Cosa sono le batterie delle auto elettriche elettriche? Una batteria è un congegno che produce energia elettrica grazie alla reazione elettrochimica di ossidoriduzione (redox) derivante dall’energia chimica dei materiali attivi contenuti al suo interno. In questo caso il suo scopo è quello di ‘immagazzinare il carburante’ per i veicoli a trazione elettrica.
Questi dispositivi hanno una struttura suddivisa in celle a seconda della capacità che devono avere per l’utilizzo previsto.
Questi dispositivi hanno una struttura suddivisa in celle a seconda della capacità che devono avere per l’utilizzo previsto.
Questi sistemi di accumulo di energia sono presenti nella gran parte di dispositivi elettronici che utilizziamo, e dal punto di vista ambientale fanno porre molti quesiti inerenti agli impatti dello smaltimento e del loro ciclo di vita.
Negli ultimi anni, il processo di transizione ecologica che ci vede tutti impegnati con la crescente attenzione verso la sostenibilità ambientale per ricercare la riduzione delle emissioni di gas serra ha portato all’aumento della domanda di veicoli elettrici.
Tuttavia, sarà di fondamentale importanza comprendere che le pile elettriche di questi veicoli avranno un impatto significativo sull’ambiente per andare incontro agli obiettivi definiti a livello internazionale per contrastare il cambio climatico.
Quali sono le batterie elettriche più comuni?
Le batterie dei veicoli elettrici sono comunemente classificate in base alla loro composizione. Questi sistemi di accumulo energetico, sono essenziali per i veicoli completamente elettrici, e quelli elettrici ibridi plug-in (PHEV) e (HEV).
Le tipologie di sistemi di accumulo energetico più comunemente utilizzate sono:
Batterie agli ioni di litio (Li-ion)
Rispetto ad altri sistemi per l’accumulo di energia, a causa dell’elevata qualità di energia prodotta, le batterie a litio sono attualmente utilizzate per la maggior parte dell’elettronica di consumo portatile, come telefoni cellulari e laptop.
Queste sono caratterizzate anche da un rapporto di potenza/peso elevato, alta efficienza energetica, buone prestazioni e utilizzi ad alta temperatura.
Oggi, i veicoli più elettrici con PHEV utilizzano batterie a ioni di litio, anche se la reazione chimica esatta è generalmente diversa dalle batterie dell’elettronica di consumo per migliorarne la vita e gestire i problemi di sicurezza relativi al surriscaldamento.
Batterie al nickel-metal hydride (NiMH)
Le batterie di nickel-metal hydride vengono generalmente utilizzate su computer e attrezzature mediche, che possono fornire energia ragionevole e energia specifica.
La batteria NiMH ha una vita più lunga rispetto alle batterie al piombo quindi sono più sicure. Queste batterie vengono ampiamente utilizzate nei veicoli HEV.
Batterie al piombo
Le batterie al piombo possono essere progettate con alta potenza, economiche, sicure e affidabili. Tuttavia, l’energia a basso contenuto di specifiche, le scarse prestazioni a bassa temperatura, Il ciclo di vita breve ne hanno impedito l’utilizzo massiccio.
Che ruolo ha la batteria nell’auto elettrica?
I full electric sono dotati di un motore a trazione elettrico al posto del classico motore a combustione interna utilizzato nelle auto convenzionale. Questi mezzi utilizzano un pacco batteria di trazione necessario ad immagazzinare l’elettricità utilizzata dal motore, che funge da ‘carburante’.
Nei veicoli elettrici ibridi plug-in, il motore di trazione elettrico è alimentato da un pacco batterie di trazione, con la differenza che è presente anche un motore a scoppio, che verrà utilizzato una volta terminata la carica elettrica.
Quali sono gli impatti ambientali del ciclo di vita di una batteria?
L’impatto ambientale delle batterie utilizzate per veicoli elettrici può essere valutato attraverso l’analisi del loro ciclo di vita, che deve includere l’estrazione delle materie prime, la produzione, l’utilizzo e lo smaltimento come rifiuto o come riciclo.
L’estrazione delle materie prime, come il litio, cobalto e nichel, può causare danni all’ecosistema e inquinamento delle acque, oltre a contribuire alle emissioni di gas serra, ed alla salute dei lavoratori.
