Uno dei punti più controversi riguardo la mobilità sostenibile per mezzo di auto elettriche è lo smaltimento delle batterie delle auto elettriche. Infatti, per molti si tratta di un controsenso parlare di mobilità sostenibile e zero emissioni quando, lo smaltimento delle batterie al litio è una delle operazioni più inquinanti esistenti e, per di più, la vita operativa delle batterie al litio non è tra le più lunghe al mondo (gli smartphone ne sono un chiaro esempio).
Se a tutto ciò aggiungiamo la sempre più crescente diffusione delle auto elettriche, il tutto si traduce con un maggiore ammontare di batterie delle auto elettriche da smaltire che, sicuramente non migliora la situazione. Esiste, tuttavia, la possibilità di applicare una procedura di riciclo e non solo di smaltimento delle batterie delle auto elettriche al litio.
Vediamone insieme le modalità e i costi.
Il riciclo delle batterie al litio
Il mondo è pieno di batterie al litio e non parliamo solamente di quelle delle auto elettriche. Pertanto, lo smaltimento di queste batterie non è affatto una procedura nuova anche se, negli ultimi tempi, con una richiesta sempre maggiore di batterie al litio (soprattutto per la crescente vendita di auto elettriche nel mondo), il processo si sta sviluppando in maniere sempre più creative.
Ma vediamo, per prima cosa, in cosa consiste nel dettaglio questo processo di riciclo che potrebbe diventare il vero modo di ottenere basse emissioni nel panorama auto elettriche, non solo per quanto riguarda la mobilità, ma per tutte quelle condizioni al contorno che fanno dubitare i più scettici sulle emissioni zero.
Il problema maggiore che ha portato la nascita del processo di riciclo è il dubbio che, nel tempo, la domanda di batterie al litio possa superare l’offerta. Infatti, le materie prime per realizzare una batteria di questo tipo non sono più le più diffuse al mondo e questo, sommato al boom delle auto elettriche, per ragioni ambientali richiede la scoperta di miniere alternative.
E queste miniere sono il riciclo più che lo smaltimento delle batterie delle auto elettriche. Come detto, le aziende che si occupano di economia circolare sono sempre più orientate allo studio di nuovi modi per ottenere un riciclo più efficiente considerando l’aspettativa del numero di veicoli elettrici che presto inonderanno le strade di tutto il mondo.
In Italia, è stato sviluppato recentemente un brevetto per il trattamento delle batterie al litio che utilizza un processo chimico idrometallurgico che massimizza il recupero di litio, cobalto e nichel all’interno delle batterie a fine vita.
Il brevetto è stato approvato, ma è attualmente in fase di sperimentazione per validarne l’efficienza e implementarlo, poi, su larga scala sul trattamento non solo di batterie delle auto elettriche, ma anche per il trattamento di pile e accumulatori basati su chimica differente.
Le tre fasi del riciclo delle batterie di un’autovettura elettrica
Per quanto il riciclo e lo smaltimento delle batterie di un’auto elettrica possa variare leggermente nel processo a seconda dell’azienda e dell’ambito industriale in cui ci si trova, esistono generalmente tre grandi fasi per il riciclo completo.
Fase 1 – Lo smontaggio della batteria
Per ridurre al minimo i rischi legati al maneggiamento del litio e delle altre sostanze presenti all’interno di una batteria, dopo che le batterie sono state raccolte dal veicolo elettrico entrano direttamente in quello che comunemente è chiamato “reparto di smontaggio”.
Una serie di operatori specializzati nel maneggiare queste sostanze e a lavorare con componenti ad alta tensione prepara la batteria per il riciclo, smontando tutto il pacco batterie nei suoi singoli componenti che ne garantiscono il funzionamento operativo.
Si tratta, quindi, di separare i moduli e le celle agli ioni di litio dal resto della batteria per le successive operazioni di frantumazione meccanica. Questa fase è, a tutti gli effetti, comunemente conosciuta come smaltimento delle batterie delle auto elettriche.
I componenti vengono messi in sicurezza per ridurre al minimo il rischio di reazioni chimiche pericolose durante il successivo processo di riciclaggio. In questa fase, si recuperano ferro, rame, alluminio, materiali di rivestimento subito prima di passare alla fase idrometallurgica per il riciclo completo.
