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Batterie
C'è vita oltre il litio

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C'è vita oltre il litio
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La pandemia del coronavirus e la successiva crisi dei semiconduttori non lasceranno solo una scia di danni per il settore automobilistico, ma rappresenteranno anche una grande lezione: la necessità di controllare in modo proattivo l'intera filiera della produzione. Proprio la carenza dei chip è un caso emblematico, perché ha dimostrato le conseguenze di una gestione delle forniture troppo incentrata su una fiducia incondizionata nelle capacità dei fornitori di soddisfare qualsiasi richiesta. Ora è invece arrivato il momento - per tutti i costruttori - di rivedere legami ultradecennali e assumere un approccio votato al cambiamento, o meglio a quella "distruzione creativa" che l'economista Joseph Schumpeter indicava come forza motrice del capitalismo. In poche parole, le Case devono accettare una continua innovazione non solo sul fronte tecnologico ma anche, se non soprattutto, nel campo dei processi aziendali. È quello che sta accadendo sul fronte delle batterie e, ancor di più, degli elementi chimici alla base della loro produzione, a partire da quel litio che, paradossalmente, sta diventando sempre più "scarso" e sta imponendo la ricerca di soluzioni alternative.

Maggior comprensione. Del resto, per distruzione creativa si intende, letteralmente, il "processo di mutazione industriale che rivoluziona incessantemente la struttura economica dall’interno, distruggendo senza sosta quella vecchia e creandone sempre una nuova". E questo ha ancor più valore in alcuni ambiti ormai sempre più fondamentali per le nuove produzioni automobilistiche, come ammesso recentemente da Carlos Tavares parlando della crisi dei chip. L'ad di Stellantis ha sottolineato come la carenza di semiconduttori abbia "rotto" le relazioni con i fornitori di componentistica di primo livello e spinto quindi le Case a guardare "altrove" per risolvere le problematiche di approvvigionamento. In tale quadro rientrano i frequenti accordi stretti con i produttori di semiconduttori per progettare microprocessori in grado di rispondere a specifiche esigenze produttive. In tal modo sarà anche possibile, per i responsabili del settore, comprendere al meglio gli sviluppi e le necessità di un comparto sempre più importante per le loro attività come già sta avvenendo ormai da alcuni anni con il settore minerario e alcune materie prime fondamentali per la mobilità elettrica. Proprio sul litio sono stati, infatti, lanciati avvertimenti chiari sulla sua scarsa reperibilità e sulle difficoltà di un'offerta insufficiente a soddisfare una domanda in continua crescita. Da qui nascono anche gli inviti rivolti alle istituzioni europee a non spingere troppo sulla mobilità elettrica perché non ci sono abbastanza materie prime.

Un elemento scarso. Il litio è un esempio lampante. In tutto il mondo le riserve di litio sono più che abbondanti: l'Us Geologica Survey le stima in 21 milioni di tonnellate, abbastanza per convertire l'intera flotta mondiale fino al 2050. Come per il petrolio, però, le stime potrebbero essere riviste al rialzo, e anche di parecchio. Tuttavia, come avviene per i carburanti fossili, non è detto che le riserve possano essere sfruttate in modo economico e sostenibile. Già oggi, è questo il grande problema per le Case automobilistiche e per il loro impegno ad assicurarsi forniture non solo stabili, ma ancor di più tracciabili e in grado di rispettare i loro parametri di sostenibilità Esg (Environmental, Social and Governance). Si tratta, in sostanza, di una questione di quantità e qualità dell'offerta. Di quantità, perché il comparto minerario ha difficoltà a soddisfare una domanda in forte crescita a causa di oggettivi impedimenti: per avviare un sito estrattivo ci vogliono circa 10 anni. Di qualità, perché l'estrazione del litio ha un forte impatto ambientale: alcuni esperti non lo giudicano per nulla una risorsa ecologica e ne sottolineano i danni devastanti per il territorio. Basti pensare che per ogni tonnellata di minerale estratto nelle riserve andine sono necessari almeno due milioni di litri d'acqua. Le conseguenze? Fiumi e falde acquifere prosciugati e, di riflesso, danni all'agricoltura: un problema particolarmente sentito tra Cile e Bolivia, al punto che alcune organizzazioni ambientaliste hanno avvertito del rischio di un'escalation militare per colpa del drenaggio di risorse idriche legato all'estrazione del litio nel bacino del lago salato boliviano del Salar de Uyuni. 

