Lavoratori in una fabbrica della Xinwangda Electric Vehicle Battery Co. Ltd, che produce batterie al litio per auto elettriche, a Nanchino, nella provincia di Jiangsu, nella Cina orientale.
Atlantico: Il prezzo delle batterie al litio è crollato, scendendo sotto i 100 dollari/kWh ad aprile in Cina. Quali saranno le conseguenze di questo crollo dei prezzi per lo stoccaggio elettrochimico nei veicoli elettrici e nelle batterie?
Damien Ernesto: Questo crollo dei prezzi delle batterie va di pari passo con il crollo dei prezzi anche delle celle fotovoltaiche. Le tariffe sono di 10 – 12 centesimi per watt per i pannelli. Un classico pannello da 400 watt da installare costa dai 50 ai 60 euro. Il problema con il fotovoltaico era la sua produzione tramite curva a campana. Ma con le batterie è davvero possibile livellare la produzione ora con batterie economiche nell’arco di una giornata. Con il calo dei prezzi l’importanza del fotovoltaico nel mix elettrico aumenterà ulteriormente enormemente. Notiamo che i prezzi molto bassi delle batterie accelereranno il consumo locale del fotovoltaico che si genera sui tetti delle case. Questo consumo locale permette di evitare molti problemi di trasferimento dell’elettricità fotovoltaica nella rete elettrica, in particolare tutte le sovratensioni osservate a livello della rete a bassa tensione che causano lo stallo degli inverter.
Pochi hanno ancora capito fino a che punto l’ondata di fotovoltaico e batterie sconvolgerà completamente il nostro mix energetico. Quest’onda è in realtà alimentata dai prezzi eccessivamente bassi del fotovoltaico e delle batterie.
Esistono due principali usi energetici dell’accumulo elettrochimico. C’è lo stoccaggio di elettricità per i trasporti, per auto, autobus e camion elettrici e lo stoccaggio stazionario finalizzato a fornire servizi di sistema alla rete elettrica e flessibilità, sempre più utili nei paesi che hanno fortemente utilizzato le energie rinnovabili nel loro mix energetico. Questi prezzi bassi trasformeranno la mobilità e le reti elettriche?
Questi due usi delle batterie si svilupperanno enormemente. Per quanto riguarda la mobilità elettrica, i veicoli elettrici sono molto semplici da costruire. Questo è molto più semplice che per un veicolo termico. L’unico ostacolo all’esplosione dei veicoli elettrici era il prezzo legato a quello delle batterie. Adesso il prezzo di una batteria da 80 kWh che permetterà di percorrere circa 400 chilometri con un’auto elettrica è di soli 8.000 euro. Con questo prezzo molto basso, e sapendo che il resto della costruzione di un veicolo elettrico è significativamente più economico di un veicolo termico, stiamo arrivando in un’area in cui i veicoli elettrici stanno diventando meno costosi dei veicoli termici.
Lo stoccaggio stazionario permette di risolvere molti problemi legati alle rinnovabili. I problemi legati alle fluttuazioni delle energie rinnovabili saranno in gran parte risolti più rapidamente di quanto pensiamo con queste batterie economiche. Per quanto riguarda la produzione di elettricità per l’Europa meridionale, stiamo arrivando alla conclusione che il fotovoltaico e l’accumulo sono semplicemente il mezzo più economico per fornire elettricità ai consumatori. Ora tutto si muoverà molto rapidamente in termini di sviluppo rinnovabile. Sono addirittura convinto che supereremo tutti gli obiettivi europei.
Tre principali tecnologie delle batterie sono al centro di questa evoluzione. Batterie al litio denominate NMC (nichel, manganese, cobalto) e NCA (nichel-cobalto-alluminio). Esistono anche le cosiddette batterie LFP (litio, ferro, fosfato) e anche batterie agli ioni di sodio. I progressi compiuti nel campo delle batterie portano speranza?
