Alberto Annicchiarico per il “Sole 24 Ore”

 

batterie agli ioni di litio

Smartphone, computer, una quantità infinita di elettrodomestici grandi e piccoli. A batteria. Tutto il mondo dell'Internet delle Cose, che per funzionare avrà sempre più bisogno di sensori. Sempre a batteria. Poi, naturalmente, le auto elettriche, i camion, le navi. E poi mega batterie fatte per stoccare energia da fornire alle città del futuro, come quella appena installata in Florida, alimentata dall'energia solare per produrre 900 MWh e alimentare oltre 300mila case per 2 ore o Disneyworld per 7 ore. 

 

auto elettriche 2

L'energia di 100 milioni di iPhone collegati tra loro. Ben 132 container su 16 ettari. Per tutte le batterie, almeno per ora, l'elemento principe è il litio, un metallo alcalino che può essere utilizzato in forma di carbonato o di idrossido. Ne servirà sempre di più (come serviranno più nickel, grafite, manganese e cobalto) perché si produrranno sempre più batterie. 

 

La previsione è che si passi da un fabbisogno di 250mila tonnellate (2018, prima del boom delle auto alla spina appena iniziato, nel 2020, nonostante la pandemia) a 3 milioni di tonnellate nel 2028, con la possibilità, sostiene la società di ricerche e business intelligence norvegese Rystad Energy, che le scorte scarseggino dal 2026-27. 

 

estrazione litio 3

Uno shortage in stile semiconduttori, quello che sta mettendo a dura prova le supply chain dell'industria dell'auto. Il litio si estrae soprattutto in Australia (il 52%; di recente Tesla ha firmato un accordo per forniture da 1 miliardo di dollari all'anno), Cile 22%, Cina 12%, Argentina 7%. Ce ne sarebbe una quantità enorme in Afghanistan, ma al momento non sembra particolarmente disponibile, a meno che i talebani non cambino idea. 

 

estrazione litio 1

A parte gli oggetti che usiamo tutti i giorni, saranno proprio auto e veicoli commerciali elettrici, navi e mega impianti di stoccaggio dell'energia, il tutto nell'ottica del raggiungimento dell'impatto climatico zero, a spingere una domanda di batterie che non ha precedenti. Rystad Energy ha stimato che possa decollare dai 0,76 TWh (terawattora) di fine 2020 ai 6,9 di fine decennio (la sola cinese Catl, leader mondiale con un terzo del mercato, si attesterebbe a 1,2 Twh nel 2025, e Tesla a 3 Twh nel 2030). Dei quasi 7 Twh totali globali 3,1 riguarderebbero le automobili, 0,3 le navi e 2,7 lo stoccaggio. 

 

estrazione litio 2

E per tagliare questo traguardo potrebbero servire investimenti per circa 560 miliardi di dollari. Intanto la maggior parte degli investimenti, nel 2020, si è concentrata in Asia (di fatto soprattutto Cina, poi Corea e Giappone): la regione che ha rappresentato l'85% dei 98 miliardi di dollari spesi tra il 2015 e il 2019. Ma l'Europa, sempre secondo Rystad Energy, è destinata ad aumentare la sua quota a oltre il 40% entro il 2024. 

 

estrazione litio

La Commissione europea intende mobilizzare più di 120 miliardi di dollari tra il 2021 e il 2027. Con grandi produttori come Volkswagen (6 gigafactory entro il 2030 in Europa con gli svedesi di Northvolt), Renault (gigafactory in Francia con i cinesi di Envision Aesc) e Stellantis (5 gigafactory tra Europa e Usa di cui una in Italia, a Termoli) determinati ad accelerare il processo. Quanto al mercato, nel 2021 sono previste vendite globali di batterie per 80 miliardi di dollari, in aumento del 26% rispetto ai livelli del 2020. Saranno 130 miliardi di dollari nel 2025 e quasi 160 nel 2030 (l'Europa dovrebbe essere a quota 40 dai circa 20 odierni).

principali operatori mondiali nel settore batterie

 

«Un tasso di crescita inferiore a quello delle capacità globali, ma, anche a causa dei cambiamenti previsti nelle caratteristiche chimiche, si prevede che i costi delle batterie diminuiranno, aumentando i margini di profitto», commenta Matthew Wilks, analista senior di Rystad Energy. I cambiamenti sono imponderabili. Qualche settimana fa Catl ha presentato le sue nuove batterie agli ioni di sodio (avrebbero prestazioni migliori nei climi freddi e la ricarica sarebbe più veloce), che potrebbero essere in commercio nel 2023. 

 

il grafene

E a fine luglio il costruttore cinese GAC ha confermato le sue batterie al grafene, ricaricabili in una manciata di minuti (tra 8 e 16). Saranno montate sul nuovo suv Aion V, in produzione da settembre. Il grafene ha un costo di 100 dollari al grammo, ma i cinesi sostengono di avere trovato la soluzione (grafene 3D) per abbatterlo di dieci volte. Abbiamo la rivoluzione a portata di mano? «Inevitabilmente le batterie al grafene avranno un grande impatto sul mercato una volta commercialmente scalabili», commenta Jonathon Mulcahy, consulente di Rystad. 

 

batteria grafene

«La densità energetica degli ioni di sodio - spiega Luca Magagnin, docente del Politecnico di Milano - è ancora troppo bassa per essere veramente competitiva con quella delle batterie agli ioni di litio. Che la tecnologia agli ioni di sodio sia possibile e possa essere una valida alternativa è assodato, il problema è renderla economicamente sostenibile e affidabile nel tempo. Quanto al grafene i vantaggi sono noti e studiati da anni. Aumento della capacità, brevità del tempo di ricarica sono certamente i più importanti. Credo che il limite sia anche qui di tipo economico, legato alla sostenibilità del processo di produzione di grafene di qualità adeguata all'impiego nelle batterie. Ad oggi la produzione di massa di grafene non è in grado di garantire la qualità necessaria a costi competitivi con i materiali carboniosi nell'attuale tecnologia agli ioni di litio».