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Scarsità di metalli rari per le EV? Un falso problema

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Scarsità di metalli rari per le auto elettriche? Un falso problema, ci spiega Julia Poliscanova, Direttrice Veicoli Puliti di Transport & Environment.

Key Energy 24
Julia Poliscanova

                               di Julia Poliscanova

Le auto elettriche, insieme agli spostamenti a piedi, in bicicletta e al trasporto di massa, sono la migliore tecnologia che il mondo ha per ripulire i trasporti. Sono almeno tre volte meglio dei veicoli a combustione interna, anche al netto della produzione di batterie. Ma se le vendite di auto elettriche continuano a salire, ci sarà abbastanza nichel, litio e altri metalli disponibili per produrre le loro batterie?“.

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Le marche cinesi e Tesla per prima hanno adottato le batterie LFP.

Scarsità di metalli rari? Si stanno già sostituendo…

La disponibilità geologica di metalli come il litio o il nichel non è un problema. Ma gli attuali squilibri tra offerta e domanda, nel breve termine, sono inevitabili. Le catene di approvvigionamento si scontrano con il crescente interesse per i veicoli elettrici (EV), con le interruzioni causate dalla pandemia e con gli alti prezzi dell’energia. Ma anche se i prezzi spot dei metalli aumentano, il 2021 non va visto come il nuovo standard di normalità. Ci sono tre ragioni per credere che il problema non diventerà strutturale. In primo luogo, la sostituzione dei metalli rari è un interessante trend che abbiamo iniziato a vedere nel mercato delle auto elettriche. Le preoccupazioni legate alla fornitura di cobalto e nichel stanno spingendo i produttori di auto a passare a tecnologie alternative. Le batterie litio-ferro-fosfato (LFP) a volte con aggiunta di manganese, già viste nelle marche cinesi e nei bus, stanno sostituendo velocemente le batterie ricche di nichel e cobalto.

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La piccola Volkswagen elettrica, la ID.Life, attesa nel 2025: avrà batterie LFP.

Scarsità di metalli rari? Ecco i nuovi giacimenti

Volkswagen, Tesla, Hyundai e Stellantis hanno programmato tutte il passaggio alle LFP per i loro modelli economici. Dall’altro lato, per i veicoli premium, le innovative chimiche di batterie a stato solido potrebbero rappresentare una risposta. E si prevede che entrino in applicazioni di nicchia entro la metà del decennio. Anche la scelta di auto elettriche più efficienti e appropriatamente dimensionate aiuterà. In secondo luogo, l’aumento dei prezzi dei metalli sta inviando un forte segnale di mercato alle società minerarie. Stimolandole ad incrementare i loro investimenti in nuove forniture. Molti nuovi progetti, tra cui una nuova miniera di nichel in Tanzania, una di litio in Argentina e alcuni impianti – più verdi –  di estrazione diretta del litio, tra cui il litio geotermico in Europa, prevedono di iniziare la produzione a partire dal 2025. Oltre ad essere economicamente validi, questi progetti dovranno soddisfare regole ambientali e sociali sempre più severe a livello globale per essere coerenti con la transizione verde.

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Ursula von der Leyen, n.1 Commissione UE.

La UE regolamenta il modo in cui si producono le batterie

L’UE, la Cina e la California hanno in cantiere nuove leggi per regolamentare le condizioni in cui vengono prodotte le batterie. Mentre i produttori di auto dovranno essere sempre più attenti ai loro rating sociali, ambientali e di governance su questo punto. In Europa, i legislatori stanno per approvare il nuovo Regolamento sulle batterie, la cui rapida implementazione è fondamentale per garantire che si produca utilizzando energia pulita e che i loro metalli siano estratti in modo responsabile. E siano riutilizzati o riciclati alla fine della vita della batteria. L’utilizzo della tecnologia più pulita disponibile nelle operazioni minerarie e il rispetto delle comunità locali sarà anche il modo migliore per ottenere i permessi operativi nei tempi previsti. I minerali estratti, per poter essere inseriti nelle celle delle batterie, devono essere trasformati in prodotti chimici di alta purezza. Ad esempio solfati di nichel o carbonato di litio. Ma, a differenza delle miniere che possono impiegare da 5 a 8 anni per entrare in funzione, le raffinerie chimiche possono aumentare i volumi di produzione in un paio d’anni.

