Batterie litio-ioni, quel che c’è da sapere (e abbiamo già scritto)

Semisconosciute, e forse per questo tanto tenute, le moderne batterie litio-ioni continuano a rappresentare una sorta di incubo ricorrente per chi si avvicina all’auto elettrica.

Inquinano, quanto inquinano? Si smaltiscono, come si smaltiscono? Sono riciclabili, quanto sono riciclabili? C’è sfruttamento del lavoro dietro l’estrazione delle materie prime, quanto ce n’è? Si esauriranno il litio e il cobalto, quando si esauriranno? Sono pericolose, quanto lo sono? Possono esplodere?  Quanto durano? Sono le domande che tutti fanno e che spesso ci vengono rivolte dai lettori occasionali di Vaielettrico. Ecco perché abbiamo deciso di raccogliere qui, attraverso una serie di link, una mappa completa dei materiali informativi prodotti in questi anni, in decine di articoli e nel corso di seminari tenuti in tutta Italia.

Come si smaltiscono

Cominciamo con le slides che ha presentato a un nostro corso il responsabile ricerca e innovazione del consorzio riciclo batterie  (Cobat) Luigi de Rocchi. Il Cobat sta collaborando con gruppi di ricerca italiani e internazionali per mettere a punto nuove tecnologie di “rigenerazione” delle batterie al litio. Per il momento, invece, le batterie a fine vita vengono disassemblate, recuperando tutti i materiali. Alcuni di essi sono riutilizzabili dopo specifiche lavorazioni, altri resi “inerti” (leggi anche). Nessuno dei materiali utilizzati negli accumulatori per auto rappresenta una minaccia per l’ambiente dopo questi trattamenti. I trattamenti sono costosi, ma vengono già prepagati all’atto dell’acquisto della batteria e sono una delle componenti che le rendono così costose. Se avranno successo le ricerche su nuove tecnologie di riuso, probabilmente i costi iniziali  si ridurranno sensibilmente.

Una lunga vita dopo l’auto

Va detto poi che quando le batterie degradano al punto da dover essere sostituite, hanno ancora una lunga vita utile nei sistemi di accumulo statici. Per essere efficienti nell’autotrazione, giustificando l’energia che si consuma per muoverle, le batterie auto devono avere una capacità energetica pari almeno all’80% del livello iniziale. Convenzionalmente si ritiene che non si scenda mai al di sotto di questo livello entro i primi 8 anni di vita (durata media della garanzia di fabbrica). In molti casi, però, batterie di 9-10 anni hanno ancora un’efficienza vicina al 90%. Ciò dipende dalla qualità della produzione, ma anche dalle modalità d’uso. Batterie ricaricate troppo frequentemente da colonnine veloci ad alta potenza (fast e ultrafast da 50 KW in su) si degradano più velocemente. Possono essere danneggiate da frequenti cicli completi di ricarica-scarica, collegandole quando sono vicine allo zero e scollegandole solo quando sono al 100%. La fase di ricarica più stressante è infatti quella del 20% finale.

Ma quando l’efficienza scende sotto l’80% le batterie non sono da buttar via. Possono essere utilizzate ancora per 10 o 20 anni in impianti di accumulo statici, come quelli domestici e quelli che sempre più frequentemente stoccano l’energia prodotta in eccesso dai grandi impianti alimentati da fonti rinnovabili intermittenti. (Leggi anche).

La verità sul rischio incendio

Tutte le statistiche disponibili nel mondo dicono che i rischi di incidenti dovuti alle  batterie auto non sono significativi.  E’ vero che funzionano ad alta tensione, quindi potrebbero rilasciare scariche elettriche letali (Leggi anche).  Ma solo andando ad intervenire sui contatti interni al pacco batteria, che è sigillato. E tutte hanno sistemi di sicurezza che interrompono la corrente in caso di urti tali da danneggiare il contenitore esterno.

Le batterie litio-ioni possono incendiarsi ed esplodere in tre casi: se vengono sottoposte ad altissime temperature esterne (come qualsiasi altro materiale); se entrano a contatto con l’acqua; se difetti di fabbricazione nelle singole celle o nei collegamenti fra una cella e l’altra ne  determinano un progressivo surriscaldamento (runway termico) fino all’esplosione (Leggi anche). In questi casi l’unico modo per estinguere l’incendio è coprirlo con una copertura che riduca l’ossigenazione dall’aria circostante.

Più CO2 per produrle, meno a fine vita

La costruzione delle batterie litio-ioni rientra fra le produzioni energivore. Questo spiega perché si calcola che producendo un’auto elettrica vengono emessi più gas serra (CO2) rispetto a un’auto a motore termico. Il differenziale viene annullato,  e poi capovolto, nel corso della vita utile dell’auto. (leggi anche)

Litio e Cobalto non sono infiniti

Alcune delle materie prime utilizzate nelle batterie litio-ioni scarseggiano in natura. E’ il caso del Litio e  del Cobalto. Quasi tutte le riserve accertate si trovano in Africa o in Cina. L’estrazione avviene secondo le modalità di quei Paesi, che certo non rappresentano un modello quanto a condizioni del lavoro e diritti dei lavoratori. Peraltro  avviene lo stesso per il petrolio, il gas naturale, le cosiddette terre rare, materiali preziosi come oro, argento, e per i diamanti. Le tecniche di estrazione sono comunque molto meno invasive di quelle utilizzate per estrarre petrolio o gas naturale non convenzionali (da sabbie bituminose o dalla frantumazione del sottosuolo in profondità).

Ma si affacciano nuovi materiali

Le riserve accertate globali di Litio e soprattutto di Cobalto sono limitate. Se le auto elettriche si diffonderanno secondo le previsioni, la domanda arriverà presto a superare l’offerta di entrambi gli elementi e entro fine secolo potrebbero esaurirsi. Vero è che negli ultimi anni sono stati scoperti nuovi giacimenti e si sono affinate tecniche per sfruttare meglio quelli esistenti. Il risultato è che il prezzo del litio, più che raddoppiato negli ultimi cinque anni, da qualche mese in qua ha invertito la rotta e continua a scendere. I grandi produttori di batterie e alcune grandi case automobilistiche si sono già assicurati contratti di fornitura ultra decennali (Leggi anche qui).

La ricerca sulle batterie non si arresta mai. Prezzi, dimensioni e peso (quindi impiego di materia prima) continuano a scendere e le prestazioni ad aumentare. Entro pochi anni, quindi, il fabbisogno energetico del parco auto mondiale sarà soddisfatto con minor spreco di materiali.  Ma soprattutto sono già state realizzate in laboratorio batterie  che utilizzano materie prime molto più abbondanti in natura, come ad esempio lo zolfo.