Batterie al Litio: nuove mappe tecnologiche per sostenibilità e riciclo

Il futuro di decarbonizzazione del nostro sistema energetico affidato alle energie rinnovabili, intermittenti per loro natura, non potrà avere successo se non sarà accompagnato da un parallelo sviluppo di batterie che ne permettano lo stoccaggio; inoltre lo sviluppo dell’auto elettrica su larga scala necessita di batterie sempre più performanti e leggere. I futuri scenari disegnano crescite esponenziali per l’uso di questi dispositivi, ma questo comporterà sempre più necessità di estrazione di materie prime rare ed approvvigionamenti da aree geo-politicamente instabili. Attualmente il tasso di sviluppo delle tecnologie per la produzione di energia da fonti rinnovabili rispetto a quelle per lo stoccaggio presenta un forte deficit a favore delle prime. Bisogna poi ricordare che ad oggi, il mercato delle batterie stazionarie e per mobilità è dominato dalla Cina, seguita dalla Corea del Sud. E l’Europa?

Spiace ricordare che il vecchio continente sconta sempre una scarsa visione a lungo termine degli obiettivi comuni ai diversi Paesi. Vogliamo ricordare, solo a titolo di esempio, come non molto tempo fa l’AD Marchionne dell’ex gruppo FIAT ritenesse l’auto elettrica senza futuro mentre i cinesi lavoravano al loro sviluppo. Che fare dunque? La risposta passa sempre attraverso la ricerca e l’innovazione. Fortunatamente la commissione europea è corsa ai ripari su questo tema e gran parte dei fondi di NextGenEU e di Repower Europe sono stati messi a disposizione per lo sviluppo di nuove tecnologie dedicate all’accumulo e la mobilità elettrica che fanno seguito al Piano d’Azione Strategico sulle Batterie, adottato nel 2018, che definisce misure a supporto di ogni aspetto della filiera, per garantire che le batterie prodotte e utilizzate in Europa siano sicure, efficienti e che si seguano i più alti standard ambientali e sociali nelle fasi di produzione, uso e fine vita. La volontà è quella di definire requisiti di sostenibilità che tutte le batterie immesse nel mercato Europeo dovranno soddisfare.

Gli obiettivi sono molteplici: prima di tutto sul fronte del riciclo cercando di recuperare la maggior parte dei materiali a fine vita per evitare estrazioni minerarie e importazioni; in secondo luogo lo sviluppo di tecnologie a basso costo e maggiormente performanti; infine con la creazione di una economia circolare per il settore dove riuso e riciclo possano allinearsi ad analoghe iniziative europee per il settore energetico e siano fattore di crescita per le industrie del settore.

L’Italia, con ENEA, sul fronte riciclo, partecipa al progetto europeo ACROBAT (https://acrobat-project.eu/en) che punta, con un nuovo processo a basso impatto ambientale e basso costo, al recupero di oltre il 90% delle materie prime contenute nelle batterie LFP a base di litio ferro e fosfato (vedi immagine principale), una recente tipologia di accumulatori agli ioni di litio che sta guadagnando quote di mercato grazie a caratteristiche di elevata stabilità e sicurezza, lunga durata e costo inferiore rispetto ad altre tipologie, in quanto non contengono cobalto e nichel, ma ancora non presente nella realtà industriale europea.

I componenti che compongono anodo, catodo ed elettrolita sono i materiali preziosi e critici che nel processo di riciclo degli accumulatori devono essere sviluppati in ottica di economia circolare mentre l’imballaggio delle batterie appartiene al ciclo della plastica ampiamente già sviluppato in Europa. Per quanto riguarda il contrasto alla Cina per riguadagnare il gap in ambito di mobilità elettrica, ENEA è inserita nel progetto IPCEI europeo EuBatIn (European Battery Innovation).

Per l’Italia, oltre ad ENEA, partecipano realtà come Istituto Bruno Kessler sul fronte ricerca, oltre a 12 aziende: Endurance Spa, Enel X Srl, ENGITEC Technologies Spa, FIAMM Energy Technology, Fiat Chrysler Automobiles, Fluorsid Alkeemia Spa, FPT Industrial, Green Energy Storage Srl, Italmatch Chemicals Spa, Italy Srl, MIDAC Spa e Solvay. Esso mira a garantire un vantaggio competitivo dell’innovazione europea sulle batterie, in particolare sulle batterie a ioni di litio (LIBs), promuovendo l’intera catena del valore delle batterie all’interno dell’UE in termini di materiali, sviluppi di elettrodi, celle e moduli innovativi ed arrivi al riciclo completo degli accumulatori.

Le LIBs rappresentato la pietra angolare per le future politiche di decarbonizzazione europee grazie alla loro versatilità in ambito stazionario e di mobilità elettrica poiché possono sostituire qualunque altra tipologia di batteria nelle varie applicazioni come, ad esempio, il livellamento dei carichi nelle reti di alta potenza. Di fatto, le LIBs permettono di rivedere completamente la struttura delle reti elettriche e di introdurvi con successo le fonti rinnovabili. Nei prossimi appuntamenti torneremo ad approfondire questi importanti aspetti sia dal punto di vista prettamente tecnologico che quelli più propriamente di impatto sociale ed economico.