La batteria agli ioni di litio ha già rimodellato il nostro modo di vivere consentendo la proliferazione di telefoni cellulari e tablet. Ora la tecnologia sta dando il proprio aiuto verso l'elettrificazione dei trasporti e la transizione verso le energie rinnovabili. In effetti, la batteria agli ioni di litio è diventata così importante per il progresso tecnologico che i suoi inventori hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2019.

Picco del boom di richieste di batterie

Sachin Pimpalnerkar, Global Segment Manager for Renewables, KanthalDagli anni '90, l'aumento della produzione di batterie agli ioni di litio è dovuto alla crescente domanda di dispositivi elettronici di consumo portatili come smartphone, tablet e laptop. Tuttavia, sebbene questo rimarrà un segmento significativo, lo sviluppo di veicoli elettrici ha innescato un ulteriore aumento delle richieste di batterie. La Commissione europea ha stimato che nel mondo ci saranno tra i 50 ei 200 milioni di auto elettriche entro il 2028, rispetto ai 4 milioni nel 2018 e persino 900 milioni di veicoli entro il 2040.

Inoltre, il passaggio alle fonti energetiche rinnovabili aumenterà la domanda di batterie agli ioni di litio per lo stoccaggio. Dato che l'energia solare ed eolica sono fonti intermittenti, queste non sono affidabili come i combustibili fossili. Tuttavia, con la loro capacità di stoccaggio, le batterie agli ioni di litio potrebbero rendere l'energia rinnovabile estremamente più affidabile e pronta all'uso.

"Le batterie agli ioni di litio sono un grande attivatore tecnologico e questo porterà a un'enorme crescita della capacità di produzione, specialmente in Europa

"Le batterie agli ioni di litio sono un grande attivatore tecnologico e questo porterà a un'enorme crescita della capacità di produzione, specialmente in Europa", afferma Sachin Pimpalnerkar, Global Segment Manager per le Energie rinnovabili, Kanthal.

Ottenere di più con meno

Oltre all'aumento della capacità di produzione, ci sono altre due aree chiave su cui i produttori di batterie possono concentrarsi: il miglioramento continuo della densità energetica delle batterie e la drastica riduzione dei costi.

"Oggi, i veicoli elettrici hanno un'autonomia limitata. Ci vuole troppo tempo per ricaricarli e i costi sono ancora troppo alti", afferma Pimpalnerkar. "Quasi il 30-40% del costo di un'auto elettrica riguarda la batteria stessa. Tuttavia, la capacità di stoccare energia continua a migliorare, il che significa che è possibile ottenere più energia nella stesso volume. Anche il prezzo è in continuo calo. A un certo punto in un futuro prossimo, sarà paragonabile a un motore a combustione interna".

Tra il 2010 e il 2023, si prevede che il costo medio di una batteria agli ioni di litio sia sceso da 1.160 a quasi 100 dollari USA per kilowattora . Le previsioni attuali ipotizzano che il prezzo potrebbe scendere al di sotto di 100 dollari per kWh entro il 2024. Questo è il punto in cui i veicoli elettrici possono essere equiparati al tradizionale motore a combustione interna.

Espansione della produzione

Per soddisfare questa domanda, la produzione attuale deve crescere in modo esponenziale nei prossimi anni. Secondo Wood MacKenzie, una società di ricerca e consulenza globale, si prevede che la capacità cumulativa della batteria agli ioni di litio aumenterà di oltre cinque volte fino a 5.500 GWh tra il 2021 e il 2030. Nel frattempo, la capacità della Cina nel 2023 dovrebbe raggiungere gli 800 GWh.

Di conseguenza, ciò avrà anche un impatto sulla richiesta di materie prime.

Nuove tecnologie per l'estrazione e fonti di approvvigionamento possono colmare il divario, secondo uno studio di McKinsey & Company. È probabile che una serie di progetti introdurrà sul mercato nuovi attori e aree geografiche, come l'Europa orientale, il Messico, gli Stati Uniti e il Canada, ma anche località non tipicamente associate all'estrazione del litio: Siberia, Thailandia, Regno Unito e Perù.

Secondo lo studio di McKinsey, lo sviluppo tecnologico, come l'estrazione del litio dalle acque reflue dei giacimenti petroliferi, potrebbe essere una nuova fonte. Allo stesso modo, nuovi metodi per un processo diretto dal litio al prodotto, chiamati tecnologia DLP, potrebbero avere un impatto significativo sulla fornitura se si dimostrassero efficaci.

Nel frattempo, si prevede che il riciclo delle batterie aumenterà durante il decennio in corso, anche se non di molto. Si prevede che entro il 2030 questa fornitura secondaria rappresenterà solo il 6% circa della produzione totale di litio.

"Mentre la domanda di batterie agli ioni di litio decolla rapidamente, i produttori mondiali di litio stanno investendo in raffinerie di litio nuove e migliorate con un impatto ambientale minimo", afferma Pimpalnerkar. "Per quanto riguarda i processi di riscaldo coinvolti nell'estrazione del litio, la sfida, come per tutti i processi di produzione industriale ad alta temperatura, è ridurre al minimo le emissioni di CO2 e altri gas nocivi, come NOx, e massimizzare l'efficienza energetica e la produttività - tutto questo garantendo al tempo stesso un prodotto costante e di alta qualità. È qui che entrano in gioco i sistemi di riscaldo elettrico Kanthal".