Uno dei problemi più grandi della transizione energetica del parco automobilistico è l’alimentazione a base di batterie a ioni-litio. Oggi è realtà l’alternativa del sodio che può già sostituire questo materiale critico per certi usi e veicoli. Moveo ha intervistato sul tema l’esperto Omar Perego

Quando si pensa alla transizione ecologica in ambito automotive, è inevitabile pensare alle batterie elettriche e, di riflesso, a un elemento chiamato litio. Fino a ieri, sembrava l’unico elemento in grado di sostanziare le potenzialità di un motore elettrico: oggi invece è già in fase di test commerciale una tecnologia basata sugli ioni di sodio. Cioè sale comune, intendendo ad esempio il sale da cucina o quello frutto di processi di desalinizzazione marina. Moveo ha intervistato Omar Perego, project manager di RSE (società del Gestore dei servizi energetici dedita alla ricerca sul sistema energetico) per sapere a che punto è la possibile introduzione di questo elemento comune al posto di un materiale critico come il litio.

Perché serve una batteria a ioni di sodio nelle auto elettriche?

Per spiegare l’utilità di una batteria basata sul sodio, bisogna partire dal litio. Si tratta del più noto tra i materiali critici, elementi considerati essenziali per l’economia, ma che presentano scarsa disponibilità, difficoltà estrattive o altri problemi correlati al loro utilizzo. La domanda per questo materiale è stimata crescere di 18 volte in Europa da qui al 2030 e di 60 volte entro il 2050. Oggi le nazioni europee, a cominciare dall’Italia, sono costrette a importarlo dal Cile che detiene le maggiori riserve mondiali e rifornisce circa il 78% della domanda globale. Questo innesca una dipendenza di approvvigionamento per la produzione di auto elettriche, aggravata dal fatto che la Cina controlla praticamente l’intero mercato mondiale delle terre rare che sono impiegate principalmente nella costruzione dei magneti utili ai motori elettrici. Esistono giacimenti di litio anche in Italia, lungo una fascia che collega il Monte Amiata ai Campi Flegrei tra Toscana, Lazio e Campania. Andrebbe però estratto con particolari tecniche geotermiche e al momento si è ancora in una fase esplorativa. Per questo la soluzione a ioni di sodio sarebbe immediatamente disponibile ad affrontare la sfida dell’approvvigionamento per realizzare batterie.

«La batteria che stiamo sviluppando riscuote grande interesse da parte di grandi aziende che già ne pianificano il commercio: penso ad esempio alla Volkswagen che ha fatto una joint venture con JAC MOTORS su questa tipologia di produzione. La tecnologia ioni-litio domina e dominerà il mercato, perché il sodio può garantire una densità energetica inferiore, in quanto è più grosso del litio e, sempre per le sue dimensioni, non può intercalare nella grafite naturale. Rende così necessaria la ricerca di un materiale anodico alternativo, con un aggravante di spesa energetica. Ma litio, cobalto, grafite e tanti altri materiali costituenti una batteria a ioni-litio sono materiali critici: non solo perché alcuni poco disponibili in natura, ma a causa del rischio di approvvigionamento da paesi geopoliticamente instabili e all’importanza economica che rivestono anche in altri settori merceologici. Le batterie a ioni-litio hanno tutti elementi critici in base a questi parametri. Si può quindi migliorare le prestazioni, la vita utile della tecnologia: sviluppandola, si può migliorare in termini di sostenibilità. Oppure si può introdurre una rivoluzione tecnologica: il sodio va bene, è abbondante, diffuso, distribuito in maniera omogena su tutta la crosta terrestre e nel mare, ma anche gli altri elementi legati alla batteria al sodio sono meno critici rispetto, ad esempio, al cobalto»

La batteria a ioni di sodio potrà sostituire quella a ioni di litio?

Il project manager di RSE è molto chiaro sul punto:

«Il litio non sarà sostituito del tutto perché al momento è più performante rispetto alle tecnologie a ione di sodio. Quest’ultima però nella scala della sostenibilità ha delle prospettive molto importanti. Si concentrerà su una fascia di mercato a basso costo delle vetture elettriche, ovvero quelle che non hanno esigenze di coprire un grande numero di chilometri: a pari volume, una carica ci porta a circa 200 chilometri di autonomia contro i 300 che oggi ha raggiunto la batteria a base di litio» 

La “batteria al sale” potrebbe quindi essere indicata per macchine di piccola cilindrata per uso urbano. Ma le applicazioni della batteria a ioni di sodio possono declinarsi sui bus urbani così come sull’autoconsumo domestico e industriale. Basti pensare che BYD sta scommettendo su questa tecnologia, provando a presidiare il settore: la casa cinese oggi regina della mobilità elettrica che ha superato in macchine vendute anche Tesla.

Quali materiali sono necessari per la produzione della batteria a ioni di sodio?

In generale, si tratta di materiali non critici, facilmente reperibili anche nel nostro Paese.

«Oltre al sodio, che può essere anche di origine marina prodotto attraverso la desalinizzazione, c’è il manganese e il carbonio. Oggi poi si stanno cominciando delle sperimentazioni per aumentare le performance delle batterie di questo tipo con anodi a base di stagno, anch’esso di facile reperibilità»

Cercando dei modelli su questa tecnologia, a quali paesi dovremmo guardare oltre la Cina?

I paesi scandinavi sono quelli che hanno più appetibilità, soprattutto perché il costo energetico in queste nazioni è mediamente calato grazie all’introduzione di un portfolio importante di energie rinnovabili.

«Svezia, Finlandia e Norvegia: sono già elettrificate a rinnovabili, lì l’energia elettrica costa meno. Ed è ovvio che la fabbrica vado a farla qui. Si fanno fabbriche in Polonia, ma c’è il peso nell’LCA complessiva data dall’impiego in questa nazione del carbone per produrre energia elettrica» 

Insomma, quelle polacche sono filiere meno sostenibili considerando l’intero ciclo di vita del prodotto dove si deve includere anche il largo uso di carbone da cui deriva l’approvvigionamento energetico in questo paese.

Può esistere una filiera italiana per la produzione di “batterie al sale”?

L’obiettivo del team di ricerca di Perego è quello di sviluppare sinergie utili in tal senso.

«Stiamo portando avanti un progetto di ricerca finanziato dal MASE, integrato tra CNR e RSE che insieme all’ENEA sono capifila ed enti affidatari. Sono coinvolte diverse università tra cui La Sapienza, il Politecnico di Torino, l’Università del Sannio, di Camerino, l’Università Milano Bicocca, quella di Pavia e il Politecnico di Milano. Anche l’industria nazionale è molto interessata: l’azienda FAAM, storica produttrice di batterie, ha intenzione di realizzare una linea di ricerca e un impianto produttivo al sodio che affiancheranno le nuove linee di produzione di batterie a ioni-litio con tecnologia ferro-fosfato. Oltre FAAM ci sono altre aziende italiane che vogliono puntare su queste tecnologie: serve adesso una spinta del sistema politico per creare sinergie funzionali alla generazione di una filiera made in Italy, o più opportunamente made in Europe, per la produzione di batterie a ioni di sodio»