Una filiera europea ed italiana delle batterie totalmente sostenibile, dalle materie prime al riciclo: ecco come. A questo indirizzo è ora possibile rivivere in video il confronto fra mondo scientifico e mondo industriale promosso da Vaielettrico il 1° marzo scorso nell’ambito di Key 2024.
Fra gli oltre 120 convegni che hanno animato la manifestazione, il nostro “Mobilità elettrica e materie prime critiche: disponibilità, estrazione sostenibile, riciclo e nuove frontiere della ricerca” è stato uno dei più partecipati.
Ha svelato la consistenza reale del problema materie prime in relazione alla diffusione di massa delle auto a batteria e ha fatto il punto sulle tecnologie per il loro riciclo e riuso. Ha presentato esempi di aziende e imprenditori italiani già protagonisti globali di un business che si ritiene monopolio asiatico e ha alzato un velo su progetti innovativi europei dei quali anche l’Italia è parte attiva. Il messaggio è che la grande sfida tecnologica e industriale della mobilità sostenibile non è perduta in partenza.
Nichel e Cobalto: le auto elettriche ne utilizzano sempre di meno
Dati Iea alla mano, il professor Alessandro Abbotto, docente di Scienza dei Materiali all’Università Milano Bicocca, ha dimostrato che l’auto elettrica impatta oggi marginalmente sulla domanda di metalli preziosi come Cobalto e Nichel.
Quest’ultimo è richiesto per il 90% dal comparto siderurgico per la produzione dell’acciaio Inox, mentre l’industria delle batterie intercetta circa il 60% della domanda mondiale di litio.
In prospettiva, con la conversione elettrica dell’intero parco auto mondiale, la richiesta di questi minerali critici potrebbe moltiplicarsi di 6-7 volte. Ma parallelamente già è aumentata l’adozione di chimiche alternative, che non li utilizzano o ne utilizzano in minori quantità. L’anno scorso, per esempio, le batterie Litio-Ferro-Fosfato (LFP) hanno coperto il 30% del mercato.
Il litio? Oggi ne possiamo estrarre per 4 miliardi di veicoli. E anche in Italia…
Abbiamo litio a sufficienza per coprire la richiesta dei prossimi 20-30 anni? Il professor Nicola Armaroli, direttore di ricerca del CNR, ha sostenuto che le risorse mondiali stimate sono oltre 100 milioni di tonnellate. Le riserve accertate e sfruttabili sono invece fra i 30 e i 35 milioni di tonnellate. Sono sufficienti a produrre circa 4 miliardi di veicoli elettrici, a fronte di 1,3 miliardi di vetture circolanti.
La materia prima vergine si estrae da rocce, in Australia, o da salamoia in Cile. Ma ampie riserve di litio sono presenti in Europa, negli Stati Uniti. E perfino in Centro Italia, per circa il 20% del fabbisogno nazionale futuro. «Ci garantirebbero un “buffer” per affrontare momenti di crisi nelle forniture» ha detto.
Il riciclo: un giacimento virtuale europeo
Senza contare che Litio, Cobalto, Manganese, Nichel e tutti gli altri materiali contenuti in un pacco batteria non si bruciano come avviene invece per il petrolio. Possono essere riciclati e riutilizzati infinite volte. Diventano cioè nuovi giacimenti virtuali. L’ing. Angelo Forestan che con a sua Spirit è il pioniere italiano del riciclo batterie, denuncia però il rischio che i pacchi a fine vita vengano sottratti alla filiera europea delle batterie e ne facciano incetta asiatici e americani.
In Asia, in particolare, il riciclo delle batterie è oggi molto più redditizio: manodopera a basso costo, pochi vincoli ambientali, processi più grossolani (l’impianto sviluppato da Spirit costa 4 milioni di euro, quelli cinesi appena 450 mila) determinano un gap di competitività incolmabile.
L’Europa ci aiuti a non farcelo scippare
Perciò, denuncia Forestan, una filiera europea delle batterie può svilupparsi soltanto se l’Unione europea modificherà la direttiva appena entrata in vigore. Serve protezione dalla concorrenza sleale, sostegno alle nuove aziende, e finanziamenti alla ricerca.
