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Le vendite annuali di veicoli elettrici continueranno a crescere nei prossimi anni, rendendo necessario tenere sotto controllo la domanda di minerali critici per le batterie.
Secondo lo scenario 1,5 °C dell’International Renewable Energy Agency (Irena), delineato nel World Energy Transitions Outlook, bisognerà passare dai 14 milioni di veicoli venduti nel 2023 a circa 60 milioni entro il 2030.
Nel report “Critical Materials: Batteries for Electric Vehicles” pubblicato il 27 settembre (link in basso), l’agenzia stima che per raggiungere questo obiettivo è necessario che la produzione di batterie per veicoli elettrici cresca di cinque volte entro il 2030, rendendo necessario un aumento proporzionale dell’offerta di materie prime che riduca al massimo gli squilibri tra domanda e offerta.
I rapidi progressi tecnologici nelle batterie, dai significativi miglioramenti delle prestazioni alla riduzione dei costi, hanno aperto la strada all’adozione dei veicoli elettrici in segmenti precedentemente ritenuti inadatti, come ad esempio il trasporto merci su strada a lungo raggio, ampliando di molto le prospettive di mercato.
Anche se la capacità di produzione di batterie attualmente prevista per il 2030 (7.300 GWh/anno) supera la domanda prevista di batterie per veicoli elettrici (4.300 GWh/anno), secondo il report Irena “sono necessari sforzi concertati per garantire le materie prime necessarie”.
La domanda di litio per le batterie dei veicoli elettrici potrebbe quadruplicare dal 2023 al 2030. Allo stesso modo, quella di cobalto, grafite e nichel potrebbe più che triplicare.
Tuttavia, alcune innovazioni tecnologiche che consentono la sostituzione di questi materiali ne stanno già riducendo la domanda: cobalto e nichel ad esempio non sono più utilizzati in quasi la metà dei veicoli elettrici venduti nel 2023.
I minerali fondamentali
L’agenzia ha sviluppato un’analisi della domanda e dell’offerta per comprendere i potenziali colli di bottiglia entro il 2030.
Sono stati presi in esame tre scenari. Il primo, considerato di “stagnazione tecnologica”, ipotizza un’innovazione limitata e il mantenimento di un’elevata quota di accumuli nichel.
Il secondo, considerato una continuazione delle tendenze attuali, esplora un crescente dominio delle batterie al litio ferro fosfato (LFP) e al litio manganese ferro fosfato (LMFP).
L’ultimo, quello di “maggiore innovazione”, ipotizza la prevalenza di LFP e LMFP insieme a un aumento significativo della tecnologia emergente agli ioni di sodio (Na-ion), come mostra il grafico in basso. In uscita la tecnologia Litio-Manganese-Ossido (LMO).
Le previsioni materiale per materiale
Litio. La domanda rimarrà elevata in tutti gli scenari. Tecnologie emergenti come gli ioni di sodio potrebbero entrare nel mercato più avanti in questo decennio, ma il loro impatto sulla riduzione della domanda di litio si vedrà dopo il 2030. Per affrontare potenziali deficit del minerale sarà necessario fare affidamento sull’espansione della catena di approvvigionamento o sul miglioramento della densità energetica.
Cobalto. La sua criticità potrebbe diminuire a causa dell’aumento di tecnologie alternative come LFP e LMFP. Tuttavia, potrebbero esserci carenze se le batterie contenenti cobalto rimarranno importanti negli scenari di minore innovazione.
Grafite. Si prevede che la produzione di grafite naturale non riuscirà a soddisfare la domanda totale entro il 2030. Quella sintetica, e le innovazioni nelle tecnologie emergenti degli anodi, dovranno colmare l’atteso divario tra domanda e offerta.
Nichel. Come per il cobalto, la stabilizzazione della domanda verrà favorita dalla crescente adozione di batterie LFP e LMFP, che attenueranno i problemi di approvvigionamento di questo minerale.
Altri materiali. Si prevede che l’impatto dei veicoli elettrici sulla domanda di rame, fosforo e manganese sarà minimo rispetto ad altri settori. Il rame, la cui quota di domanda per batterie di veicoli elettrici ammonterà a circa il 4% nel 2030, è principalmente guidato dall’edilizia e dalle infrastrutture legate all’energia. Allo stesso modo, le quote di domanda di fosforo e manganese per batterie per veicoli elettrici sono stimate rispettivamente al 3% e al 2% circa entro fine decennio.
L’Irena resta comunque ottimista: “la crescente domanda – si legge nel report – può essere soddisfatta espandendo le catene di fornitura sostenibili e aumentando lo sviluppo e l’adozione di tecnologie innovative”.
Il ruolo del riciclo
L’adozione sempre più su larga scala dei veicoli elettrici in questo decennio porterà anche a volumi più elevati di materiali riciclabili.
Secondo l’Irena “c’è il potenziale per incrementare la produzione e il consumo secondari utilizzando le scorte di materiali riciclabili e di scarto già in circolazione”. Questo è particolarmente vero per i materiali che sono stati utilizzati in grandi volumi in vari settori industriali per molti anni, come rame e nichel.
È una soluzione che potrebbe mitigare le strozzature della catena di approvvigionamento già entro il 2030, insieme allo sviluppo tecnologico che consentirà di avere batterie con sempre meno materiali critici.
Sebbene impatti rilevanti non siano previsti nel prossimo decennio, la combinazione di questi due processi farà sì che le batterie di oggi, una volta riciclate, forniranno più materiali recuperabili di quelli necessari per produrne di nuove.
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