In arrivo nuove regole UE per la produzione delle batterie dei mezzi elettrici

Il 10 dicembre la Commissione Europea ha rilasciato alcuni comunicati stampa in cui si annuncia una nuova regolamentazione per le batterie e le pile dei mezzi di trasporto elettrici (fonte). E non solo. L’obiettivo è quello di aggiornare la regolamentazione su batterie e pile, l’ultima risalente alle direttiva europea del 2006, per rientrare a pieno nel piano di rivoluzione economica e sociale che dovrà portare tutti gli stati dell’Unione ad adottare un economia carbon neutral entro il 2050.

Un piano per un’economia sostenibile

Il principio di base del grande piano per un’economia carbon neutral, cioè un’economia dove le emissioni di CO2 sono compensate da attività di recupero, bilanciamento o eliminazione delle emissioni stesse, è attivare un processo economico circolare. In questo tipo di economia ogni elemento prodotto, ogni rifiuto potenziale, deve essere riciclabile, riutilizzabile nei processi di produzione o smaltibile senza produzione di sostanze dannose (anche differenti dalla biossido di carbonio). Questo grande progetto, che in Europa è stato battezzato come Green Deal, trova ancora molte difficoltà nella realtà economica attuale, tanto che lo stesso vicepresidente esecutivo responsabile per il Green Deal europeo Frans Timmermans ha affermato che al momento «solo il 12% delle materie secondarie e delle risorse vengono reintrodotte nella produzione» e troppi prodotti si rompono troppo facilmente e non possono essere riparati, riciclati, e tantomeno riutilizzati (fonte).

commissione europea nuove regole batterie

Le batterie dei mezzi elettrici: lo stato attuale del mercato

Tra i prodotti decisamente inquinanti e problematici, oltre che in rapida ascesa e diffusione nel mondo, ci sono le batterie e le pile per tutti i congegni elettrici ed elettronici che utilizziamo ogni giorno. Non solo cellulari, orologi o PC, ma anche mezzi di trasporto.
La grande sfida dell’abbattimento delle emissioni passa infatti dalla trasformazione del parco trasporti, pubblico e privato, dal fossile all’elettrico, e su questo campo il mercato e le aziende produttrici negli ultimi anni hanno fatto grandi passi, tecnologici ed economici. Basta guardare l’esplosione di Tesla negli USA, con quasi 368.000 macchine vendute nel solo 2019 e una valutazione del marchio sul mercato di circa 200 miliardi nell’estate 2020.

In questi giorni sia Toyota sia Volkswagen hanno annunciato la prossima immissione sul mercato di batterie allo stato solido con una capacità di ricarica ottimale in pochissimo tempo. Secondo il giornale giapponese Nikkei Asia, la capacità delle nuove batterie Toyota, in debutto dal 2021, avranno una capacità di ricarica totale in circa 10 minuti di tempo e una durata di oltre 500 chilometri. La batteria Volkswagen, progettata insieme alla partecipata americana QuantumScape e prevista su strada entro il 2025, dovrebbe avere una capacità di ricarica dell’80% in circa 15 minuti di tempo, una durata di circa 12 anni con un uso ottimale e una capacità di percorrenza di circa 480 chilometri (fonte). Prestazioni decisamente ottime, rispetto alle batterie al litio che troviamo nelle comuni auto elettriche o ibride.

ricarica batterie auto elettrica

Le nuove proposte europee

Ma il problema tra batterie e sostenibilità ambientale è un classico del dibattito ecologico. Se da un alto c’è l’eliminazione della CO2, dall’altra non c’è l’eliminazione delle componenti delle batterie, che spesso non possono essere riutilizzate o riciclate per nuova produzione. A questo, c’è da aggiungere la quantità di emissioni nell’estrazione dei materiali necessari alla produzione e la corsa delle potenze all’estrazione, con nuove forme di inquinamento, nuove tensioni geopolitiche e nuovi disastri sociali. Per questo motivo le nuove direttive della commissione prevedono che le batterie e le pile immesse nel mercato europeo debbano essere sostenibili, molto efficienti e sicure in tutto il ciclo di vita.

Tra i vincoli che verranno introdotti, ci sarà l’obbligo di utilizzare materie ottenute in modo responsabile, una diminuzione delle sostanze pericolose o di materiali riciclati di scarsa qualità, e sopratutto un’ettichettatura che permetta il tracciamento dei materiali e della filiera come avviene già per altri prodotti di consumo.

Tra gli obiettivi, la commissione prevede quindi di introdurre nuovi vincoli anche per quanto riguarda lo smaltimento delle batterie e delle pile, cioè per il processo di raccolta, trattamento e riciclaggio. L’obiettivo è portare la raccolta dall’attuale 45% al 70% nel 2030, in modo da aumentare l’approvvigionamento di materiali da riciclare nelle future catene di trasformazione. Entro il 2030 si spera inoltre di raggiungere obiettivi specifici per il recupero dei materiali di valore e altamente inquinanti contenuti nelle batterie (cobalto, litio, nichel e piombo).

energia verde bulb 1

Un punto fondamentale sarà quella della possibilità di rimuovere facilmente gli elementi dell’architettura dei mezzi e delle stesse batterie senza recare danni al prodotto, in modo da raggiungere un’alta efficienza nel riuso. A questo proposito, tra i propositi, anche un cambio del quadro legislativo che riguarderà i veicoli elettrici e le loro batterie, con la possibilità di riutilizzarle per impianti fissi di stoccaggio di energia o come elementi integrati nella rete elettrica (fonte).

Una nuova speranza

La diminuzione dei materiali riciclati e di scarsa qualità è sicuramente un problema per le batterie dei mezzi elettrici, perché la loro deperibilità porta spesso a problemi non da poco, come incendi improvvisi e surriscaldamento che inficia il funzionamento della batteria stessa. La durata e l’utilizzo di materiali liquidi pericolosi, oltre che la riciclabilità della batteria, sono i punti al centro di uno studio pubblicato da alcuni ricercatori nell’agosto del 2020 sulla rivista MRS Energy & Sustainability della Cambridge University.

L’articolo (Darren H. S. Tan et al., Sustainable design of fully recyclable all solid-state batteries) pone l’accento proprio sulla difficoltà di recupero dei materiali delle sempre più diffuse batterie al litio, e propone cautamente una un novo approccio per la fabbricazione e lo smaltimento delle batterie. La proposta è quella di puntare a degli accumulatori allo stato solido che riducano i classici problemi: resistenza alle basse/ alte temperature, rischio di incendio, smaltimento e riuso dei materiali.

I ricercatori dimostrano la possibilità di una separazione e un recupero efficienti degli elettroliti solidi e degli elettrodi esausti da una batteria solida al litio metallico, rigenerando i materiali in forme utilizzabili senza danneggiare la loro struttura chimica di base. Gli stessi vengono poi utilizzati per produrre nuove batteria allo stato solido sullo stesso modello smantellato, ottenendo prestazioni molto vicine e simili a quella “di prima mano”.