Spirit, con le sue sole forze, ha sviluppato una tecnologia rivoluzionaria che permetterà il recupero di tutti i materiali catodici già totalmente purificati e pronti per il riutilizzo.
Un business da 6,3 miliardi di euro
Camilla Testori ha presentato i risultati di uno studio di PwC Startegy& sul business potenziale del riciclo in Europa. Quantifica in 3 milioni di tonnellate annue il volume di batterie da trattare al 2050 in Europa, per un valore totale di 6,3 miliardi di euro annui. A fronte di una capacità pari, oggi, a sole 80.000 tonnellate annue, si richiederanno investimenti in nuovi impianti per 2,6 miliardi di euro.
Con i cinesi giochiamo d’anticipo
Una quota fino al 15% delle materie prime da reimmettere nell’economia circolare proviene già dagli scarti di lavorazione delle celle, ha spiegato Luca Di Silvio di Manz, uno dei fornitori leader di linee di produzione per celle batteria. Quella delle celle al litio è una tecnologia complessa e giovane, ha detto. Ed è ancora altamente inefficiente.
Nei prossimi anni le linee di produzione si affineranno, il design delle celle consentirà meno sprechi e più facilità di disassemblaggio a fine vita. L’Europa, ha concluso «non può rincorrere gli asiatici, copiando le loro soluzioni: deve anticiparli sulle soluzioni dei futuro».
Nuovi orizzonti per la filiera europea delle batterie: ioni di sodio e le celle zolfo-ossigeno
Di strada ne è stata fatta, ha spiegato la professoressa Silvia Bodoardo che guida numerosi progetti europei per la batterie del futuro anche nell’ambito del programma Battery Alliance 2030. Per esempio riducendo le percentuali dei tre metalli più critici nelle celle tradizionali. Nelle celle Nichel-Manganese-Cobalto (NMC) si è partiti da 33% per ciascun elemento. Oggi il Nichel da solo copre l’80% mentre gli ultimi due metalli sono scesi a meno del 10%.
«L’innovazione è velocissima – ha detto Bodoardo -. Avremo presto batterie che sostituiscono il litio con il comunissimo e poco costoso sodio. E già stiamo sviluppando batterie zolfo-ossigeno, altrettanto economiche ma con un’altissima densità energetica. Penso che il futuro non sarà dominato da una sola chimica vincente, ma da più soluzioni, ciascuna dedicata a uno specifico utilizzo».
Il rinascimento della chimica italiana
Secondo la ricercatrice la filiera europea delle batterie coinvolgerà anche l’industria chimica. Quella italiana vanta gloriose tradizioni e potrebbe rinverdirle nella raffinazione delle materie prime per le batterie. Sulle dinamiche dei prezzi, infine, si è detta convinta che il trend discendente continuerà e ha rivelato che CATL è pronta a lanciare celle da 50 euro al kWh.
“Ho scommesso sul litio 20 anni fa. Ora costruirò la prima gigafactory italiana”
«Nel 2004 ho venduto le mie prime batterie al litio a 6.000 euro a kWh. Oggi anche i nostri sistemi più sofisticati costano un decimo» gli ha fatto eco il cavalier Federico Vitali, socio fondatore di FIB-Famm. La sua azienda ha avviato l’impianto di Teverola che a regime produrrà celle LFP per 350 MWh. Entro il 2026 entrerà in produzione la nuova gigafactory da 8 GWh, la prima in Italia.
Il treno non è perduto, basta crederci
E’ convinto che l’Europa non abbia ancora “perso il treno” e che l’Italia possa diventare un player importante nelle batterie «se svilupperà una sua filiera, dalla raffinazione delle materie prime al loro riciclo». «Basta credere nei propri sogni, come feci io 20 anni fa, quando scommisi sul litio nello scetticismo generale».
L’imprenditore ha concesso anche due ghiotte anticipazioni. Famm sta finalizzando una trattativa con Fincantieri e autorità europee per equipaggiare con le proprie batterie al litio la futura flotta di sommergibili europei. Inoltre svilupperà con STM componenti elettronici per innovativi sistemi predittivi sul funzionamento delle celle.
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