Fase 2 – Il recupero dei materiali riutilizzabili
In questa fase si estraggono i materiali preziosi tra i componenti delle batterie al litio per auto. Esistono due processi per questo recupero:
- Idrometallurgico: l’impianto di riciclo recupera metalli puri tramite l’utilizzo di solventi chimici;
- Pirometallurgico: l’impianto di riciclo recupera metalli quali il nichel, il cobalto e il rame liquefacendo i componenti della batteria ad alte temperature. Litio e alluminio rimangono nei residui che vengono, poi, recuperati con ulteriori fasi di lavorazione molto costose.
A cause dei costi molto elevati del processo di recupero dei materiali tramite pirometallurgia, negli ultimi tempi è preferibile il processo idrometallurgico per abbattere i costi dell’intero processo considerando l’aumento esponenziale di batterie da riciclare che si verificherà nel prossimo futuro.
Inoltre, secondo le ultime ricerche il processo idrometallurgico pare essere il più efficiente oltre che il meno costoso. In alcuni casi, si utilizza un ibrido dei due processi per recuperare più materiali senza avere costi troppo elevati.
Fase 3 – La purificazione dei materiali recuperati
Il passaggio finale consiste nel preparare i materiali recuperati durante la fase 2 per renderli riutilizzabili al 100%. Infatti, le frazioni di ferro, alluminio o rame che si recuperano in fase due non sono completamente puri. Per questa ragione è necessario quest’ultimo passaggio di purificazione: i materiali sono trattati da fonderie specializzate in grado di riportare ogni elemento recuperato nella sua forma più pura.
Al termine della fase 3, tutti i materiali recuperati e purificati sono pronti per essere riutilizzati in nuove batterie al litio abbassando i costi di produzione di quest’ultime, riducendo al minimo l’inquinamento causato dal classico smaltimento delle batterie delle auto elettriche e, in certi casi, abbattendo i costi legati al riciclo con procedure innovative.
Insomma, con gli ultimi studi sui processi, si può arrivare a un riciclo di una batteria agli ioni di litio fino al 90% dei suoi componenti.
Nissan e Eaton: insieme per creare energia rinnovabile
L’applicazione dello smaltimento e riciclo delle batterie agli ioni di litio non si ferma alle auto elettriche. Infatti, in Europa due colossi industriali quali Nissan (industria automotive) e Eaton (industria del management dell’energia globale) hanno unito le forze per creare un sistema che permette di immagazzinare energia in modo efficiente, sicuro ed economico chiamato “xStorage”.
Questa applicazione utilizza alla base il riciclo delle batterie delle auto elettriche Nissan (quando in eccesso per la produzione di nuove vetture elettriche) per permettere all’utente finale di immagazzinare energia elettrica tramite batterie nella propria residenza.
xStorage si connette al complesso residenziale tramite pannelli solari (opzione più ecosostenibile) o tramite un generatore di energia elettrica permettendo di utilizzare batterie agli ioni di litio riciclate al 90% per immagazzinare in maniera economica e pulita l’energia in eccesso, riducendo gli sprechi e contribuendo notevolmente ad abbattere i costi finali in bolletta.
Con questa soluzione ad alta capacità di storage di energia pulita e riciclata si può, inoltre, garantire un livello di sicurezza e prestazioni che fanno sì che un complesso residenziale non possa mai rimanere senza corrente, anche in caso di blackout.
Inoltre, si tratta di un sistema tecnologico di ultima generazione: pertanto, è possibile, una volta installato da un operatore certificato, semplicemente attaccare la presa dell’impianto alla propria residenza e utilizzare il proprio smartphone per utilizzare in toto o in parte l’energia immagazzinata nelle batterie riciclate.
Insomma, il futuro è alle porte per la mobilità elettrica e per l’energia riciclata e pulita che potrebbe non solo ridurre notevolmente l’inquinamento atmosferico, ma anche creare una rete di energia sostenibile interscambiabile tra auto elettriche e complessi residenziali.
L’unico problema sono ancora i costi elevati che derivano dal riciclo delle batterie delle auto elettriche che, con il classico smaltimento, non erano un problema benché il processo inquinasse almeno il doppio. La ricerca sempre più ampia in questo campo e la creatività di chi ci lavora rappresentano la soluzione definitiva.