce un bote de silano, procedente de la planta de REC Silicon en Butte. El gas infunde lo que Luebbe llama “microporos” en la red de carbono. En ese paso final, el polvo negro se sella al vacío en bolsas de aluminio y se envía a los clientes.

Aquí es donde entrará en juego la energía hidroeléctrica del condado de Grant. “Todo este sistema funciona con electricidad”, dijo Luebbe.

Cuando Group14 se mude a su planta de Moses Lake, la electricidad de las presas del PUD del condado de Grant proporcionará el calor para alimentar todo el proceso. De esta forma, el producto final tendrá la baja huella de carbono que exige el cliente de la compañía, Porsche.

REC Silicon planea producir un total de 22.000 toneladas métricas de silano al año, para Group14 y otros. Sila, la otra startup de silicio, también basa su proceso en silano, pero no se ha comprometido a comprárselo a REC Silicon. Ha insinuado la perspectiva.

"El mayor productor de silano del país está justo enfrente de nuestras instalaciones", dijo Berdichevsky, director ejecutivo de Sila. "Ciertamente es muy útil".

El producto de REC Silicon es indiscutiblemente americano.

Esto es importante porque los subsidios a los vehículos eléctricos para los compradores de automóviles en la Ley de Reducción de la Inflación (7.500 dólares por vehículo) requieren que los minerales críticos provengan de aliados o del país. Por esta razón, los fabricantes de automóviles estadounidenses tienen un poderoso incentivo para buscar componentes de baterías fabricados con silano de Moses Lake.

Detrás de los planes de negocios de Sila y Group14 se cierne el dominio de China en la cadena de suministro de vehículos eléctricos.

China, al igual que las dos nuevas empresas, fabrica materiales activos para ánodos, pero con dos diferencias importantes.

En primer lugar, se basa en grafito en lugar de silicio. El grafito es el material activo del ánodo predeterminado en el mundo, presente en prácticamente todas las baterías de iones de litio y en enormes cantidades, representando el 60 por ciento del volumen de una batería.

Benchmark Mineral Intelligence, una consultora minera, estima que China produce el 61 por ciento del grafito natural del mundo y refina el 98 por ciento del material de grafito terminado. Es el material de batería más dominado por China.

El silicio es una alternativa prometedora. Los materiales de ánodo activo de silicio, como los fabricados por Group14 y Sila con silano, ofrecen un almacenamiento de energía más denso y tiempos de carga más rápidos que el grafito. Puede usarse en forma pura o mezclado con grafito. Dado que el silicio es un material abundante y barato, podría contribuir a reducir drásticamente el coste de las baterías y, por tanto, de los vehículos eléctricos.

Esos beneficios se encuentran entre los factores que llevaron al Departamento de Energía de Estados Unidos a conceder a las dos empresas una subvención de 100 millones de dólares cada una en octubre pasado. Esa es la cantidad más baja que el DOE podría otorgar bajo el programa, que fue establecido por la ley de infraestructura bipartidista.

"Vimos la necesidad en el futuro de producir óxido de silicio para la cadena de suministro de baterías", dijo Dave Howell. Desempeñó un papel en la elección de Sila y Group14 para las subvenciones del DOE como subdirector principal de la Oficina de Fabricación y Cadenas de Suministro de Energía del DOE. "Es el papel de las tecnologías innovadoras, y ahí es realmente donde juega el silicio".

Si bien esperan superar a China en innovación, las empresas de Moses Lake están profundamente asociadas con otra potencia asiática. Corea del Sur se ha convertido en un actor fundamental en la industria de vehículos eléctricos de Estados Unidos, iniciando proyectos por valor de casi 17 mil millones de dólares solo en el último año, según E2.

Tres de los mayores fabricantes de productos electrónicos de Corea (LG Electronics Inc., SK Inc. y Samsung Electronics Co. Ltd.) son los principales socios de baterías de Estados Unidos. Están en empresas conjuntas con General Motors, Ford Motor Co. y Stellantis NV para construir enormes fábricas de baterías en América del Norte, desde Ontario hasta Kentucky.

Uno de estos gigantes, SK, es uno de los principales inversores del Grupo 14. Al igual que otras empresas de baterías, SK está motivada por localizar y desarrollar materiales de entrada para sus productos de próxima generación.

En 2021, SK y Group14 anunciaron una fábrica conjunta en Corea del Sur.

Ahora casi terminada, se espera que esa fábrica produzca 10 GW de material de ánodo de silicio activo al año. En comparación, la planta de Group14 en el estado de Washington tendrá el doble de tamaño. Sus 20 GW de material de batería podrían permitir la construcción de más de 152.000 camionetas eléctricas Ford F-150 Lightning de largo alcance.

La otra conexión de Moses Lake involucra a otro conglomerado industrial coreano, Hanwha Co. Ltd. El año pasado, Hanwha se convirtió en el mayor accionista de REC Silicon.

En enero, la filial solar de Hanwha, Qcells, llegó a un acuerdo para comprar todo el silicio que saldría de las instalaciones de REC Silicon en Moses Lake durante la próxima década para sus paneles solares.

