La seconda vita delle batterie

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la seconda vita delle batterie

Sono sempre più numerosi i progetti che aziende, enti di ricerca, istituti pubblici e privati, stanno portando avanti per cercare di riutilizzare tutti i componenti delle batterie al litio esauste.

Il mercato delle batterie al litio è in costante crescita e nei prossimi anni è destinato ad aumentare poiché si tratta di soluzioni fondamentali nel processo di transizione ecologica e di decarbonizzazione dell’economia a livello globale. Il trend è confermato da diversi studi che mettono però, in evidenza, come solo una piccola parte di batterie venga attualmente recuperata. Tenendo conto dell’impatto ambientale che hanno l’estrazione delle materie prime critiche necessarie per costruirle e il successivo smaltimento, con il rischio che alcune sostanze tossiche possano essere disperse, è di fondamentale importanza attivare un sistema di riciclo circolare che coinvolga l’intera filiera e preveda il recupero e riutilizzo di tutte le parti che compongono questi sistemi di accumulo dell’energia. Attualmente a livello industriale il riciclo delle batterie agli ioni di litio avviene attraverso due processi: quelli pirometallurgici che sono relativamente semplici, ma non sempre i risultati sono ottimali e richiedono molta energia; quelli idrometallurgici, invece, hanno una resa maggiore, ma presentano alcune criticità legate all’elevato consumo di acqua e all’impatto inquinante di alcune sostanze chimiche.

Il panorama europeo

In un documento[1] del 2019 l’Enea metteva in evidenza come solo una piccola parte delle batterie agli ioni di litio esauste venisse correttamente raccolta a causa di vincoli tecnici, barriere economiche, problemi logistici e lacune normative. Il focus dell’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile poneva poi in evidenza alcuni numeri: ogni anno vengono immesse sul mercato dell’UE circa 800.000 tonnellate di batterie per auto, 190.000 tonnel­late di batterie industriali e 160.000 tonnellate di batterie portatili[2]. Il mercato globale delle LIBs risulta dunque in conti­nua crescita e si prevede che raggiunga le 7.500.000 tonnellate nel 2030.[3] Alla luce di queste stime è quindi evidente l’urgente necessità di incentivare una gestione dell’intera catena del valore che segua i principi dell’economia circolare per evitare la dispersione di sostanze pericolose nell’ambiente. Su questo tema proprio di recente il consiglio europeo ha adottato un nuovo regolamento che rafforza le norme di sostenibilità per le batterie e i rifiuti di batterie. Il regolamento disciplinerà l’intero ciclo di vita di questi componenti, dalla produzione al riutilizzo e al riciclaggio, e garantirà che siano sicuri, sostenibili e competitivi[4]. Le nuove disposizioni fissano obiettivi di raccolta dei rifiuti di batterie portatili per i produttori (63% entro la fine del 2027 e 73% entro la fine del 2030) e introduce un obiettivo specifico per la raccolta dei rifiuti di batterie per mezzi di trasporto leggeri (51% entro la fine del 2028 e 61% entro la fine del 2031). Il regolamento fissa anche un obiettivo per il recupero del litio dai rifiuti di batterie del 50% entro la fine del 2027 e dell’80% entro la fine del 2031, con la possibilità di modifiche mediante atti delegati in funzione degli sviluppi tecnologici e del mercato e della disponibilità di litio. Infine, il regolamento prevede livelli minimi obbligatori di contenuto riciclato per le batterie industriali, le batterie per autoveicoli e le batterie per veicoli elettrici, inizialmente fissati al 16% per il cobalto, all’85% per il piombo, al 6% per il litio e al 6% per il nichel. In questo contesto uno dei settori più “sensibili” al riciclo delle batterie c’è sicuramente quello automobilistico. Tutti i più importanti produttori di autoveicoli si stanno dotando di impianti per gestire internamente il riciclo e riutilizzo delle batterie. Inoltre costruttori, fornitori, istituti di ricerca e organizzazioni internazionali si sono unite nella Circular Cars Initiative, un’iniziativa in collaborazione con il World Economic Forum, il World Business Council for Sustainable Development, McKinsey e Accenture, che mira a portare l’industria verso un modello sostenibile in tempi rapidi.

IL PROGETTO ACROBAT
Alla fine del 2022 per sostenere il settore industriale in Europa è stato lanciato il progetto denominato Acrobat per recuperare il 90% delle materie critiche contenute nelle batterie litio ferro fosfato. All’iniziativa che unisce competenze del mondo dell’industria e della ricerca partecipano l’ENEA per l’Italia, il Fraunhofer Institute for Laser Technology e l’azienda specializzata nel riciclo di batterie ACCUREC Recycling GmbH per la Germania, l’Università Cattolica di Lovanio e VITO (coordinatore) per il Belgio. L’obiettivo di questo progetto europeo è quello di mettere a punto un nuovo processo di riciclo che permetterà di estrarre dalle batterie litio, fosforo e grafite. Come riportato sul sito dell’Enea[5] le batterie litio ferro fosfato (LFP) sono una particolare tipologia di batterie agli ioni di litio (LIBs) e si caratterizzano per una elevata stabilità, sicurezza e una lunga durata; inoltre esse non contengono cobalto e nichel, il che le rende meno costose rispetto ad altre tipologie di LIBs. Grazie a tali caratteristiche, le batterie LFP stanno occupando un segmento crescente del mercato: vengono, infatti, utilizzate nei sistemi di accumulo stazionario, nella mobilità elettrica e anche in alcune applicazioni domestiche. Questa tipologia di soluzioni contiene materiali fondamentali per la nostra economia, ma non disponibili in Europa, in particolare litio, fosforo e grafite. Per poter favorire l’indipendenza delle nostre economie da tali approvvigionamenti, risulta dunque necessario riciclare localmente tali materie prime da prodotti a fine vita. Vi sono inoltre importanti questioni ambientali da considerare, poiché le LIBs contengono sostanze pericolose per l’ambiente, che potrebbero essere rimosse durante le operazioni di riciclo. Tuttavia, ad oggi non esistono in Europa processi specifici implementati su scala industriale. Attualmente Cina, Africa e America Latina, forniscono il 74% di tutte le materie prime di cui è composto un accumulatore. Inoltre, da sola la Cina produce il 66% delle batterie agli ioni di litio contro meno dell’1% dell’Unione Europea: questi dati confermano quanto sia indispensabile per le nostre economie trovare una soluzione per riciclare localmente queste materie prime da prodotti a fine vita. In quest’ottica il progetto ACROBAT entro il 2030 punta a raggiungere un target complessivo di recupero annuale di 5.400 tonnellate di materiale catodico (litio-ferro-fosfato), 6.200 tonnellate di grafite e 4.400 tonnellate di elettrolita.

[1] Le batterie al litio: catena del valore e chiusura del ciclo – Focus Enea – Energia, ambiente e innovazione

[2] https://environment.ec.europa.eu/topics/waste-and-recycling/batteries_en

[3]Christophe Pillot, Avicenne Energy. The Rechargeable Battery Market and Main Trends 2018-2030. Stockage Batterie Conference, 28 May 2019

[4] https://www.consilium.europa.eu/it/press/press-releases/2023/07/10/council-adopts-new-regulation-on-batteries-and-waste-batteries/

[5] https://risorse.sostenibilita.enea.it/news/riciclo-batterie-ioni-litio-fine-vita-progetto-acrobat

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