Nel mare di sfide che attendono case automobilistiche e nazioni europee dopo l’approvazione definitiva da parte del Parlamento europeo del bando alla vendita dei veicoli con motore endotermico dal 2035, senza dubbio uno degli aspetti centrali è il tema riciclo delle batterie: a che punto siamo? Ci sono gli impianti adatti? Quali tecnologie impiegare per il recupero dei materiali? La raccolta funziona bene? Non rispondere a queste domande significa alzare in anticipo la bandiera bianca nei confronti dell’elettrificazione dei trasporti.

Si prevede, infatti, che la domanda globale di batterie crescerà di 19 volte entro il 2030, con un tasso del +25% all’anno (dati Erion). E la mobilità elettrica sarà responsabile del 95% della domanda di batterie. Pensare di gestire questi numeri soltanto con la produzione di nuove batterie è una chimera, oltre a essere dannoso per l’ambiente. Già oggi in Europa ci sono 10 milioni di tonnellate di batterie (per qualsiasi utilizzo, compresi i device elettronici come computer e smartphone). Ogni anno verranno immesse nel mercato altre 2,5 milioni di tonnellate, che produrranno un’analoga quantità di rifiuti.

Per tali ragioni, è di fondamentale importanza recuperare i materiali critici dalle batterie a fine vita: anche perché in Europa miniere per estrarre tali materiali critici non sono così numerose. Del resto ne è consapevole la stessa Unione europea: nel nuovo Regolamento batterie impone un tasso di raccolta dei rifiuti di batterie per i mezzi di trasporto leggeri del 54% entro i primi otto anni dall’entrata in vigore. Mentre sono fissati obiettivi vincolanti di contenuto di materiali riciclati per le nuove batterie prodotte da qui a otto e tredici anni: 12% (20%) cobalto, 85% piombo, 4% (10%) litio e 4% (12%) nichel.

Batterie al piombo e agli ioni di litio: due diverse tipologie di riciclo

Il 2035 è relativamente distante, tuttavia per arrivare a questi obiettivi siamo solo all’inizio. Il riciclo delle batterie, in realtà, c’è e funziona: finora, però, nel settore automotive le batterie maggiormente utilizzate erano le batterie piombo acido, convenienti e sicure dal punto di vista tecnico: e qui il tasso di recupero arriva al 90%. Nel futuro, però, le cose cambieranno: “Nel settore della mobilità c’è un interesse crescente per le batterie agli ioni di litio, caratterizzate da un peso ridotto e da un’elevata densità energetica”, spiega la ricercatrice Federica Forte del Dipartimento Sostenibilità dei Sistemi Produttivi e Territoriali dell’ ENEA, l’Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile.

E qui la situazione è differente: il riciclo non supera in media il 5% in tutta Europa. Se pensiamo che già oggi le batterie agli ioni di litio sono arrivate a coprire il 36% della quota di mercato e nel 2025 ci saranno circa 700.000 tonnellate di batterie di questo tipo potenzialmente riciclabili a fine vita a livello globale, e nel 2030 – secondo i dati del Global Battery Alliance – saranno 11 milioni di tonnellate, è evidente come sia necessario lavorare per ottimizzare la filiera del riciclo.

Il confronto con la Cina, principale produttore di batterie al litio al mondo, è impietoso: qui nel 2022 sono state costruite 700.000 tonnellate di batterie al litio con materiali riciclati. In Europa le previsioni di riciclo arrivano a una capacità di 200.000 tonnellate nel 2024-2025 e di 369.000 tonnellate entro il 2030. Il motivo di questo ritardo europeo sta a monte: mancano gli impianti e non sono stati ancora superati una serie di ostacoli di natura tecnica. “Sono disponibili numerosi studi in scala laboratorio e pilota”, spiega Federica Forte, ricercatrice del Laboratorio Tecnologie per il Riuso, il Riciclo, il Recupero e la valorizzazione di Rifiuti e Materiali di ENEA.

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Difficoltà nel recuperare i materiali

Il litio, peraltro, non è per nulla semplice da recuperare: come spiega Alessandro Danesi, dell’azienda Seval, specializzata nel riciclo dei RAEE, “nelle batterie litio-ferro-fosfato il litio rappresenta circa il 4% del peso della batteria. Quindi riciclare il 60% di litio vuol dire recuperare solo l’1% di una batteria: non bisogna però dimenticare gli altri materiali importanti come il cobalto e il nichel”. Un singolo pacco batteria agli ioni di litio per auto contiene, infatti, circa 3,5 kg di litio, 10,9 kg di nichel, 9,8 kg di manganese e 10,9 kg di cobalto.

Tuttavia, ad oggi, della batteria si continuano a valorizzare solo alcune componenti. “Si registra la mancanza di una strategia integrata tesa alla valorizzazione di tutte le frazioni”, spiega Forte. “Le batterie sono matrici complesse, ovvero matrici caratterizzate da una notevole varietà di materiali e componenti; tali matrici richiedono uno studio approfondito e tecniche selettive per recuperare i materiali con elevata efficienza e soprattutto con elevato grado di purezza, importante per la qualità del prodotto finale”, è la premessa della ricercatrice.

Prima di vedere come sia possibile migliorare la situazione, conviene allora capire più nel dettaglio come avviene a livello tecnico il processo di riciclo delle batterie agli ioni di litio.

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di Tiziano Rugi

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