Litio, cobalto, idrogeno: il difficile cocktail della transizione energetica

Una parte non secondaria dei timori del Vecchio Continente sono giustificati dal fatto che questo è prevalentemente un utilizzatore finale dei materiali indispensabili a sostenere la transizione energetica e dipende in massima parte proprio dalla Cina e in parte anche dagli Stati Uniti. Inoltre molti degli elementi fondamentali per realizzare le batterie elettriche si trovano in paesi privi di stabilità politica. L’aspetto geopolitico è quindi tutto meno che secondario nell’ambito della transizione energetica.

Aidic ha realizzato diversi position paper sui metalli critici e in una nota ha sintetizzato quelli che possono essere considerati i principali problemi di cui tenere conto. Le batterie, ad esempio, non riguardano solo la mobilità elettrica, ma anche un’infinità di dispositivi e oggetti di impiego quotidiano oltre a incidere anche sull’efficienza delle fonti rinnovabili con i sistemi di accumulo.

Ricci fa riferimento a un noto studio della Iea (l’Agenzia internazionale per l’energia) incentrato proprio sulle batterie dal quale si evince che mediamente una batteria di un veicolo elettrico pesa 206 kg e contiene molti metalli diversi: in ordine di importanza grafite, rame, nickel, manganese e, in misura minore cobalto, litio e cromo. Rapportando il peso dei singoli materiali impiegati in una batteria con il numero di veicoli circolanti in Europa e nel mondo e confrontando il risultato con le disponibilità delle materie prime, emerge che la criticità riguarda il cobalto e il nickel. Soprattutto il primo non basterebbe nell’ipotesi estrema di un parco circolante mondiale completamente elettrico.

Ma, come detto, le batterie e le materie prime “a rischio” riguardano anche altri settori, non solo i veicoli. E questo complica di molto lo scenario, perché la capacità di stoccaggio di energia necessaria per raggiungere la situazione NetZero 2050 immaginata dalla Iea sarebbe notevolmente maggiore rispetto a quella attuale e richiederebbe una quantità di materie critiche difficilmente gestibile.

Un’altra via che le grandi case automobilistiche stanno cercando di percorrere è quella dell’idrogeno. La suggestione in questo caso è dovuta a due fattori: «La sua combustione, per generare energia, produce come sottoprodotto solo vapore d’acqua e la sua densità energetica per massa, cioè l’energia ottenibile per peso di idrogeno è molto alta» ricorda il presidente Aidic.

Tutto bene? Non proprio: «L’idrogeno è un gas molto rarefatto e per ottenere delle quantità in peso significative, dobbiamo comprimerlo ad alta pressione» dice Ricci. Per capirci, la Toyota Mirai, per assicurare una autonomia di 650 Km, è stata dotata di tre serbatoi di idrogeno pressurizzati a 700 atm per un volume totale di 146 litri.

Lo studio di Aidic spiega che a causa della bassa densità i costi di compressione dell’idrogeno sono molto elevati. E che a parità di contenuto energetico finale la quantità di energia necessaria per comprimere l’idrogeno è 5-10 volte maggiore rispetto a quella richiesta per la compressione del metano, alle pressioni indicate. Inoltre non mancano problemi relativi alla sicurezza.

Il paper dell’Aidc finisce per consigliare un approccio “prudente” alla transizione energetica. «La messa al bando dei motori endotermici in Europa a partire dal 2035 potrebbe non risolvere il problema del cambiamento climatico ed esporre l’Europa e parte del resto del mondo a tensioni dovute all’approvvigionamento e alla gestione dei minerali critici» rileva Giuseppe Ricci. Sarebbe, insomma «prudente considerare attentamente per i trasporti, l’utilizzo di vettori energetici alternativi a elettricità e idrogeno, derivati da rifiuti, da biomasse ottenute senza competere con le produzioni alimentari e senza deforestazione o dall’idrogenazione della CO2 (e-fuels). Gli investimenti in Europa per supportare una transizione energetica più prudente e sostenibile dovrebbero puntare al recupero delle tecnologie per la produzione di microchips e pannelli fotovoltaici, a tecnologie più efficienti per l’elettrolisi dell’acqua e dell’acqua di mare, allo sviluppo di motori endotermici e relativi carburanti a zero emissioni di gas serra».