Dalla transizione alle fonti rinnovabili, che richiede grandi capacità di accumulo, a quella verso la mobilità sostenibile, con il protagonismo degli accumulatori nei veicoli elettrici, le batterie sono uno dei fattori essenziali nel passaggio verso una società net zero. Lo sottolinea il Parlamento europeo: “Le batterie sono un elemento critico della transizione dell’UE verso un’energia pulita”.
Il nostro magazine sta seguendo l’evoluzione nelle norme, nella tecnologia, verso la circolarità e la sostenibilità – la produzione di batterie dipende fortemente dalle importazioni di materie prime critiche e in particolar modo quelle di cobalto, litio, nichel e manganese, dei metalli ad impatto ambientale e sociale molto elevato. Oggi arricchiamo il nostro racconto con qualche dato.
14 Secondo le stime a disposizione, l’Europarlamento ritiene che entro il 2030 la domanda globale di batterie potrebbe aumentare di 14 volte e che il fabbisogno per l’UE potrebbe rappresentare il 17% della domanda totale. Le previsioni dicono che entro lo stesso anno saranno almeno 30 milioni i veicoli elettrici a emissioni zero immessi sulle strade dell’UE. Secondo i dati riportati nella valutazione d’impatto della Commissione a sostegno della proposta del regolamento per le batterie, il totale delle batterie industriali (incluse quelle per ebike e veicoli elettrici) potrebbe passare dalle attuali 0,7 milioni di tonnellate a quasi 4,4 milioni di tonnellate nel 2035. Tra queste il ruolo preponderante sarà ricoperto dalle batterie per veicoli elettrici, i quali dovrebbero rappresentare circa l’87 % delle quote di mercato.
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700 Il maggior ricorso alle batterie si tradurrà inoltre in una maggior quantità di rifiuti: si prevede che il numero di batterie al litio pronte per essere riciclate aumenterà di 700 volte tra il 2020 e il 2040.
1.900.000 Secondo Eurobat (Association of European Automotive and Industrial Battery Manufacturers) ogni anno in Europa vengono generati oltre 1,9 milioni di tonnellate di batterie usate. Quante se ne riciclano? I tassi di raccolta e riciclaggio, la resa del riciclaggio e gli impatti sull’ambiente e sulla salute dipendono dal tipo di batteria. I tassi di raccolta e riciclaggio più elevati si ottengono per le batterie al piombo-acido per autoveicoli (99%). Tra il 90% e il 100% del piombo di queste batterie viene recuperato. Molto più basso, invece, il tasso medio di raccolta delle batterie portatili: nel 2018 è stato raccolto e riciclato quasi il 48% delle batterie portatili vendute nell’UE. “Ciò significa – sottolinea l’Europarlamento – che si perdono grandi quantità di risorse preziose”. Circa 35 mila tonnellate di batterie portatili finiscono ogni anno nei rifiuti urbani (con possibile lisciviazione di sostanze pericolose).
Se mettiamo sotto la lente le batterie agli ioni di litio, scopriamo che i tassi di riciclo sono bassi e il riciclaggio è “tecnologicamente impegnativo e costoso”. Oggi nell’UE il litio delle batterie non viene quasi recuperato affatto “perché ritenuto non conveniente rispetto alle forniture primarie”. Il riciclaggio è invece finalizzato al recupero di cobalto, nichel e rame, considerati economicamente più preziosi. Le efficienze di riciclaggio sono stimate a circa il 95 % per il cobalto e il nichel e all’80 % per il rame. La grafite – sottolinea ancora l’Europarlamento – non viene recuperata. “Sebbene chiudere il più possibile i circuiti dei materiali aiuterebbe a ridurre i rischi di approvvigionamento di materie prime, all’interno dell’UE il volume dei metalli recuperati utilizzati nella produzione di batterie è attualmente basso”: solo il 12 % dell’alluminio, il 22 % del cobalto, l’8 % del manganese e il 16 % del nichel utilizzato nell’UE per le batterie viene riciclato.