Ecco alcuni degli impatti ambientali associati al ciclo di vita di una batteria per veicoli elettrici:
- Legislazione: Le catene di produzione di questi prodotti sono delocalizzate spesso dove le normative ambientali sono pressoché inesistenti. Risultato? Una transizione ecologica casa nostra ma che impatterà su altre aree;
- Estrazione e lavorazione delle materie prime: Le batterie agli ioni di litio utilizzano minerali come litio, cobalto e nichel che comportano un’intensa attività mineraria e di lavorazione. Questo può portare a deforestazione, inquinamento da metalli pesanti e uso intensivo di acqua ed energia;
- Produzione: La produzione delle pile richiede molta energia ed acqua e può generare emissioni di gas serra come CO2. I processi chimici utilizzati possono anche produrre sostanze inquinanti per i terreni e le acque. Oltre che generare ingenti rifiuti;
- Distribuzione: La produzione di questi accumulatori di energia viene effettuata in paesi remoti, la distribuzione dovrà essere considerato un impatto importante;
- Utilizzo nel veicolo: Durante l’utilizzo, le batterie perdono lentamente la loro capacità nel tempo e devono essere sostituite dopo pochi anni. Le modalità di ricarica possono influire sulla rete elettrica;
- Riciclo o smaltimento: Se non vengono riciclate in modo adeguato, le batterie esauste possono finire in discarica e rilasciare sostanze inquinanti. Il riciclo richiede energia e risorse ma può recuperare materiali preziosi;
- Sostenibilità sociale ed economica: Ultimo ma non ultimo fattore da considerare è la disparità di trattamento e condizioni di lavoro che si ha nei paesi dove vengono prodotti questi prodotti.
Catena del riciclo delle batterie auto
I mezzi sospinti da motori elettrici nei quali sono presenti accumulatori elettrici, non sono sul mercato da molti anni, pertanto fare una valutazione rappresentativa allo stato attuale risulta essere complicato.
Man mano che i veicoli elettrici diventeranno sempre più comuni, il mercato della catena del riciclo delle batterie può espandersi e fornire informazioni più precise.
I materiali esauriti di questo mercato andranno a sommarsi a quelli degli altri settori interessati dall’utilizzo delle batterie.
Le attività di riciclo delle batterie impediranno ai materiali pericolosi di entrare nel flusso di rifiuti, e potenzialmente contaminare l’ambiente.
Il riciclo dei materiali sarà anche utile per diminuire gli impatti delle materie prime, in quanto talune verranno riutilizzate in nuovi processi.
Ma non tutti i processi di riciclo sono uguali e sono necessari diversi metodi di separazione per ripristinare i materiali per poter essere riutilizzati:
- Fusione. Questo processo viene utilizzato su larga scala e puo interessare differenti tipologie di batterie. Combinati ad alte temperature, i materiali vengono fusi;
- Recupero diretto. Nella situazione estrema opposta, alcuni processi recuperano direttamente i materiali della batteria.
I principali paesi produttori di batterie per veicoli elettrici
I principali paesi e produttori di batterie elettriche sono:
- Cina: La Cina è di gran lunga il più grande produttore di batterie agli ioni di litio per veicoli elettrici. Ospita oltre il 70% della capacità di produzione mondiale di batterie agli ioni di litio, con aziende come CATL, BYD e LG Chem che gestiscono grandi impianti di produzione in Cina;
- Corea del Sud: La Corea del Sud è il secondo produttore mondiale di batterie per veicoli elettrici, con LG Chem, Samsung SDI e SK Innovation che hanno tutte sede in Corea del Sud. Queste tre aziende detengono circa il 20% della capacità globale di produzione di batterie;
- Giappone: Il Giappone ospita alcuni importanti produttori come Panasonic e Murata. Panasonic gestisce anche impianti di produzione negli Stati Uniti attraverso una joint venture con Tesla. Il Giappone rappresenta circa il 10% della capacità mondiale di batterie per veicoli elettrici
- Stati Uniti: Gli Stati Uniti stanno rapidamente espandendo la loro capacità di produzione di batterie, spinti da Tesla e dalla sua Gigafactory in Nevada. Gli Stati Uniti detengono ora circa il 5-10% della capacità globale di produzione di batterie agli ioni di litio, ma la quota dovrebbe aumentare nei prossimi anni con gli investimenti pianificati;
- Europa: L’Europa ha attualmente una piccola quota di capacità di produzione globale di batterie, ma sta cercando di espandersi rapidamente. Northvolt sta costruendo un grande impianto di produzione di batterie in Svezia, mentre altri progetti sono in sviluppo in Germania, Ungheria, Polonia e altrove. L’obiettivo è rendere l’Europa un leader nella produzione di batterie.
Conclusioni in merito ad una scelta consapevole
La mobilità elettrica rappresenterà un’innovazione importante che avrà sicuramente un impatto sull’ambiente e sull’industria automobilistica. Così come avviene con il comparto dei biocombustibili.
Ma l’auto elettrica rappresenterà veramente il futuro del mondo dell’auto? Non è così semplice dirlo.
Allo stato attuale però possiamo affermare che per le motivazioni sopra elencate e per i costi dell’energia associati anche alle difficoltà strutturali per installazioni di presidi per le ricariche, e per l’autonomia dei mezzi, sembra un comparto che stenterà a trovare il corretto sfogo.
Troviamo troppo facilone dichiarazioni del tipo: metto i pannelli fotovoltaici e la colonnina. Quindi seguento questa teoria, quante colonnine e pannelli dovrebbero essere presensi in un condominio?
Le aziende produttrici che obblighi ed evidenze dovrebbero fornire? Tracciabilità? Impegno dimostrabile anche tramite certificazione ambientali come la norma ISO 14001, o meglio dimostrare valutazione con una LCA?