Secondo le previsioni di espansione del mercato in Italia, già nel 2020 dovrebbero essere immatricolate 11 mila auto tra elettriche, ibride e plug-in. Questo significa 11 mila batterie agli ioni di litio, decisamente più grandi di quelle che alimentano i nostri pc e i nostri smartphone. Questi accumulatori sono ben diversi da quelli attualmente in circolazione con le auto a motore termico, composti da plastica, acido e piombo e quasi interamente riciclabili. Le batterie delle vetture elettriche sono più difficili da trattare, a causa soprattutto dell’infiammabilità del litio, ma possono diventare un’opportunità se inserite all’interno di un percorso virtuoso di economia circolare.
Un’opportunità che tenga comunque conto anche dei rischi. Uno dei temi prevalenti che più spesso accompagna gli accumulatori al litio è infatti quello della sicurezza e della infiammabilità. Diverse sono le testimonianze, facilmente rinvenibili anche su internet, di casi di autoincendio di batterie al litio, in particolare presso aree di stoccaggio non gestite in modo corretto.
Proprio con la finalità di regolamentare in modo corretto in Italia la gestione delle batterie al litio negli stoccaggi, il Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco, con Decreto del 29 gennaio 2019, ha istituito un Gruppo di Lavoro per la predisposizione di specifiche misure di prevenzione e protezione.
Al Gruppo di Lavoro, oltre a dirigenti e tecnici del Corpo Nazionale VVFF, partecipano anche ENEA, l’Università di Roma “La Sapienza” e COBAT, al fine di definire specifiche Linee Guida per una corretta regolamentazione, nel nostro paese, delle modalità di stoccaggio delle batterie al litio.
Il Gruppo di Lavoro, dalla sua istituzione, si è incontrato in cinque riunioni, giungendo entro la fine del mese di Giugno alla prima stesura definitiva di un documento; tale lavoro sarà poi condiviso con gli enti legislativi nazionali per l’adozione di specifiche disposizioni in materia di stoccaggio delle batterie al litio.
Certamente il litio è un metallo fortemente reattivo, il quale, in presenza di acqua (anche di vapore acqueo) reagisce violentemente liberando idrogeno accompagnato da forte calore, con il rischio di causare esplosioni ed incendi.Per queste ragioni il tema della sicurezza assume un significato particolarmente importante nelle batterie al litio (lo sanno bene i costruttori che investono moltissimo in questa direzione), soprattutto nelle fasi di loro trasporto, trattamento e riciclo quando giunte a fine vita.
Cobat da anni sta investendo in ricerca e sviluppo per affrontare la gestione del fine vita degli accumulatori al litio. Attualmente i costi di trattamento e riciclo degli accumulatori al litio sono ancora troppo onerosi e decisamente incompatibili con le previsioni di diffusione di questa batteria. Ciò è dovuto al fatto che gli attuali impianti che trattano in Europa questa tipologia di accumulatore utilizzano tecnologie mutuate da altre linee di trattamento (generalmente di tipo pirometallurgico), a costi energetici molto alti, orientate alla massimizzazione del recupero soltanto dei metalli ad alto valore aggiunto (principalmente cobalto).
Per questi motivi il Consorzio ha commissionato lo sviluppo di uno studio di fattibilità al CNR-ICCOM di Firenze per l’individuazione di una tecnologia diversa, di natura idro-metallurgica, che ne consenta il trattamento ed il riciclo a costi sostenibili (soprattutto di tipo energetico) e che massimizzi il recupero cercando le forme chimiche di sintesi dei materiali che ne garantiscano la massima profittabilità come materia prima seconda.
La ricerca si è concentrata sulla messa in sicurezza degli accumulatori e sulle migliori metodologie di scarica preventive al loro trattamento, e poi sulla ricerca delle soluzioni acide più promettenti per portare in soluzione i diversi metalli con la finalità di ottenerne successivamente il recupero per precipitazione differenziata (litio, cobalto, nichel, ferro ed altri metalli presenti).
Lo studio si è concluso fornendo risultati particolarmente incoraggianti, tanto da condurre Cobat alla decisione di affidare un altro studio al CNR-ITIA di Milano, sotto il coordinamento del Politecnico di Milano, per la progettazione di un impianto di macinazione da cui ottenere la componente attiva degli accumulatori (“black mass”) oggetto del trattamento idro-metallurgico definito da CNR-ICCOM.