La chimica delle batterie è in continua evoluzione. Le batterie che hai adesso non sono le stesse che erano sul mercato due anni fa. Ci sono state invenzioni, come le batterie agli ioni di sodio. Per le batterie si è sempre parlato del vincolo sul litio. Tuttavia, ora è possibile sostituire il litio con il sodio. Queste batterie agli ioni di sodio hanno una densità energetica leggermente inferiore, il che significa che per ogni chilo di batteria si immagazzina meno energia. Ma per lo stoccaggio stazionario questo ha poca importanza. E c’è molto sodio. Questa invenzione è quindi molto importante.
Un’altra invenzione riguarda le batterie allo stato solido, batterie allo stato solido che vengono prodotte in particolare dalla cinese CATL. Queste batterie hanno una densità di energia molto elevata che si misura in Wattora per chilo, per le batterie agli ioni di litio è dell’ordine di 250-300 Wh/kg. Per le batterie allo stato solido, sono più di 500 Wh/kg e sta iniziando la produzione in serie di queste batterie. Ciò consentirà di creare veicoli elettrici con maggiore autonomia. A parità di peso della batteria sarà possibile utilizzare molta più energia e quindi percorrere più chilometri. Questa è davvero la cosa più impressionante che accade nelle batterie. La densità energetica di queste batterie è tale da suggerire che gran parte della flotta aerea potrebbe essere elettrificata. Pensiamo che con batterie comprese tra 500 Wh/kg e 1000 Wh/kg sarà possibile costruire aerei con un’autonomia compresa tra 1.000 e 3.000 chilometri. Ciò consentirebbe di sostituire quasi tutti i voli europei con aerei elettrici. Anche il settore aereo, con i progressi compiuti nel campo delle batterie, rischia di diventare fortemente elettrificato nei prossimi anni.
Nonostante ci fossero preoccupazioni sulla fornitura di materie prime per le batterie, alcune batterie richiedono meno materiali critici come il nichel e queste batterie hanno una maggiore autonomia. Non c’è speranza per il futuro delle batterie basata sulla loro autonomia e sulla loro dipendenza dalle materie prime?
C’è speranza e c’è meno preoccupazione per le materie prime. Sono stati scoperti nuovi giacimenti di litio. Non appena i prezzi aumentano, vengono effettuate nuove ricerche per trovare altri depositi.
Per il nichel, l’Indonesia ha scoperto grandi giacimenti. Il prezzo del nichel è ormai molto basso sui mercati grazie alla sua disponibilità. Il cobalto viene utilizzato sempre meno nella chimica delle batterie.
È anche possibile impostare canali di riciclaggio delle batterie per recuperare più del 90% dei metalli presenti in queste batterie. Non vi è quindi alcun problema con l’approvvigionamento dei materiali critici. Il più importante tra questi materiali utili per le batterie sarebbe il rame. Anche per il rame è possibile trovare un sostituto come conduttore, l’alluminio. Ma ehi, il rame è chiaramente un metallo il cui prezzo aumenterà in futuro.
Dato il basso costo e le speranze di progresso tecnologico e di minore dipendenza dalle materie prime, le batterie costituiscono un elemento importante del sistema energetico globale? Sono pronti a svolgere un ruolo fondamentale nella transizione sicura verso l’energia pulita?
Se guardi ad alcuni posti nel mondo come la California, ci sono diversi gigawatt di batterie installate. In California, che è molto soleggiata, le batterie stanno prendendo il posto del fotovoltaico. Si pagano durante il giorno. Questo è davvero il luogo del mondo in cui svolgono un ruolo cruciale.
Le centrali a gas, anche quando non c’è più il fotovoltaico, vengono sostituite dalle batterie. Le centrali elettriche alimentate a gas rimangono utili nei paesi lontani dall’equatore dove in inverno c’è pochissima luce solare.
Per i paesi dell’Europa meridionale, per i paesi vicini all’equatore, non ci sono realmente forti fluttuazioni intrastagionali. C’è sempre il sole. Nel mix di energia elettrica ci saranno solo fotovoltaico e batterie. Si sta verificando uno sconvolgimento.
