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Decolla Battery 2030+, l’Ue scommette sulle batterie del futuro

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Ecco la tabella di marcia di Battery 2030+. L’Europa scommette su se stessa e sulla capacità della sua industria di recuperare il gap accumulato nella catena del valore delle batterie per autotrazione di nuova generazione. Battery 2030+ è la parte più innovativa del progetto European Battery Alliance (EBA) . Si pone l’obiettivo di sviluppare «le batterie sostenibili del futuro e consentire all’Europa di raggiungere gli obiettivi previsti dall’European Green Deal».

C’è in ballo un mercato da 250 miliardi

La partita della transizione energetica si gioca anche sulla gestione dell’energia, sulla possibilità di accumularla e usarla quando necessario. Le batterie sono quindi al centro di un mercato stimato da 250 miliardi di euro da qui al 2025, oggi monopolizzato dai produttori asiatici. E l’Ue vuole conquistarne una fetta maggiore dell’attuale 5%.  La richiesta proviene soprattutto dall’automotive, impegnata sulla nuova frontiera dell’auto elettrica.

La transizione verso la mobilità elettrica è uno degli obiettivi fissati dall’Unione europea per ridurre il consumo di carburanti fossili, che ogni anno ammonta in Europa a 275 milioni di tonnellate fra di benzina e diesel. Secondo il report Energy Transition Outlook 2019 realizzato da Dnv Gl, nel 2032 i veicoli full electric per trasporto passeggeri rappresenteranno la metà del totale venduto in tutto il mondo. I costi delle batterie saranno drasticamente calati: oggi costano 156 dollari per kWh, solo diei anni fa era di  1000 dollari/kWh. Ma rappresentano ancora più di un terzo del valore dell’auto. Secondo Bloomberg New Energy Finance nel 2023 si raggiungerà il prezzo di 100 dollari/kWh, il che consentirà all’auto elettrica di pareggiare i costi rispetto a quella termica.

Non lasciare la leadership all’Asia 

In assenza di un’industria europea delle batterie, anche i costruttori del Vecchio continente sono oggi costretti ad approvvigionarsi in Asia. Se nel breve periodo e con l’attuale tecnologia tutto ciò è inevitabile, le cose potrebbero cambiare con il salto tecnologico atteso per il prossimo decennio. La concorrenza è già al lavoro. Samsung, uno dei primi produttori al mondo,  ha annunciato per esempio di aver realizzato un prototipo di batteria allo stato solido capace di assicurare un’autonomia fino a 800 km in un volume del 50% inferiore rispetto alle batterie litio-ioni convenzionali.

Con la roadmap Battery 2030+ appena definita vengono focalizzati gli obiettivi chiave. Che sono: ottenere batterie più pulite, con minori emissioni di CO2 e un minore utilizzo di materi prime critiche, a prezzi più accessibili, con migliori prestazioni e riciclabili al 100%. Il centro di ricerca e sviluppo Fraunhofer per l’elettromobilità presso il Fraunhofer ISC di Wuerzburg coordina il progetto. «Attualmente stiamo contribuendo con il nostro know-how su materiali e processi produttivi a oltre una dozzina di progetti collaborativi nazionali ed europei relativi allo sviluppo della batteria» afferma il dottor Henning Lorrmann, capo del centro di ricerca e sviluppo ISC Fraunhofer.

Kristina Edstrom

Il gruppo principale comprende 17 organizzazioni di nove paesi europei, coordinate da Kristina Edström, professore di chimica inorganica all’università di Uppsala. L’iniziativa è finanziata, tra gli altri, dal programma di ricerca europeo Horizon 2020. Per l’Italia è presente il Politecnico di Torino, rappresentato dalla professoressa di Chimica Silvia Bodrato. 

Tre drive: materiali, elettronica e sostenibiulità

La roadmap della ricerca individua tre direzioni:

-miglioramento dei materiali attivi e componenti delle batterie;

integrazione di funzionalità intelligenti;

-producibilità e riciclabilità.