A fine 2020 la Commissione europea ha ufficialmente presentato la proposta di un nuovo Regolamento per disciplinare la produzione, l’uso e il riciclaggio delle pile e delle batterie sul territorio europeo. Tra le novità del provvedimento, che sostituirebbe la direttiva sulle batterie del 2006, livelli minimi obbligatori di contenuto riciclato per il 2030 e il 2035: 2 % di cobalto, 85 % di piombo, 4 % di litio e 4 % di nichel a partire dal 1° gennaio 2030, aumentando al 20 % di cobalto, 10 % di litio e 12 % di nichel da 1° gennaio 2035, invariata la quota per il piombo; aumento degli obiettivi di tasso di raccolta per i rifiuti di batterie portatili, escluse le batterie di scarto dei mezzi di trasporto leggeri: 65% entro la fine del 2025, in aumento al 70% entro la fine del 2030. Per quanto riguarda il riciclaggio delle batterie al piombo, gli obiettivi verrebbero fissati al 75% in peso medio dei LAB entro il 2025, in aumento all’80% entro il 2030. Nuovi obiettivi per le batterie al litio: 65% entro il 2025, 70% entro il 2030. La proposta di regolamento prevede anche obiettivi specifici di recupero dei materiali, vale a dire il 90% per cobalto, rame, piombo e nichel e il 35% per il litio, da raggiungere entro la fine del 2025. Entro il 2030, i livelli di recupero dovrebbero raggiungere il 95% per il cobalto, rame, piombo e nichel e 70 % per il litio. L’Europarlamento, con la relazione della commissione ENVI, approvata il 10 febbraio 2022, mira rendere ancora più ambiziosa la proposta: la relazione fissa obiettivi di raccolta più rigorosi, sia per le batterie portatili (il 70% dal 2025, rispetto al 65% della proposta originaria della Commissione europea; e l’80% dal 2030 invece del 70%) che per quelle impiegate nei mezzi da trasporto leggeri (75% nel 2025 e 85% nel 2030).
72% La quota di capacità globale di accumulo fornita dalle batterie ricaricabili al piombo. Le batterie ricaricabili possono essere di diversi tipo: al piombo, agli ioni di litio, al nichel-metallo idruro e al nichel-cadmio. Quelle al piombo (LAB) sono le più diffuse: nel 2018 hanno fornito circa il 72% della capacità globale delle batterie ricaricabili (in GWh). Secondo alcune stime riportate in un briefing del Parlamento europeo, le tecnologie piombo-acido prevarrebbero ancora in termini di volume fino al 2025. I principali impieghi di questo tipo di batterie sono le applicazioni automobilistiche (circa il 65% della domanda globale), le applicazioni industriali mobili (come carrelli elevatori) e nell’accumulo stazionario.
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60 L’aumento del fabbisogno europeo di litio entro il 2050 potrebbe aumentare fino a 60 volte. Le batterie agli ioni di litio (LIB) sono la tecnologia in più rapida crescita sul mercato, offrendo una potenza e prestazioni energetiche migliori rispetto a quelle al piombo. Mentre in Europa c’è una forte presenza nei segmenti a valle della catena del valore (assemblaggio, riciclaggio e riutilizzo delle batterie), la capacità di produzione delle celle risiede principalmente in Asia. Utilizzate da tempo nell’elettronica portatile e la tecnologia preferita per la mobilità elettrica, operano spesso anche in applicazioni stazionarie di accumulo di energia. La domanda di LIB dovrebbe salire alle stelle (di oltre il 30 %) per il prossimo decennio. Secondo stime utilizzate dal Parlamento europeo, l’UE avrà bisogno di fino a 18 volte più litio e 5 volte più cobalto entro il 2030, e quasi 60 volte più litio e 15 volte più cobalto entro il 2050, rispetto all’attuale fornitura di l’intera economia dell’UE;
20% La quota di miniere artigianali che nella Repubblica democratica del Congo provvede all’estrazione di cobalto, minerale utilizzato anche per la produzione di batterie. Come ricorda l’Europarlamento, l’estrazione e lo sfruttamento di alcuni minerali impiegati per la produzione di accumulatori possono essere associati a impatti ambientali negativi (ad es. inquinamento locale dell’acqua, del suolo e dell’aria; degrado dell’ecosistema e del paesaggio), a violazioni dei diritti umani e scarsa protezione dei lavoratori. Un esempio di scuola è quello del cobalto. Quasi la metà delle riserve mondiali di cobalto si trovano nella Repubblica democratica del Congo (RDC), che garantisce oltre i due terzi della produzione mondiale. Un indicatore sintetico della sostenibilità dell’estrazione dei questo materiale è la quota di miniere artigianali, pari al 20% del totale. In queste miniere, ricorda il Parlamento Ue, “sono stati documentati problemi di lavoro minorile e diritti umani”. Ma il cobalto e il Congo sono, appunto, solo un esempio. Un rapporto del Centro comune di ricerca della Commissione europea (JRC) ha identificato altri fornitori dell’UE di uno o più materiali necessari per le batterie che sollevano dubbi e preoccupazioni in termini di approvvigionamento responsabile. Dalla la Cina (che rappresenta il 47% delle forniture dell’UE sia di grafite naturale che di nichel), al Sud Africa al Brasile (che forniscono rispettivamente il 26% e il 17% della fornitura di manganese dell’UE);