El producto cautivo, 16.000 toneladas métricas de polisilicio al año, le reportará a REC Silicon 3 dólares por kilogramo en créditos fiscales gracias a la Ley de Reducción de la Inflación. Luego, el material se enviará desde Moses Lake como materia prima esencial para el nuevo y enorme complejo de fábrica solar de Qcells en Georgia.

"Oh, Dios mío, es enormemente importante", dijo Marta Stoepker, portavoz de Qcells, del polisilicio de REC Silicon. "Cuando estemos produciendo en nuestra nueva fábrica, sabremos que está fabricado en Estados Unidos".

Con el tiempo, los sueños expansivos de Group14 y Sila tendrán que navegar en el escritorio abarrotado de Louis Szablya, de 66 años. Llegó al PUD del condado de Grant hace cinco años y es jefe de su gran equipo de soluciones de energía. Szablya lo vio como un tipo de trabajo que se acercaba a la jubilación. No ha resultado así.

"Pensé que pasaría un rato tranquilo aquí", dijo, "y ha estado muy ocupado".

La razón por la que Szablya está tan ocupada es que las compañías de baterías no son los únicos nuevos interesados ​​en la electricidad del condado de Grant. Szablya está a cargo de los mayores clientes de energía, y hay 50 en total, incluidos centros de datos y plantas químicas que acaparan energía.

Cuando REC Silicon se reinicie a finales de este año, se convertirá en uno de los clientes más ávidos de energía de la región. En conjunto, estas grandes empresas utilizan más de la mitad del poder del PUD.

La energía barata y confiable ha sido la bienvenida del condado durante décadas. Pero satisfacer la necesidad no es tan fácil como solía ser. Szablya estima que las formidables represas del condado podrían estar a sólo uno o tres años de alcanzar lo que se conoce como el límite del equilibrio de recursos.

Ese límite contempla el peor de los casos en un año con malas nevadas. "Sólo puedes planificar lo que tienes seguro", dijo Szablya. "Ahí es donde estamos justo al borde".

Escasez hidroeléctrica o no, tanto Group14 como Sila planean aumentar su huella industrial y, con ella, su consumo de energía. Sila se mudó a un edificio existente; Group14 está construyendo una nueva instalación.

Ambos consideran estas plantas sólo la primera fase.

"Prevemos tener mucha más demanda que capacidad durante mucho tiempo", dijo Luebbe de Group14.

Con los límites hidroeléctricos a la vista, el PUD busca nuevas fuentes de energía. Szablya dijo que la empresa de servicios públicos está considerando pequeños reactores nucleares como una fuente de electricidad sin emisiones de carbono. O tal vez el centro local de hidrógeno, que busca financiación federal y podría ser un consumidor o un productor de electricidad, dependiendo de cómo esté diseñado.

Pero el problema no es sólo producir electricidad.

El condado de Grant es una versión en miniatura de un problema nacional: no tiene la infraestructura que necesita para transportar nuevos lotes de electricidad. Sila, Group14 y REC Silicon se encuentran en una arteria industrial en Moses Lake llamada Wheeler Corridor. Szablya no está seguro de cuándo podrá construir los cables de transmisión para satisfacer la creciente demanda.

"Siempre hemos instalado nuestro equipo antes de que el cliente tuviera la necesidad", dijo Szablya. “Este podría ser el momento en que las cosas cambien, en el que no podamos construir lo suficientemente rápido. Básicamente, nos hemos convertido en una empresa de construcción, que construye todo lo que podemos y tan rápido como podemos”.

La construcción de una nueva línea de transmisión hasta el corredor Wheeler puede llevar siete años, dijo, más lento de lo que las compañías de baterías que tienen prisa podrían desear. "Esperamos poder satisfacer sus necesidades", dijo. Añadió: "Quizás no en su marco de tiempo exacto".

Cuando se le preguntó sobre este posible retraso, Group14 dijo que ya tiene la energía que necesita para su primera fase. Sila dijo en un comunicado que “un cronograma de siete años para la energía requerirá que consideremos otras ubicaciones”.

Mientras tanto, nuevas empresas siguen llegando al condado de Grant, algunas de ellas aspiran, como Group14 y Sila, a ser parte de la nueva economía de energía limpia.

Justo al lado del sitio de Group14, una empresa llamada Twelve está construyendo una fábrica diseñada para convertir los desechos de dióxido de carbono en combustible para aviones. Andy Stevenson, vicepresidente de proyectos, dijo que uno de los principales beneficios del sitio, una antigua planta procesadora de remolacha azucarera, es que ya está cableado para las grandes necesidades eléctricas de la empresa.

"Son las reacciones químicas que tienen lugar dentro de nuestro electrolizador", dijo. "Para pasar de una molécula a otra, se necesita mucha energía".

Correcciones: una versión anterior de esta historia indicaba erróneamente el monto en dólares en la ronda de financiación de Porsche y escribía mal Hanwha Co. Ltd.