Se per il futuro si punta tutto sull’elettrico, nel presente le cose non sono del tutto semplici. Per garantire la continuità nella produzione di automobili e dispositivi elettrici, oggi si devono fare i conti con i problemi economici e ambientali connessi all’estrazione e all’utilizzo sempre più massiccio del litio. Cosa possono fare i cittadini e le industrie estrattive per diminuire l’estrazione del litio e rendere tutto il processo meno inquinante e più sostenibile? Ve lo spieghiamo in questo articolo.
Tutte le azioni umane hanno un impatto sul nostro pianeta. Consci di ciò, ciascuno di noi, come industria o privato cittadino, dovrebbe fare la propria parte per adottare comportamenti sempre più responsabili e a favore dell’ambiente.
La transizione ecologica, come ormai sappiamo, è un processo che coinvolge tutti, cittadini e imprese, e in particolare il settore estrattivo e dell’automotive. La produzione e l’utilizzo di materiali ed energia sostenibili per ricaricare le auto elettriche, per costruire i pannelli solari e per far funzionare sempre meglio i dispositivi digitali è il principale obiettivo dei grandi produttori mondiali, ma è risaputo che questo progressivo cambiamento non è affatto privo di difficoltà. In particolare, l’industria mineraria ed estrattiva sono spesso al centro delle critiche, accusate di causare gravi danni ambientali con le loro attività.
Uno dei principali ostacoli della transizione energetica, di cui abbiamo tanto parlato, è la necessità di utilizzare risorse sostenibili anche per sviluppare energia pulita. Produrre veicoli elettrici o circuiti fotovoltaici a emissioni zero, quando il processo per la loro produzione grava sull’ambiente in maniera significativa è ovviamente un controsenso. Questo aspetto è particolarmente complesso quando si tratta delle materie prime coinvolte: una maggiore domanda di veicoli elettrici e dispositivi intelligenti da implementare sia per uso domestico, sia nelle città smart richiede una crescente richiesta di materie prime come il litio, la cui estrazione spesso comporta un rilevante impatto ambientale. Riuscire a invertire questa tendenza rappresenta una sfida significativa, anche se alcune alternative stanno già emergendo.
A cosa serve e come si estrae il litio?
Se il petrolio è sempre stato l’oro nero per l’importanza che ha assunto nello scenario economico mondiale, il litio è invece conosciuto come oro bianco per lo stesso ruolo cruciale che sta assumendo nell’industria globale. Oggigiorno rappresenta, infatti, la risorsa chiave nella transizione ecologica e digitale, soprattutto nel settore della mobilità. A differenza di altre materie prime quali rame e argento, teniamo a specificare che il litio rientra nella categoria dei non metalli: non è presente in natura allo stato elementare ma si presenta sempre legato ad altri elementi o composti. Per semplicità, comunque, in questo articolo continueremo a riferirci al litio come “metallo”.
Il litio è il metallo solido più leggero sulla Terra e occupa il terzo posto nella tavola periodica degli elementi chimici. Riveste un’importanza fondamentale nelle batterie ricaricabili, dove accumula energia per alimentare i dispositivi elettrici ed elettronici senza fili, come gli smartphone e le auto elettriche. Con il boom di richieste di dispositivi elettrici e auto connesse degli ultimi anni, la domanda di litio sta per superare l’offerta, ponendo la possibilità che questa risorsa diventi il “nuovo petrolio” del nostro tempo. La crescente richiesta di litio è strettamente legata alla transizione verso una società senza fonti fossili, come evidenziato, per esempio, dal maggiore utilizzo di batterie LFP.
