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Andrea Poggio   28 gennaio 2021

Perché elettrico meglio del diesel - 3

Puntata 3: le batterie al litio dalle miniere al riciclo. Quale sarà l'impatto ambientale della nuova economia circolare delle batterie al litio quando si diffonderà l'auto elettrica? Cioè quando avremo in circolazione centinaia di milioni di auto elettriche? Oggi circolavano nel mondo appena 3 milioni di auto elettriche pure su 1,2 miliardi. E' la terza puntata del nostra letture delle principali report scientifici e pubblicazioni sul confronto tra gli impatti ambientali dell'auto elettrica a confronto di quella a combustione interna. Nella prima puntata abbiamo confrontato le emissioni di carbonio (CO2) del funzionamento delle auto elettriche, che impiegano oggi in Italia almeno dieci volte più energie rinnovabili di quanto contenuto nei carburanti. Nella seconda abbiamo letto alcuni report riguardanti il confronto ciclo di vita (dal pozzo-miniera sino alla ruota) tra auto elettrica e auto a combustione, appurando che tutte le analisi più serie e approfondite attribuiscono vantaggi “più o meno” grandi all'elettrico. E' il momento di entrare nel merito, di capire un po' meglio le ragioni di tale “più o meno”, di quel che ancora non sappiamo e non possiamo sapere, che ha molto a che vedere con le batterie. Quando “costa” produrle in quantità sufficienti, come si possono impiegare dopo la dismissione delle auto, come riciclarle a fine vita.
A luglio 2019 si è concluso uno studio commissionato dal network ambientalista Transport&Environment, affidato all'inglese Hans Eric Melin, founder della Circular Energy Storage, dedicato all'analisi dell'impatto sul clima delle batterie al litio. Lo studio analizza più di 100 articoli dedicati al ciclo di vita (LCA) delle batterie al litio degli ultimi vent'anni. Diciamo subito che i risultati sono molto diversi e, spesso, poco confrontabili tra loro: per produrre un solo kWh di capacità di batterie agli ioni di litio si può generare un impatto climatico che va dai 49 kg CO2 a 196 kg. Da 1 a 4 volte tanto. Una differenza enorme: nel primo caso, più favorevole, già dopo neanche un anno di guida un'auto elettrica potrebbe inquinare meno di una a combustione. Nel caso peggiore solo dopo 7 anni d'uso (circa centomila chilometri percorsi) l'auto elettrica potrebbe mostrare un vantaggio climatico.
Da cosa dipende questa enorme differenza di risultati? Da tanti fattori: metodologie diverse di analisi, diversa composizione delle batterie e quindi diversi metalli o terre rare usate, diverse tecnologie di produzione e assemblaggio delle celle, diversa taglia degli impianti. Gli impianti più grandi e moderni consumano molta meno energia di quelli più piccoli e risalenti all'inizio del secolo. Ma soprattuto a generare la differenza maggiore è il mix di produzione dell'elettricità del paese produttore: gli impianti di produzione delle batterie al litio sono in Giappone, Corea del Sud e Cina. La prima grande Gigafactory della Tesla, tapezzata di pannelli solari, è stata realizzata negli USA (Nevada) nel 2014. Le prime importanti produzioni europee si stanno realizzando solo ora, troppo presto per valutarne i consumi energetici e gli impatti climatici.
Nasce con questo scopo l'European Battery Alliance, che riunisce i principali soggetti industriali, la Commissione europea e la Banca europea per gli investimenti, per creare un mercato continentale di 250 miliardi di euro all’anno e realizzare almeno 10-20 gigafactory, filiere d'approvvigionamento dei minerali e riciclo a fine vita (economia circolare). Uno sforzo industriale colossale, in pochi anni, che deve essere capace di far fronte ad un fattore limitante fondamentale: nessuno dei metalli costituenti le attuali batterie a ioni di litio (litio, nichel, manganese e cobalto) si trova in abbondanza in Europa. E' questa la ragione per la quale la EBA propone subito la messa a punto su scala industriale di una competitiva catena del valore completa in Europa. Il litio che entra nel continente dovrà essere riutilizzato all'infinito.
Ma l'Europa e gli altri continenti avranno mai un ruolo nella nuova economia circolare delle batterie al litio, oggi controllato e dominato dalla Cina? La maggior parte dei giacimenti e delle miniere di litio oggi conosciute si trovano in realtà in Bolivia, ma ancor più in Argentina, dove la corsa agli investimenti e alle alleanze con le società minerarie locali è ancora in corsa. Il “controllo” cinese si esercita su un'altra terra rara, il cobalto, metallo chiave per catodo (il polo positivo) delle batterie: più della metà della produzione mondiale proviene dalla Repubblica Democratica del Congo (RDC), un paese politicamente instabile, dove il lavoro minorile e le condizioni di lavoro sono disumane (la stampa internazionale ha parlato di schiavismo) e il 90% del materiale estratto nel paese africano finisce in Cina, stato che domina la filiera congolese del cobalto con diverse aziende, tra cui Congo DongFang International Mining, parte di Zhejiang Huayou Cobalt, uno dei più grandi produttori di cobalto al mondo. Amnesty International parla di 40 mila ragazzini che lavorano a 2 dollari per 12 ore al giorno (https://www.repubblica.it/solidarieta/diritti-umani/2016/01/27/news/miniere_di_cobalto-132142114/). La rinuncia al cobalto, per cercare alternative, è uno dei banchi di prova della ricerca europea. L'alternativa potrebbe essere costituita dallo zolfo, un po' più diffuso e conosciuto (la Sicilia è stata la principale produttrice mondiale a metà del secolo scorso). Uno dei primi impianti industriali (Gruppo Seri e Faam) al mondo di celle litio-zolfo sta per entrare in funzione a Teverola nel Casertano, nell'ex-Italsider e rientra negli accordi di reindustrializzazione dell'area e si prevede che verranno reimpiegati lavoratori della Whirlpool, il primo impianto italiano della piattaforma di cooperazione “European Battery Alliance”.