Ad oggi Cobat ha in corso l’ottenimento del brevetto del processo e individuato i partner industriali per la realizzazione di un impianto pilota nel quale sperimentare tecnologie di ultima generazione per il trattamento ed il recupero degli accumulatori al litio.
Ma prima del riciclo, la nostra intenzione è quella di allungare la vita delle batterie. Con Enel e Class Onlus, con il supporto di CNR e Politecnico di Milano, Cobat sta studiando un sistema per dare una seconda vita agli accumulatori che, pur avendo ormai una capacità di carica troppo bassa per alimentare un’automobile, possono essere riutilizzati e riassemblati in pacchi di storage per lo stoccaggio di energia da fonti rinnovabili.
Gli accumulatori al litio, soprattutto quelli industriali utilizzati per la trazione dei veicoli elettrici, ben si prestano allo scopo del riutilizzo, poiché quando dismessi dai veicoli conservano ancora una capacità di carica pari anche all’80% di quella originaria.
La vita media delle batterie impiegate nei veicoli elettrici è di 8 anni e circa la metà degli accumulatori dismessi possono essere riutilizzati per lo storage. Stando alle previsioni di Avicenne Energy, nel 2025 sarà disponibile - solo in Italia - un quantitativo di batterie tali da coprire una potenza di 50 MWh. Ma i trend di crescita sono destinati a impennarsi: già nel 2030 la potenza disponibile dovrebbe triplicare a 150 MWh.
Il tema è di grande attualità e l’interesse al reimpiego di queste batterie per l’accumulo energetico sta crescendo nel mondo parallelamente alla affermazione del mercato dell’elettrico. Peraltro, anche le case automobilistiche sono fortemente interessate al “second life” degli accumulatori utilizzati sulle proprie auto, dal momento che l’allungamento del loro ciclo di vita e la nascita di un business secondario può avere effetti positivi sui costi di gestione degli accumulatori, in questo modo agevolando l’affermazione del mercato dell’elettrico.
Inoltre l’energy storage è un segmento di mercato che si prevede in forte espansione, in quanto la attesa crescita della produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile (sia ad uso industriale che domestico) renderà indispensabile l’utilizzo di sistemi efficienti per il suo immagazzinamento. Anche in Italia, recentemente, si sta manifestando l’interesse verso la realizzazione di stazioni di accumulo energetico attraverso il reimpiego di accumulatori dismessi dal mercato delle auto elettriche.
Non avendo l’Europa, ed in particolare l’Italia, grandi impianti industriali per la produzione di celle da utilizzare nella costruzione di batterie, ed avendo una strutturale assenza delle materie prime necessarie a tale produzione (Litio, Cobalto, Grafite) si sottolinea come potrebbero essere utili al fine dell’approvvigionamento di batterie le operazioni di riciclo e riuso delle batterie esauste.
L’Italia paese virtuoso nella raccolta e nell’avvio al riciclo del rifiuto di pile e accumulatori tramite la creazione di impianti altamente specializzati per il recupero di materia potrebbe divenire uno dei maggiori produttori di materia prima seconda. Dall’altro lato si potrebbe percorrere la via della rigenerazione e il riutilizzo dei pacchi batteria, con la predisposizione di una normativa ad hoc.
A tal fine si sottolinea come ad oggi, pur non essendo presenti nel nostro paese impianti per le operazioni di riciclo e riuso delle batterie al litio, alcuni soggetti fra cui Cobat hanno sviluppato i brevetti e il know-how necessario a tali operazioni. Si ritiene infine che il settore del rifiuto di pile ed accumulatori rappresenti una ottima chance, ad oggi non sfruttata, di ridurre il gap in materia di produzione ed approvvigionamento di batterie. A tal fine sarebbero necessari una ampia politica di incentivi all’industrializzazione ed un chiaro quadro normativo di riferimento.
Alla luce di quanto sopra, il Cobat mette a disposizione del Paese, la sua Storia, e la sua Esperienza, i suoi Brevetti, per sostenere lo sviluppo di un Sistema Paese nel settore del riciclo e del “second life” delle batterie a chimica non piombo.
