Según los últimos datos de la Administración General de Aduanas de China, en mayo de 2025, China importó 11.622,7 toneladas métricas de carbón vegetal de cáscara de nuez, lo que representa una disminución del 15 % intermensual y del 21 % interanual. El precio medio de importación del carbón vegetal de cáscara de nuez en mayo fue de 593,18 dólares por tonelada métrica. En marzo, el precio medio de importación fue de 549,46 dólares por tonelada métrica, lo que indica un aumento intermensual del precio medio de importación por tonelada métrica de carbón vegetal de cáscara de nuez.
Ante el aumento de los precios de importación del carbón vegetal de cáscara de coco (debido a la escasez de suministro de materias primas causada por los desastres en el sudeste asiático en 2024 y al aumento sostenido de los precios de importación en 2025), han surgido diversas vías tecnológicas para los materiales "alternativos" a los ánodos de carbono duro de baterías de iones de sodio, que se clasifican principalmente en las siguientes tres categorías:
1. Alternativas basadas en biomasa: bajo costo, alto potencial de suministro
- Carbono duro a base de paja
La producción anual de paja en China supera los 1.000 millones de toneladas métricas (datos de 2023 para China), con un costo de solo 300-600 yuanes por tonelada métrica, un rendimiento de carbono de aproximadamente el 20 % y un costo por tonelada métrica que es solo una décima parte del del carbón vegetal de cáscara de coco. Teóricamente, puede satisfacer la demanda de 8 TWh de baterías de iones de sodio.
Mediante la optimización de la tecnología de lecho fluidizado, la capacidad por gramo de carbono duro a base de paja alcanza las 280-300 mAh/g, acercándose a la del carbono duro a base de cáscara de coco (300 mAh/g).
- Carbono duro a base de bambú
China produce 4,5 millones de toneladas métricas de bambú de diámetro medio al año. El costo del carbón vegetal a base de bambú es de 500-1.000 yuanes por tonelada métrica, con un rendimiento cercano al del carbón vegetal de cáscara de coco (densidad energética de 28 Wh/kg frente a 28,11 Wh/kg para la cáscara de coco). Además, el bambú tiene una alta dureza y una estructura uniforme, lo que da como resultado poros más estables después de la carbonización.
En 2025, el carbono duro a base de bambú ha sido sometido a pruebas por lotes, cumpliendo con las demandas de aplicaciones como vehículos de dos ruedas y sistemas de almacenamiento de energía (ESS).
- Carbono duro a base de azúcar/almidón
La glucosa y el almidón se carbonizan hidrotérmicamente, controlando el tamaño de partícula mediante formulaciones de aditivos.
Las materias primas están ampliamente disponibles (por ejemplo, maíz, batatas), con una consistencia mejor que la de la cáscara de coco (menos impurezas). La capacidad por gramo supera los 300 mAh/g, lo que lo hace adecuado para baterías de alta gama.
Se requiere un proceso de purificación, lo que resulta en un costo ligeramente superior al de la paja (aproximadamente 800-1.200 yuanes/tonelada), pero con una cadena de suministro autónoma y controlable.
2. Carbono duro a base de resina: Alto rendimiento, alto costo, adecuado para aplicaciones de alta gama
- Ventajas tecnológicas: El carbono duro a base de resina fenólica presenta una mejora del 30% en la uniformidad de la estructura porosa, un excelente rendimiento antihinchamiento, una capacidad por gramo de 350 mAh/g (superior a la cáscara de coco) y una alta tasa de retención después de 10.000 ciclos.
- El costo de las materias primas de resina es de 3 a 5 veces el de la cáscara de coco, con un rendimiento de carbono de solo el 20%-35%. El precio actual es superior a los 50.000 yuanes/tonelada. III. Carbono duro a base de brea: Costo ultrabajo, rendimiento por optimizar
Un subproducto de la brea de petróleo/alquitrán de hulla, con un costo de solo 2.000-3.000 yuanes/tonelada y un rendimiento de carbono del 54% (significativamente superior al de la biomasa).
Altos costos para la eliminación de impurezas en la fase inicial, propenso a la grafitización a altas temperaturas (espaciado interlaminar insuficiente), baja eficiencia inicial, que requiere modificación de preoxidación y reticulación.
Escenarios de aplicación: Sistemas de almacenamiento de energía (ESS) de bajo costo y vehículos de baja velocidad, con precios que podrían bajar a 20.000-30.000 yuanes/tonelada.
IV. Estrategias de sustitución a corto y largo plazo
A corto plazo, los materiales a base de biomasa dominarán, dando prioridad a los materiales a base de bambú y paja (debido a su bajo costo y suministro suficiente), complementados por algunos materiales a base de resina (para mejorar el rendimiento de las baterías de alta gama). A largo plazo, se buscará la producción a gran escala a base de brea (después de que madure la tecnología de modificación) + materiales a base de azúcar/almidón (con ventajas en consistencia), con el objetivo de reducir el costo objetivo a un nivel comparable al de los ánodos de grafito (30.000-50.000 yuanes/tonelada). Esto logrará "alternativas rentables" diversificadas.
Las "alternativas rentables" para el carbono de cáscara de coco no son una única solución, sino una matriz diversificada de "materiales a base de biomasa como pilar, complementados con materiales a base de resina/brea":
Los materiales de biomasa como la paja y los materiales a base de bambú se han convertido en las opciones actuales más comunes debido a sus ventajas de costo (<1.000 yuanes/tonelada) y ventajas de suministro (escala de 100 millones de toneladas).
Los materiales a base de resina responden a la demanda de alto rendimiento, mientras que los materiales a base de brea se dirigen al mercado de costes ultrabajos. Las iteraciones tecnológicas ampliarán aún más los límites de las materias primas, impulsando la transición del carbono duro para baterías de ion-sodio de "dependiente de las importaciones" a "autosuficiente y controlable".