Ad analizzare il ciclo di vita attuale e futuro dell'auto elettrica è stata recentemente anche EEA (Agenzia per l'Ambiente Europea) che, oltre a riunire le prove esistenti sull'impatto ambientale dei BEV attraverso le fasi del loro ciclo di vita, dimostrandone un vantaggio ambientale nel confronto, ove possibile, con i veicoli a motore a combustione interna (ICEV), decide di considerare come un passaggio a un'economia circolare potrebbe ridurre tali impatti.
La riduzione dell'impatto ambientale della fabbricazione delle batterie non è solo una misura dell'esistente, quanto piuttosto una conquista industriale, che si può giocare anche in Europa (non solo in Cina o America), è vero altrettanto sulla fase di utilizzo, riutilizzo e riciclaggio finale delle batterie a base litio. Il report Transport&Environment “Element Energy Battery on wheels” fa una ipotesi: se in Europa nel 2030 ci saranno 17,5 milioni di autto elettriche in circolazione, in gran parte ancora quasi nuove, si recupereranno 125 mila batterie di veicoli dismessi. 15% delle quali troppo deteriorate dovranno essere avviate a riciclaggio per recuperare 2.800 tonnellate di metalli preziosi. Le altre 105.000 batterie, con una capacità di accumulo residua pari ad oltre 2,2 GWh, potranno essere utilizzate per contribuire alla stabilità della rete elettrica continentale, sempre più dipendente da energie rinnovabili (sole e vento) intermittenti. Quindi avranno ancora un valore perché consentiranno di costruire meno impianti e centrali elettriche, con un vantaggio economico, su scala continentale pari ad almeno 80 milioni di euro all'anno. 
E poi, e quando anche le batterie riutilizzate nella rete elettrica dovranno essere riciclate? Ai sensi dell'attuale direttiva europea sulle batterie, il produttore o l'industria produttrice del veicolo elettrico è responsabile della copertura di tutte le spese relative alla raccolta e al riciclaggio della batteria. Vogliamo fare un confronto? E' come se la legge chiedesse alle società petrolifere e all'industria automobilistica di veicoli a combustione interna di sobbarcarsi i costi di raccolta e riciclaggio della CO2 emessa dagli autoveicoli diesel, benzina o a gas attualmente in circolazione. Ve lo immaginate? Raccogliere e comprimere i gas di scarico su ogni auto, svuotare o consegnare le bombole piene al benzinaio e riciclare tutto il carbonio per creare nuovi carburanti o materiali? Ma quanto costerebbe allora un pieno?
Se peer il carbonio fossile il costo del riciclaggio è inimmaginabile ed energeticamente impossibile, anche quello delle batterie al litio non è oggi facile da quantificare. Oggi infatti le batterie al piombo sono quasi completamente raccolte e tutte recuperate con tecniche pirotecniche (si brucia la plastica e si recupera il piombo e i metalli fusi) o più efficacemente con tecniche idrometallurgiche, in grado di riciclare sia il contenitore in plastica che tutti i metalli. Tra l'altro l'Italia primeggia nel mondo con tali tecnologie. Ma tutti i processi industriali di riciclaggio oggi noti dovranno essere ripensati su una economia di scala completamente diversa. Stimare l'impatto ambientale ed economico di impianti che entreranno in funzione tra dieci anni è difficile: certamente il valore del litio tra dieci anni dovrà essere ancora elevato e il costo delle batterie generate dal riciclo da quei materiali ne sarà influenzato.
In conclusione? Diciamo che anche questo ultimo confronto tra veicolo elettrico e a combustione interna, dal punto di vista dell'ambiente, del clima e delle risorse naturali, si conclude con un più che probabile vantaggio dell'elettrico, anche con le nuove batterie agli ioni di litio. Se non altro perché una economia circolare del carbonio fossile, del petrolio, non è legalmente previsto e industrialmente neppure studiato. Ma anche quello futuro delle batterie al litio è determinare. E se già oggi l'auto elettrica è più vantaggiosa negli anni (costi ambientali ed economici a parità di condizioni medie d'uso), possiamo sperare che le nuove tecnologie, una produzione elettrica sempre più rinnovabili, i nuovi impianti progettati prima con i criteri dell'economia circolare, abbassino ulteriormente e clamorosamente gli impatti ambientali. Le politiche industriali nazionali ed europee dovranno fare la differenza.

Nella figura allegata: Ciclo batterie al Litio, a T&E, “Element Energy Battery on wheels”, 2019


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