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60% Di tanto si appesantisce la carbon footprint di batterie prodotte con energia fossile. L’impronta di carbonio delle batterie dipende molto dalla fonte di energia utilizzata nella produzione. Secondo il World Economic Forum e della Global Battery Alliance, le fasi più ad alta intensità di emissioni di gas serra (GHG) nella catena del valore delle batterie sono la produzione di materiali attivi e la produzione di celle. Nei Paesi asiatici, dove generalmente avviene la produzione delle batterie agli ioni di litio, il mix energetico si basa principalmente sulle fonti più inquinanti: questo appesantisce notevolmente l’impronta di carbonio della produzione. Una ricerca del 2003 mostra, ad esempio, che le celle agli ioni di litio NMC3 per veicoli elettrici fabbricati in Corea del Sud (dove il mix di elettricità è dominato da carbone, nucleare e gas) hanno un potenziale di riscaldamento globale superiore del 60% rispetto a se fossero fabbricati utilizzando elettricità da fonte idroelettrica;
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3% La quota europea nella produzione globale di accumulatori (2017). Nel 2017 è stata lanciata, dalla Commissione Europea, dai paesi dell’UE, dall’industria e dalla comunità scientifica, la European Battery Alliance (EBA). Un bisogno sentito a partire dal fatto che nel 2017 la produzione europea di batterie rappresentava solo il 3% circa del mercato mondiale. “Prevediamo – afferma l’Alleanza – che la produzione nell’UE soddisferà la domanda interna entro il 2025”;
3/4 La quota cinese sul totale della capacità produttiva di batterie al litio. Le attuali catene di approvvigionamento di batterie ruotano intorno alla Cina. La Cina, come sottolinea l’Agenzia internazionale dell’energia (IEA, Global Supply Chains of EV Batteries) produce tre quarti di tutte le batterie agli ioni di litio. Inoltre ospita il 70% della capacità di produzione di catodi e l’85% di anodi (entrambi componenti chiave delle batterie). Oltre la metà della capacità di lavorazione e raffinazione di litio, cobalto e grafite si trova in Cina. L’Europa è responsabile di oltre un quarto dell’assemblaggio globale di veicoli elettrici, ma ospita ben poco della catena di approvvigionamento delle batterie a parte la lavorazione del cobalto (20% del totale). Gli Stati Uniti hanno un ruolo ancora minore nella catena di fornitura globale delle batterie per veicoli elettrici, con solo il 10% della produzione di veicoli elettrici e il 7% della capacità di produzione delle batterie. Corea e Giappone hanno un ruolo importante a valle della lavorazione delle materie prime, in particolare nella produzione innovativa di materiale catodico e anodico: la Corea possiede il 15% della capacità di produzione globale di materiale catodico, mentre il Giappone il 14% e l’11% della produzione di materiale anodico.
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15% L’aumento dei prezzi delle batterie, legato quello delle materie prime. Nel maggio 2022, i prezzi del litio erano più di sette volte superiori rispetto all’inizio del 2021 “a causa della domanda senza precedenti di batterie e della mancanza di investimenti sufficienti nella nuova capacità di fornitura”, sottolinea l’Agenzia internazionale per l’energia. Il litio è infatti utilizzato anche nella produzione di ceramica, vetro e lubrificanti, ma sono le batterie il motore dominante della domanda e quindi ne determinano il prezzo. Ad complicare la situazione, il fatto che la Russia fornisce il 20% del nichel globale. L’AIE azzarda delle stime: mentre nel 2021i prezzi medi delle batterie sono diminuiti del 6% (a 132 dollari per kilowattora), se i prezzi dei metalli negli ultimi mesi del 2022 rimarranno alti come nei primi, i pacchi batteria diventerebbero il 15% più costosi rispetto al 2021, a parità di condizioni. L’AIE prevede che la domanda di litio, già raddoppiata tra il 2017 e il 2020, aumenterà di sei volte fino a 500 kilotonnellate entro il 2030, “richiedendo l’equivalente di 50 nuove miniere di dimensioni medie”.
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