Cobalto e guerre. Se poi si amplia il discorso a un altro elemento chimico come il cobalto, ecco che la situazione diventa ancor più allarmante: viene estratto dal coltan, un minerale che per il 60% arriva dal Congo, uno dei Paesi al mondo più colpito dalla povertà e dalle guerre. Si parla di almeno 150 mila minatori attivi nelle principali aree minerarie dell'ex Zaire, che utilizzano sistemi estrattivi per lo più artigianali e dannosi per l'ambiente. Non solo: secondo l'Unicef, 40 mila bambini sarebbero impiegati nelle miniere. Il cobalto solleva dunque questioni non solo ambientali (tra l'altro, sono tutti da verificare i processi di raffinazione utilizzati in Cina, da dove arriva il 90% dell'offerta globale), ma anche e soprattutto etici. In fin dei conti è quanto avviene anche per il petrolio, a dimostrazione di come la "coperta sia sempre corta" e, risolto un problema, se ne manifesti un altro di difficile soluzione.

La ricerca. Litio e cobalto sono solo i due esempi più emblematici, ma si dovrebbe parlare di tanti altri elementi chimici sempre più importanti e dannosi per l'ambiente. Tutto ciò spiega le diverse iniziative messe in atto dai costruttori per cercare alternative valide. Non si tratta solo di individuare soluzioni in grado di ridurre il ricorso agli elementi alla base delle attuali batterie, o di aumentare le possibilità di riciclo e riutilizzo; si tratta anche di cercare nuove basi e materie prime. Sulla bocca di tutti c'è soprattutto la tecnologia delle batterie allo stato solido, che dovrebbe garantire maggior velocità di ricarica, maggior autonomia, una durata superiore e, soprattutto, un minor ricorso al litio. Tuttavia, sempre di litio si parla. Per ridurne l'uso, già oggi sono presenti sul mercato soluzioni quali le batterie al litio-ferro-fosfato, in cui per il materiale catodico non si utilizza solo il litio ma una sua combinazione con altri elementi. Il problema, tuttavia, rimane. 

Ioni di sodio e altre soluzioni. Ecco, allora, che negli ultimi anni sta avanzando la possibilità di utilizzare una tecnologia ancor più vecchia di quella basata sugli ioni di litio. Si tratta degli ioni di sodio, una soluzione oggetto di attività di ricerca fin dagli anni 70 del secolo scorso. Finora non si è rilevata un'alternativa migliore per alcune problematiche: gli ioni di sodio sono meno stabili, forniscono meno energia, garantiscono minori autonomie e sono più pesanti. Però, sono anche più efficaci nei tempi di ricarica e sul fronte dello stoccaggio di energia, soffrono meno le temperature estreme e non sfruttano litio, terre rare e altri metalli preziosi. Anche per questo la cinese Catl, un colosso che controlla il 30% del mercato globale delle batterie, lavora da tempo a queste soluzioni, concretizzatesi nelle prime applicazioni industriali. In ogni caso, ci vorranno ancora alcuni anni prima di avere dispositivi commerciali in grado, quantomeno, di avvicinarsi ai vantaggi garantiti dal litio. Gli ioni di sodio sono comunque solo una delle tante alternative oggetto di studio: si parla di batterie al solfuro di magnesio, al litio-zolfo e al grafene, oltre che di ioni di alluminio e perfino di processi biochimici a base di batteri. Tutto ciò dimostra come il futuro possa riservare grandi sorprese: a patto, però, che l'intera filiera automobilistica si dedichi, anima e corpo, all'innovazione tecnologica più di quanto fatto finora.