Nel primo caso si lavora sulla ricerca e lo sviluppo delle migliori interfacce tra elettrodo ed elettrolita.   Fondamentale è acquisire dati reali sul ciclo di vita delle batterie. Per questo all’interno dei Battery2030+ è partita Big Map (Battery interface genome) – Materials acceleration platform per lo sviluppo di una banca dati europea condivisa.

Nel secondo caso si lavora a integrare funzionalità intelligenti per aumentare la durata e la sicurezza delle batterie. Si tratta perciò di sviluppare sensori per rilevare le reazioni chimiche ed elettrochimiche, per attuare il monitoraggio continuo dello stato di salute e della sicurezza e permettere addirittura alla cella di auto-ripararsi. Quindi si tratta di creare delle smart battery, integrando nuove tecnologie di rilevamento nel Battery management system, il cervello dell’accumulatore. «La progettazione e lo sviluppo della batteria stanno entrando nell’era digitale», sintetizza Edström, che funge anche da direttore della batteria 2030+.

Infine, aree trasversali di producibilità e riciclabilità delle batterie devono alimentare sin dall’inizio il processo di scoperta e sviluppo di materiali che possono essere prodotti e riciclati in modo sostenibile, non per i costi ma per l’impatto ambientale.

Italia in campo col Politecnico di Torino

Silvia Bodoardo

Per l’Italia l’unico ente oggi coinvolto i prima linea  è l’Electrochemistry Group del Dipartimento di Scienze applicate e tecnologia del Politecnico di Torino diretto da Silvia Bodoardo.  Sui singoli progetti sono però mobilitate diverse aziende italiane: Fpt Industrial, Comau, Piaggio, Cnh Industrial, il Centro Ricerche Fiat, Lithops (gruppo Seri, unica realtà italiana che produce elettrodi per celle a ioni di litio), Archimede Energia, Manz, GM, Fev, Mavel, Kaitek Flash Battery. Dovrebbe entrare anche Enea con la seconda call partita in gennaio (la prima si concluderà in maggio). Frattanto il Politecnico di Torino ha aperto un master europeo, uno dei primi nel continente, dedicato alle tecnologie di accumulo.

 

3 COMMENTI

  1. Alleanza europea, ma i risultati?

    BYD ha appena presentato la Blade Battery e ha firmato un accordo per lo sviluppo congiunto di veicoli elettrici e batterie con Toyota fino al 2025.
    Samsung ha inaugurato la batteria allo stato solido.
    A breve vedremo al Battery Day il progetto “Roadrunner” di Tesla.
    Sono attesi aumenti significativi delle prestazioni della batteria.
    Tradotto in numeri:
    1M di miglia di funzionamento
    2X autonomia raddoppiata per le vetture Tesla
    100$/kWh
    Tradotto in risultati: una vettura da 75 kWh con un costo del pacco batterie di 7500 dollari, senza cobalto, senza manutenzione per 20 anni, più leggera, più efficiente.

    Sembra che la tecnologia delle batterie del futuro, sia al momento UExit. O mi sbaglio?

    • Il programma di ricerca Battery 2030+ cerca proprio di colmare il gap che sottolinei. Chiaro che è possibile solo guardando molto, molto più avanti, alla terza e quarta generazione di batterie. La sostenibilità, poi, è fortunatamente il focus del programma europeo. In Asia e in America se ne parla molto meno.

      • L’unica realtà produttiva battery UE, sarà rappresentata dagli svedesi di Northvolt e dai partner che concorrono nell’impresa: ABB, BMW, Epiroc, Scania, Siemens, Stena, Vattenfall, Vestas, Volkswagen.

        Nel 2021 vedremo l’inizio di una produzione su scala europea.

        Magneti Marelli è concentrata, dopo l’esperienza Taycan a produrre motori elettrici ad alta velocità, sistemi a 800 Volt e inverter SiC. Niente batterie.

        BASF dichiara il suo interesse per la sola produzione dei catodi.

        Northvolt produrrà materiali e componenti catodici in proprio, senza ricorrere a BASF.

        Forse, non sbaglio a pensare che in UE, la produzione degli accumulatori per l’auto elettrica è più terremotata della politica economica europea e l’epicentro guarda caso è svedese.

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