Investire su riciclo e politiche d’acquisto a lungo termine

Quindi, non deve sorprendere che i prodotti chimici di cui le case automobilistiche avranno bisogno nel 2025 non ci siano ancora. Finché l’espansione viene annunciata, come i tre piani per la raffinazione del nichel in Finlandia, il panico non è giustificato. La capacità aggiuntiva derivante dal crescente numero di impianti di riciclo in Europa e nel mondo potrà alleviare ulteriormente alcune delle carenze. Infine, per evitare una riduzione della produzione simile a quella causata dalla crisi dei chip, i produttori di auto dovrebbero impegnarsi seriamente nelle proprie filiere di approvvigionamento per i veicoli elettrici. Questo significa assicurarsi già oggi forniture a lungo termine per i metalli delle batterie, sempre che le loro promesse in materia di auto elettriche (al 2030) siano serie. Questo significa attuare politiche di approvvigionamento intelligenti e partnership strategiche che danno la priorità a contratti a lungo termine. Piuttosto che affidarsi ai volatili mercati spot.

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Herbert Diess, n.1 di Volkswagen, con il collega di Tesla, Elon Musk.

Le Case auto devono fare ora “i compiti a casa”

Il diretto approvvigionamento di materie prime offre all’industria auto anche l’opportunità di influenzare le condizioni ambientali e dei diritti umani in cui si estrae. Tesla lo sta facendo in Nuova Caledonia. Lavorando direttamente con la miniera su questioni come la gestione degli sterili (materiale di scarto nel processo di separazione del metallo raro dal materiale in cui è compreso). Anche Volkswagen si sta muovendo per assicurarsi materie prime in Europa. Qualsiasi casa auto che non stia lavorando duramente per assicurarsi le future catene di approvvigionamento non è seria e verrà scoperta. La carenza di batterie, che attualmente frena le prospettive dell’auto elettrica, non è inevitabile. L’industria, grazie a un mix di segnali di mercato, innovazione e facendo “i compiti a casa” sull’approvvigionamento, riuscirà a convertire la maggior parte delle vendite di motori all’elettrico già in questo decennio. Prepararsi al peggio oggi permetterà all’automotive di raccogliere i benefici dei veicoli a zero emissioni più velocemente di quanto molti pensino.

— Leggi anche: litio e cobalto, nuovo allarme dal Guardian

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54 COMMENTI

  1. Pensi che litio (vedi batterie) o terre rare a parte, il problema più importante e ‘trasversale” sia la scarsità di materia prima per la componentistica…che siano ceramici o tantalio , oggigiorno tutte le automobili ne sono zeppe (bev ancora di più) e lo shortage pare al momento non aver soluzione !
    Prova ne è che tante auto hanno consegne di 6-8 Mesi o 1 Anno anzi spesso posticipate…pensare quindi a un cambio drastico (in termini temporali intendo) dell’intero parco circolante la vedo dura anzi durissima 🤭

  2. C’è uno sforzo dei produttori non per motivi ecologici ma economici, vista la preoccupazione per lo shortage e l’aumento dei prezzi delle terre rare. Trovarne di non rare significa tutelarsi quando gli altri andranno in difficoltà.

    Detto ciò, nonostante le vagonate di ottimismo profuso dall’autrice dell’articolo, le criticità restano. Le “miracolose” batterie LFP sono il presente ma, visto che l’auto elettrica è alla preistoria e che l’evoluzione è velocissima, sono anche il passato: non possiamo credere che davanti all’avvento delle batterie a stato solido, già realtà in alcuni paesi e per alcuni produttori (in Cina puoi acquistare oggi modelli che già le montano e non sono prototipi), le LFP possano dire la loro, essendo batterie con bassa densità energetica (ovvero estremamente pesanti e ingombranti) a differenza di quelle a stato solido, molto più leggere e performanti.

    E comunque, ciò detto, nelle LFP c’è la L, ovvero il litio che forse è vero che si può estrarre dal battito d’ali di una farfalla all’atto di deporre le uova però non è proprio uno schiocco di dita trovare tutte queste fonti green. Non a caso dobbiamo riportare il numero crescente di paesi (e molti sono europei) che sta dicendo no all’estrazione di litio “green” nei loro territori, preoccupati dal fatto che poi non è forse così green questa estrazione.

    E per conoscere le prossime quotazioni del litio, suggerisco la visione della serie tv “The expanse”, dove i cinturiani si occupano proprio di estrarre il litio :)))

    • Metalli rari nelle baterie non ce ne sono. Metalli preziosi sì, e sono Nichel e Cobalto (peraltro il principale utilizzo del Cobalto è nella raffinazione del petrolio). Il litio non è nè raro (è il quarto elemento più abbondante sulla Terra) nè prezioso. E si dimentica che tutti i minerali delle baterie possono essere recuperati e riutilizzati.