L’estrazione del litio avviene principalmente da due tipi di giacimenti: dalle rocce, specialmente in Australia, o dalle acque salate, conosciute anche come “salamoie”, presenti in Cile, Argentina e Bolivia. I giacimenti sudamericani sono tra le fonti di approvvigionamento più significative, rappresentando il 56% delle riserve globali e chiamati, per l’appunto, “il triangolo del litio”. Per il fatto che il litio non è presente in natura allo stato elementare, il processo di estrazione è piuttosto complesso e viene realizzato per mezzo dell’evaporazione, che lo separa dagli altri elementi presenti. Questa metodologia estrattiva non è però particolarmente efficiente e tantomeno sostenibile, perché il tasso medio di recupero si aggira intorno al 50 per cento, richiede un lungo periodo di tempo e comporta un notevole consumo di suolo e acqua. Inoltre, spesso si scontra con le condizioni atmosferiche dei paesi produttori, come nel caso della Bolivia, dove la lunga stagione delle piogge rende più difficile l’estrazione.
Quali sono i problemi dovuti all’estrazione del litio?
I produttori di litio esprimono crescente preoccupazione perché stanno affrontando sfide significative. Il loro principale problema è la difficoltà nel ricevere le autorizzazioni necessarie per aprire nuove miniere, e quando queste autorizzazioni arrivano, spesso lo fanno con notevoli ritardi. Inoltre si confrontano con una carenza di forza lavoro e temono l’aumento dell’inflazione, che potrebbe portare a un incremento dei prezzi. Tutti questi fattori rendono sempre più complicato soddisfare la crescente domanda di questo prezioso materiale utilizzato nelle batterie.
Tuttavia, è innegabile che i produttori di litio stiano gestendo, adesso, una risorsa estremamente preziosa: in precedenza il litio era considerato un materiale di nicchia, ma data la crescente richiesta, ora si trovano ad affrontare sfide legate alla gestione delle scorte e alla necessità di aumentare la produzione.
Secondo i dati disponibili, nel 2022, erano attive nel mondo 45 miniere di litio. Nel 2023, ne sono entrate in funzione altre 11, e altre 7 sono previste attivarsi nel 2024. Tuttavia, l’estrazione rappresenta solo uno dei molteplici problemi da risolvere. Una volta estratto il litio in forma grezza, è necessario sottoporlo a particolari processi di lavorazione per ottenere materiali adatti all’industria delle batterie, con notevoli implicazioni per l’ambiente: nell’estrazione da bacini salati, infatti, si stima un consumo di 1,8 milioni di litri d’acqua per ogni tonnellata di litio estratto, mentre l’estrazione mineraria comporta un’emissione media di 9 tonnellate di CO₂ per ogni tonnellata di litio equivalente (LCE).
A queste criticità c’è da aggiungere anche il problema della qualità, perché alcune aziende potrebbero essere costrette, visti gli elevati costi e la difficoltà di estrazione, a utilizzare litio di qualità inferiore per soddisfare la domanda di auto o dispositivi elettrici.
Come si può diminuire l’utilizzo del litio nel settore automotive?
Citando lo studio condotto dal Climate Community Project, il Guardian segnala che:
La transizione degli Stati Uniti verso i veicoli elettrici potrebbe richiedere una quantità di litio tre volte superiore a quella attualmente prodotta per l’intero mercato globale, causando carenze idriche, sfruttamento di terre indigene e distruzione degli ecosistemi all’interno e all’esterno dei confini nazionali.
Il rapporto avverte che, a meno che la dipendenza degli Stati Uniti dalle automobili nelle città non diminuisca drasticamente, la transizione verso i veicoli elettrici a batteria al litio entro il 2050 aggraverà le disuguaglianze ambientali e sociali globali legate all’estrazione mineraria e potrebbe persino mettere a rischio l’obiettivo di un riscaldamento globale pari a 1,5°C.
Qui vengono citati gli Stati Uniti, ma anche per gli altri Paesi le cose non sono diverse. Come fare in modo, quindi, di diminuire la domanda di litio e, di conseguenza, ridurne l’estrazione? Le soluzioni a livello industriale esistono, ma devono anche partire principalmente dalle abitudini di spostamento dei cittadini.