COMMENTI

  • In questo articolo, che contiene molte verità, solo una riga dedicata alla filiera del riciclo delle batterie esauste, che sta crescendo e lo farà sempre di più (VW già ha iniziato). Dalle batterie esauste si può ricavare oltre il 90% delle materie prime che si dovrebbero invece estrarre in miniera. Inoltre le nuove tecnologie (alluminio, sodio, grafene) con o senza elettrolita solido, e senza litio e cobalto, stanno facendo progressi giganteschi anche grazie al fiume di miliardi di investimenti in ricerca e sviluppo, sia pubblici che privati. In una manciata di anni cambieranno molte cose, ma le novità si contano praticamente ogni mese. Raccontiamola tutta, ed evitiamo di enfatizzare troppo problemi (che esistono sempre in qualunque tipo di rivoluzione industriale). La direzione è tracciata, guardare indietro ci fa perdere solo tempo prezioso
  • Si certo le solite fandonie , come il petrolio che si sarebbe esaurito a scadenze prefissate che guarda caso si spostavano sempre di 20 anni alla volta , e dessi non sanno più dove metterlo, questi te la raccontano a seconda di come gli fa comodo.
  • Lo dico da sempre, sono almeno un paio di decenni, da quando si sono cominciate ad usare le batterie al ltio per i cellulari. E' uno deimotivi per cui rimango fedele al termico
  • ma come.... le batterie non si fanno come l'elettricità? ovvero schioccando le dita?
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  • Ma perchè ci preoccupiamo? Lasciamo ai cinesi il "lavoro sporco" di procurarsi le materie prime e produrre le batterie, che potremo poi comprare tranquillamente da loro, mettendo così a posto la nostra coscienza; basta che non facciamo troppe domande! Ovviamente sto scherzando. Voglio solo rimarcare che nel dibattito che compare anche a commento di tanti articoli su queste pagine, in un momento delicato come questo, in cui dovremmo coltivare il dubbio e il senso critico, ci barrichiamo dietro monolitiche certezze acquisite, oltretutto, non per conoscenza ma per affinità: “Le conclusioni mi suonano bene, sono d’accordo con il punto di vista e quindi è sicuramente vero”. Quello che chiamiamo dibattito climatico è in realtà un frutto avvelenato dell’identity politics, Gaber sintetizzerebbe con sarcasmo “la Tesla è di sinistra, il carbone è in fondo a destra”. Chi oggi si definisce ambientalista di solito sa molto poco di ecologia, sviluppo sostenibile o risk management ma è fermamente convinto che le multinazionali petrolifere occidentali fomentino guerre in giro per il mondo, che l’agricoltura biologica sia più ecosostenibile di quella industriale e che, sotto sotto, la radice del problema sia il paradigma della crescita infinita, imposto da quell’ideologia perversa che è il capitalismo. Poi poco importa che tre quarti del petrolio viene estratto da compagnie pubbliche e che una quota tutt’altro che irrisoria (per quanto insufficiente) delle rendite petrolifere sia destinata a finanziare sanità, istruzione e welfare in economie emergenti e Paesi in via di sviluppo e che i bilanci di tante economie avanzate si reggano anche sulle imposte sui carburanti: in Italia, 40 miliardi di euro nel 2019, ultimo anno normale. Per concludere, vorrei leggere i numeri sui costi reali e sulla fattibilità di questa transizione, come adombra appunto questo articolo e non le solite filippiche sulla sua ineluttabilità
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  • Ottimo articolo. Vorrei aggiungere che l'elettrolita PVDF e' un grosso problema, per scarsita'. Mancano pure macchinari per sfornare batterie e produrli richiede molto tempo. L'elettrificazione trovera' un collo di bottiglia pari pari a quello che oggi e' il problema micro chip. Tutto risolvibile, certo. Ma direi ai nostri giovani: c'e' gran bisogno di tecnici ed ingegneri di meccatronica quanto di elettrochimici per le celle e ingegneri meccanici per il battery pack.