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Criticità dei materiali per batterie: disponibilità strategiche in campo nazionale e internazionale

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Criticità dei materiali per batterie: disponibilità strategiche in campo nazionale e internazionale

Lo sviluppo di batterie di elevate prestazioni è reso possibile grazie all’impiego di materie prime che possono presentare criticità, in termini di importanza economica, abbondanza e rischi di approvvigionamento. L’attività si propone di monitorare la criticità dei materiali ritenuti strategici in relazione al quadro geopolitico ed economico e di analizzare i relativi processi di estrazione (su scala nazionale) e i costi di approvvigionamento, contribuendo ad indirizzare le attività di ricerca e sviluppo domestico nel settore.

L’attività oggetto del presente rapporto riguarda l’analisi della disponibilità mineraria (exploration and mining) di materie prime utili per le batterie, in riferimento al contesto europeo e nazionale, nonché la valutazione del fattore “criticità” delle materie prime per impieghi nelle batterie, con particolare riferimento a quelle a ioni di litio (Li) e ioni di sodio (Na), queste ultime in studio in RSE, seguendo i criteri stabiliti dalla Comunità Europea. È stata effettuata una prima stima dei costi per la realizzazione di componenti delle batterie al sodio, utilizzando anche strumenti software disponibili in rete, con l’intento in particolare di confrontare questa tecnologia con quella attualmente applicata per le batterie al litio.

Specifica attenzione è stata rivolta alla valutazione dei materiali sottoprodotti di altri materiali principali, alle fluttuazioni di mercato delle materie prime dalla cui estrazione o lavorazione derivano, valutandone la disponibilità sul territorio nazionale per un possibile approvvigionamento e una coltivazione domestica delle risorse.

La conoscenza e il monitoraggio nel tempo delle dinamiche da cui dipende la disponibilità dei materiali possono supportare le scelte nelle attività di ricerca e sviluppo, in particolare per le tecnologie per l’accumulo, e possono contribuire alla valutazione economica delle diverse alternative tecnologiche. A tal proposito, a partire dal 2008 la UE ha avviato una iniziativa (RMI – Raw Material Initiative), finalizzata a valutare la disponibilità delle materie prime utilizzate in Europa.

I materiali critici (Critical Raw Materials – CRM) sono materie prime che possiedono un’importanza economica fondamentale per le tecnologie utilizzate o in via di sviluppo in ambito dell’UE, il cui approvvigionamento è associato a un certo livello di rischio, poiché legato all’estrazione da un numero di siti minerari limitato e geopoliticamente ristretto. I parametri principali per la valutazione di criticità sono due: l’importanza economica e i rischi di approvvigionamento. A questi si possono aggiungere altri fattori che ne influenzano l’utilizzo: il rischio ambientale, l’indice di sostituibilità di un determinato materiale, rispetto alla tecnologia in cui è impiegato, e la possibilità di riciclo. Nel 2017 la Commissione Europea ha emesso una lista aggiornata di materiali considerati critici, tra cui cobalto, grafite, terre rare ed elementi del gruppo del platino.. L”analisi integrata effettuata su questa lista, sui minerali individuati dal gruppo “Materiali per l’energia”, affiancata da un”indagine approfondita geo-mineraria, ha consentito a RSE in questo studio di individuare la disponibilità domestica di alcuni materiali e le maggiori criticità di questi nelle tecnologie utilizzate per le attuali batterie e per quelle in fase di sviluppo e oggetto delle ricerche in questo progetto.

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