Utilizzare veicoli più piccoli e leggeri
Per rendere i veicoli meno inquinanti, non solo in termini di emissioni locali ma lungo l’intero ciclo produttivo, gli stessi dovrebbero essere progettati per utilizzare una quantità minore di litio. Come abbiamo evidenziato in precedenza, l’estrazione di questo elemento non è attualmente sostenibile. Tuttavia, l’industria automobilistica tende ancora oggi a favorire veicoli grandi e pesanti, dotati di batterie di grandi dimensioni. Nonostante le difficoltà che potrebbe comportare, anche a livello di abitudini personali, gli automobilisti dovrebbero adottare un approccio diverso al trasporto, optando per veicoli privati di dimensioni più contenute che richiedono una quantità inferiore di litio rispetto alle auto più grandi. Questo cambiamento di abitudine porterebbe anche il vantaggio di facilitare gli spostamenti, rendendoli più ecologici e meno costosi dal punto di vista energetico.
Ridurre la dipendenza dai veicoli privati in favore della sharing mobility
Un risultato simile si otterrebbe anche preferendo la sharing mobility o il trasporto pubblico al posto delle auto private. Questo perché, nel caso delle e-bike o dell’autobus elettrico, la quantità di litio richiesta per spostare un singolo individuo risulta di gran lunga inferiore rispetto a quella utilizzata per un’auto, soprattutto se quest’ultima è di grandi dimensioni.
Utilizzare mezzi di trasporto più sostenibili durante gli spostamenti di piacere
È vero che se abbiamo bisogno di spostarci urgentemente, oppure di arrivare alla meta senza sottostare ai tempi e agli orari dei mezzi pubblici, preferiamo ancora utilizzare l’auto di proprietà (o qualsiasi altro nostro mezzo) per essere indipendenti e ottimizzare i tempi. Ma per i viaggi di piacere, invece, possiamo invertire il trend e valutare l’utilizzo di treni o autobus al posto della nostra auto, evitando anche le problematiche del traffico e tutti i rischi legati alla sicurezza; oppure, possiamo decidere di noleggiare un’auto elettrica. Anche questi sono sicuramente modi efficaci per contribuire alla riduzione della domanda di litio.
Approfondire lo studio delle batterie al sale
Una tecnologia interessante, che non è nuova ma nemmeno perfetta, è sicuramente quella che utilizza il cloruro di sodio e metallo allo stato fuso per permettere il funzionamento delle batterie. Le batterie al saleesistono da oltre quarant’anni e sono state utilizzate in passato per la loro sicurezza, la facile reperibilità della materia prima in natura, il lungo ciclo di vita e la possibilità di essere smaltite e riciclate. Ma, alla fine, il settore automotive le abbandonò a causa di alcuni aspetti che certo non brillavano per convenienza, come l’alto costo di produzione, il notevole tempo impiegato per la carica e l’impossibilità di garantire elevate prestazioni a temperature basse. Le batterie al sale sono state, quindi, presto soppiantate da materiali molto più performanti per le necessità dell’automotive, come appunto il litio. Però, come per ogni tecnologia, nell’attuale scenario di trasformazione sostenibile non è inverosimile pensare che presto potrebbero tornare in auge con performance più elevate e ottimizzate.
Qual è la situazione del litio sul mercato attuale? Dati a confronto
Nessun metallo è più cruciale del litio in termini di criticità. Le previsioni del centro di ricerca BloombergNef indicano che tra il 2023 e il 2050 la domanda annuale di litio per le batterie elettriche aumenterà in modo drastico, raggiungendo quasi sette milioni di tonnellate, alimentata dal progresso della transizione energetica. Questo rapido incremento sta suscitando non poche preoccupazioni tra le case automobilistiche e i promotori di energie rinnovabili, che temono che l’offerta non sarà più in grado di tenere il passo, comportando, come dicevamo, costi più elevati e complicazioni nella fornitura.
La situazione attuale si configura con una crescente domanda di litio in parallelo con la crescita dei veicoli elettrici e delle politiche energetiche, che hanno contribuito all’aumento dei prezzi del litio del 550% in pochi mesi, tra il 2021 e il 2022. Anche Albemarle, il principale produttore di litio al mondo, esprime preoccupazioni riguardo alla sua capacità di soddisfare la crescente domanda. Il gigante statunitense sta ampliando la produzione in varie parti del mondo, ma fatica a tenere il passo con la rapida espansione della richiesta, che è prevista passare dalle 130.000 tonnellate prodotte nel 2022 alle 500.000 tonnellate entro la fine del decennio.