      • Il litio sarà anche abbondante in natura ma occorre ragionare sempre in termini di riserve disponibili e commercialmente sfruttabili e non è che sul pianeta ce ne sono così tante (le principali sono in Sud America). Diversamente, difficilmente si spiegherebbe questo grafico sull’andamento del prezzo del litio: https://www.pricepedia.it/it/magazine/article/2018/05/28/il-mercato-del-litio-quote-mercato-ed-esplosione-dei-prezzi/

        Certo, il litio è disponibile in gran quantità ancora per altri 500 anni, ma la sua domanda per le batterie delle auto elettriche continua a farne lievitare il costo. E l’estrazione non sempre è così green ( https://www.ansa.it/canale_ambiente/notizie/inquinamento/2020/10/08/produzione-litio-nel-2030-possibile-crescita-co2-di-6-volte_b67e962e-ee9d-4494-bbed-9d71e3994472.html – il cui sottotitolo è “Paradosso ambientale, conviene l’estrazione assieme al petrolio” ). Cito: “Una ricerca diffusa da Roskill – il colosso dell’analisi e della valutazione del mercato dei minerali – evidenzia infatti che l’aumento della domanda di litio potrebbe far triplicare – con le varie fasi di estrazione, produzione, trasporto e fabbricazione – entro il 2025 le emissioni di CO2 e addirittura farle crescere di un fattore sei entro il 2030. […] In media, il litio proveniente da fonti rocciose comportano una media di 9 tonnellate di CO2 per ogni tonnellata di carbonato di litio raffinato (LCE) prodotto, quasi il triplo per tonnellata di LCE ottenuto dal ‘brine’. Questo dato, si legge nel rapporto di Roskill, non sorprende vista la natura più energivora dell’estrazione mineraria insieme a quanto viene prodotto per la spedizione (ad alta intensità di emissioni di CO2) dal sito minerario in Cina agli impianti per la raffinazione. La preoccupante prospettiva di arrivare a 13,5 milioni di tonnellate di CO2 emesse per la sola produzione dell’elemento base delle batterie potrebbe essere allontanata con il progressivo abbandono della estrazione del minerale, a favore dello sfruttamento dei depositi di ‘brine’.”

        • E’ questione di terminologia. I metalli rari, più propriamente terre rare, sono utilizzati soprattutto nei motori elettrici a magneti permanenti. Si tratta di neodimio, disprosio e altri. Una definizione più corretta per Litio, Nichel, Cobalto e Manganese sarebbe “metalli preziosi”. Ma ci siamo capiti no?

      • Il litio è tutto altro che abbondante. Giusto per mettere giù due numeri. La crosta terrestre ha il 27% di silicio e solo lo 0,00017% di litio.
        Che sia il quarto elemento più abbondante è irrilevante, conta quanto è economicamente sfruttabile.

    • Le stato solido possono usare un catodo LFP. È già stato testato e potrebbe essere un’interessante combinazione per abbattere i costi.
      Riguardo alle emissioni, il litio è circa il 2% della batteria. Quindi potrà certamente richiedere importanti quantità di energia per l’estrazione, ma il contributo sul totale delle emissioni sarà sempre piccolo. Certo molto più piccolo di estrarre, trasportare e bruciare benzina.
      Il tema del costo è quello più interessante qua. Temo che nessuno possa prevedere l’andamento futuro dei prezzi.
      Su quello del costo di produzione delle batterie invece si può fare una considerazione : la legge di Wright indica chiaramente una riduzione importante del costo di manifattura, con l’espansione dei volumi. Da questo punto di vista, dovrebbero esserci pochi dubbi che batterie e motori elettrici caleranno di costo (magari in parte soltanto, per via di un maggiore costo del litio), mentre i motori a scoppio non potranno che diventare più costosi per effetto delle economie di scala, calanti.

