Il futuro delle batterie automotive si gioca su nuove chimiche, controllo della filiera delle materie prime strategiche, scalabilità industriale. E lo scrive l’Asia. All’Europa restano spazi nelle applicazioni di nicchia, ma, soprattutto, nel nuovo business del riciclo che diventerà strategico nei prossimi anni. Lo dice a Fuoco Amico Marco Righi, cofondatore e presidente di Flash Battery, azienda reggiana leder nelle batterie LFP per veicoli industriali, mezzi agricoli e nautica.
Le nuove chimiche: il sodio e lo stato solido
Tra le nuove chimiche emergenti, Righi punta sulle batterie agli ioni di sodio, in prospettiva più economiche per l’abbondanza della materia prima, più durature e sicure, più performanti alle basse temperature. Quando saranno industrializzate su larga scala si affermeranno nell’accumulo statico (BESS) e nell’automotive, limitatamente però ai furgoni e ai veicoli leggeri entry level. Tuttavia questa chimica, con le sue oltre 10 varianti, sconta limiti invalicabili di densità energetica: troppo pesanti e troppo voluminose per soppiantare le classiche LFP e NMC nelle auto di massa, dove serve grande autonomia.
Al contrario le batterie ad elettrolita a stato solido, con una densità energetica doppia o tripla, rappresenteranno il salto di qualità definitivo per la mobilità elettrica. Ma Righi mette in guardia contro i facili entusiasmi. «Industrializzarle sta richiedendo più tempo del previsto: cominciano ad equipaggiare i veicoli di test – dice – ma metterle poi a punto per la mass production richiederà qualche anno. Mi aspetto di vederle in strada attorno al 2030». I problemi da risolvere sono la sicurezza («In Flash Battery abbiamo testato qualche cella a stato semi solido, con pessimi risultati» ci dice) e la resistenza allo stress meccanico, in particolare per quelle super performanti al litio metallico. In sostanza, «tanta energia in poco spazio e poco peso si paga ancora in termini di sicurezza e affidabilità».
Le batterie LFP “possono migliorare ancora”
La buona notizia è che le chimiche esistenti, in particolare quella LFP (litio-ferro-fosfato) ormai prevalente, hanno ancora margini di miglioramento. «Quando fondammo Flash Battery nel 2010 – ricorda Righi – le celle LFP avevano una densità energetica inferiore a 100 Wh al kg. Oggi siamo a quasi 200 Wh per Kg. Un altro piccolo salto arriverà con l’aggiunta di manganese che porterà la densità a 220-230 Wh/Kg senza pregiudicare i vantaggi di costo e durata».
La scorsa settimana il costruttore cinese FAW ha presentato una batteria semi solida litio-manganese da 142 kWh, 1.000 km di autonomia e una densità energetica addirittura superiore a 400 Wh/Kg.
Restando alle buone notizie, Righi conferma “dal campo” la resistenza delle batterie LFP. «Abbiamo casi di batterie utilizzate per accumuli stazionari che sono arrivate a toccare gli 8.000 cicli. Nell’impiego sui veicoli, dove le celle devono esprimere prestazioni più elevate in termici di velocità di carica e scarica, non scendiamo mai sotto i 3.000-4.000 cicli (da un milione a un milione e 400 mila km n.d.r.) La chimica NMC è più sensibile alle modalità d’uso e comunque meno resiliente: si fa fatica a superare i 1.000 cicli. Poi c’è il caso della mia Tesla…».
I recenti aumenti nel prezzo del carbonato di litio (+ 50% nell’ultimo mese e mezzo) hanno origini non strutturali – un aumento dei margini dei produttori e una nuova tassa sull’export del 9%- e quindi saranno temporanei. Tuttavia «il prezzo delle delle è aumentato del 20%, che non è poco – commenta Righi -: per quest’anno la consueta discesa dei prezzi delle batterie finite si arresterà».
Gigafactory: l’Europa ha perso la partita
Ma la partita si gioca ormai tutta in Asia, dove centinaia di aziende competono in ogni segmento delle filiera e migliaia di ricercatori fanno a gara per escogitare nuove soluzioni. All’Europa mancano i volumi, le competenze, la necessaria velocità di reazione, un giusto rapporto fra investimento e ricavi. «E’ impensabile che qui da noi qualcuno inventi la formula magica: la produzione delle celle in Europa l’abbiamo persa. In Cina ho visto una gigafactory da 3 GWh, nata da zero in un anno e mezzo con un investimento di 70 milioni di euro. In Europa lo stesso impianto costerebbe il doppio e richiederebbe 3 anni almeno». Possiamo sperare al massimo in qualche joint-venture. Ma la produzione delle batterie va a braccetto con quella delle auto elettriche finite che in Europa non decolla (e in Italia sta sparendo).
Facciamo squadra per tenerci almeno recupero e riciclo
Europa senza speranza, quindi? «Penso che l’Europa e l’Italia abbiano ancora un’opportunità: il recupero e il riciclo delle materie prime» risponde Righi. «Fra qualche anno avremo milioni di batterie a fine vita: una miniera di materie prime strategiche – aggiunge -. Dobbiamo farci trovare pronti a lavorarle e tenercele». Oggi il meccanismo è perverso: ogni batteria viene trasportata come rifiuto pericoloso, disassemblata, fusa nella cosiddetta “black mass” che raccoglie tutti i minerali preziosi, quindi spedita in Cina per l’estrazione e la raffinazione degli elementi base. Costo 4 € al Kg. Eppure il 95% di quel Kg può “rinascere” come materia prima di grande valore.
Spiega Righi: «Bruxelles ha emanato la direttiva Battery Rergulation che dovrebbe stimolare la nascita di un mercato europeo delle batterie a fine vita. Ma ogni Paese è libero di recepirla come crede e questo sta creando un delirio di regole diverse. Se lavorassimo invece come Europa potremmo creare una rete capillare di raccolta, smontaggio e lavorazione primaria, con alcuni grandi hub europei di raffinazione della black mass. Qui anche l’Italia potrebbe avere un ruolo importante».
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