Nel 2021, per la prima volta nella storia, la produzione globale di litio ha superato le 100.000 tonnellate, quattro volte di più rispetto al 2010. Il 74% è stato impiegato nelle batterie elettriche, quando nel 2010 si è attestato sul 23%. La Cina detiene attualmente l’80% della capacità mondiale di raffinazione del litio per le batterie ed ha effettuato significative acquisizioni di risorse e approvvigionamenti, investendo svariati miliardi di dollari in Cile, Canada e Australia negli ultimi dieci anni. Nel 2021, le aziende cinesi hanno acquistato 6,4 milioni di tonnellate di litio, una quantità quasi pari a quella acquistata dall’intera industria nel 2020 (6,8 milioni di tonnellate).
Quale sarà il futuro della mobilità elettrica?
Per rallentare e fermare i cambiamenti climatici, quello che per ora si sa è che bisogna interrompere lo sfruttamento dei combustibili fossili. Per smettere di estrarre petrolio, carbone e gas è necessario rivolgere l’attenzione sulle energie rinnovabili, come l’elettrico e il fotovoltaico, che devono poi andare ad alimentare ogni settore, soprattutto quello dei trasporti. Le attuali auto elettriche in commercio utilizzano grandi batterie al litio, che sono sì adatte alla riduzione delle emissioni, ma come abbiamo visto provocano un impatto ambientale non indifferente causato dall’estrazione del litio. È possibile continuare ad estrarre questa preziosa risorsa in maniera non sostenibile per creare dei mezzi di trasporto elettrici sostenibili? Certamente no. Quello che noi cittadini possiamo fare per ridurre il consumo del litio lo abbiamo già visto poco fa. Cosa possono fare, invece, le industrie estrattive e il settore delle auto elettriche per rendere l’estrazione del litio più sostenibile?
Soluzioni per un’estrazione di litio più sostenibile
Ecco quali sono le soluzioni attualmente plausibili per rendere l’estrazione del litio più sostenibile da parte dell’industria estrattiva e automotive:
Estrazione diretta
Il metodo dell’estrazione diretta si basa sull’aspirazione e la filtrazione delle salamoie per estrarre il litio in maniera meno impattante a livello ambientale rispetto all’evaporazione degli stagni. I vantaggi sono molteplici, tra cui il ridotto utilizzo di acqua dolce, tempi minori di estrazione, e un maggior tasso di recupero (si parla dell’80% contro il 50% ottenuto dall’evaporazione). Anche questo procedimento, però ha i suoi contro: i macchinari utilizzati dovrebbero essere personalizzabili a seconda delle caratteristiche geologiche di ogni giacimento, e cambiare, in base a questo, anche i solventi chimici utilizzati.
Sfruttare le salamoie geotermiche
Al posto di far evaporare le salamoie estratte dal sottosuolo, una tecnica alternativa è quella di sfruttare le salamoie geotermiche tramite impianti capaci di ricavarne anche energia rinnovabile, da utilizzare poi per il trattamento del materiale grezzo. Questa è stata l’idea di Stellantis, che ha firmato un accordo con la statunitense Controlled Thermal Resources per garantirsi un approvvigionamento di 25.000 tonnellate all’anno di idrossido di litio, prelevate dal sito geotermico di Imperial in California, riuscendo ad auto-alimentare le sue industrie di batterie tramite l’energia pulita originata dal calore e dalla pressione nel sottosuolo.
Dirottare la scelta del litio sui metalli green
Anche se, a livello di prestazioni, il litio (come anche le terre rare) rimane la componente principale e più importante delle batterie nel settore automobilistico, è necessario investire e trovare risorse più sostenibili e riciclabili che lo sostituiscano (o, quantomeno, ne riducano la quantità da utilizzare) in tutte le applicazioni elettriche ed elettroniche. Qualcosa si sta muovendo in questo senso con l’adozione dei metalli green, anche se la strada è ancora lunga e non certo priva di difficoltà.