  3. La componente base , per le batterie automotive è il Litio
    degli altri metalli “rari” se ne può fare a meno già oggi .
    Grazie alla chimica LFP ,litio ferro fosfato ,dato che ferro e fosfato , non sono materiali rari
    la minor densità energetica delle LFP è compensata da dei package batterie più leggeri e compatti,
    batterie strutturali e/o blade battery pack,
    dato che le batterie LFP sono anche più sicure delle altre chimiche al Litio

    il litio è stato trovato negli ultimi anni , in California, Nevada e Germania ..
    perfino in Italia ci sono aree promettenti , alle porte di Roma , Cesano sono stati dati dei permessi per esplorare un pozzo scoperto da Enel nel 1975
    la società Australiana che ha avuto l’appalto per l’esplorazione , dice che se i campioni rilevati negli anni 70a ,saranno confermati,potremmo trovarci sopra uno dei più grandi giacimenti del mondo

    oltre al Litio c’è il Sodio
    gli ioni di sodio e soprattutto l’evoluzione dei materiali di anodo e catodo si stanno rivelando un enorme potenziale per tutti i tipi di batteria
    Gli ioni di sodio hanno resistenza alle basse temperatura , possibilità di scarica completa senza danneggiamenti ,potrebbero presto sostituire le LFP
    sia sulle batterie stazionarie , sia nelle city car

    saluti ai criticoni in buona fede cha hanno letto quello che ho scritto
    e che avranno voglia di verificarlo con fonti più autorevoli

    per gli altri ..
    solo carbone alla befana

      • Perché forse sono stupido io, ma non capisco cosa voglia dire la Signora Julia Poliscanova, mischia troppi concetti ed argomenti e frulla il tutto nell’articolo. L’ho riletto ma lo posso equiparare ad un qualsiasi mio basso intervento o commento.

  4. Mai vista così tanta fuffa (o aria fritta) messa tutta assieme in un articolo…
    Mancano le materie prime? Non c’è problema, apriremo miniere green ecologiche in Tanzania dove il rispetto dei diritti umani è dell ambiente sarà la nostra priorità!!!!
    Transport & enviroment sembra sempre più un carrozzone di quaqquraqua slegato dal mondo, secondo me si potrebbero candidare per l euro parlamento….

  5. Visto che l’articolo tratta anche di produttori di auto, possiamo aggiungere che Renault sta progettando un motore senza terre rare.

    • Credo che i motori Renault (tranne spring) siano già privi di terre rare, non hanno magneti permanenti ma sono a sono a rotore avvolto. Rame e acciaio “magnetico” (Ferro e silicio).
      Per questo possono caricare a 22kW, usano gli avvolgimenti del rotore come filtro nella conversione AC-DC.

      • Sí esistono giá motori Renault senza terre rare, quello a cui mi riferivo è un perfezionamento di quelli attuali potendo sviluppare – stando alle dichiarazioni del costruttore – fino a 200 kW. Adotta inoltre la tecnologia EESM che purtroppo non conosco.

        • PMSM = Permagnent Magnet Sychronous Motor (o Machine)
          ASM = Asynchronous Motor
          EESM = Electrically Excited Synchronous Motor
          EESM sono proprio i motori a rotore avvolto, come Twingo, Zoe, nuovo Kangoo e Smart EQ e, oserei dire ma non ne sono certo, una delle prime Tesla.
          Un articolo mi sembrava interessante (anche se dice che Kangoo monta dei magneti permanenti) è
          https://cdn.vector.com/cms/content/events/2018/vEMOB18/01_Inductive_Electric_Excited_Synchronous_Machine_Parspour.pdf

          • Sí il pdf è interessante, chissá perché Renault ha usato vari tipi di motore per i suoi modelli.. Tornando alla tecnologia EESM, si direbbe molto promettente visto che il suo limite principale – quello dei collettori rotanti (o “contatti striscianti” ?) sembra essere stato risolto.

          • @Luigi: i dati dell’articolo riguardanti i motori non so a quali modelli son riferiti. Ad es. la 500e che sappia io ha un sincrono a magneti permanenti, probabilmente asincrono era la 500e americana. Così come Kangoo che viene descritto come a magnete permanente. Tesla che mi ricordi io ha usato tutti e tre i tipi di motore (sul rotore avvolto EESM non ci metterei la mano sul fuoco). I motori delle prime ZOE (serie Q) non erano Renault ma Continental, potendo caricare a 43kW presumo fossero EESM anche se ho letto che erano costosi magneti permanenti, costosi perchè proprio a “terre rare”.

  6. certo che parlare di chimica per l’ecologia..
    immagino che acidi, reagenti, frizzi lazzi e strumpallazzi siano anche ecologicamente testati sugli animali..
    che dire?

  7. Questo articolo me lo salvo e lo rifilo al prossimo che dirà “beo” riguardo un qualunque aspetto produttivo o impatto ambientale e sociale delle EV. Chissà che una voce autorevole come questa venga tenuta in considerazione.

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