È possibile riciclare le batterie dei veicoli elettrici?

Nel 2023 è stato raggiunto il record di 9,5 milioni di veicoli elettrici venduti a livello globale (il 30% in più rispetto al 2022). Questo dato equivale a circa il 10% di tutte le auto nuove vendute nel mondo (2023) e porta il totale delle vendite di veicoli elettrici dal 2013 a circa 28,27 milioni, un risultato incredibile!

Con il rapido aumento dell'adozione, resta tuttavia la domanda di quanto sia sostenibile un veicolo elettrico quando non è più idoneo alla guida.

Questo blog illustra il processo per riciclare il cuore pulsante dei veicoli elettrici, la batteria agli ioni di litio, e i nuovi processi che possiamo aspettarci di vedere nei prossimi anni.

Diamo un'occhiata più da vicino…

Qual è l'attuale aspettativa di vita della batteria di un veicolo elettrico?

Quando si è iniziato a considerare i veicoli elettrici come un'alternativa valida alle auto a benzina, vi erano dubbi in merito alla durata delle batterie agli ioni di litio. Le batterie degli IPhone erano note per il deterioramento rapido e si pensava che lo stesso sarebbe avvenuto per quelle dei veicoli elettrici. Ben presto, però, si è scoperto che la capacità della batteria di un veicolo elettrico si riduceva solo del 2% circa ogni anno, un tasso molto più lento del previsto.

Le batterie dei veicoli elettrici sono infatti composte da molte singole celle che, se difettose, è spesso possibile sostituire o riparare. Molti produttori offrono anche garanzie sulle batterie dei veicoli elettrici, dichiarando che manterranno una capacità del 70% per sette o otto anni.

Nonostante i miglioramenti costanti, le batterie dei veicoli elettrici hanno ancora una durata utile di circa 10 anni.

Cosa succede al termine del ciclo di vita di una batteria?

Fortunatamente, le normative vietano di conferire in discarica le batterie dei veicoli elettrici.  Sono vietati anche l'incenerimento e lo smaltimento, quindi la batteria ha una sola possibilità: iniziare una seconda vita.

Nonostante non sia più in grado di alimentare un veicolo elettrico, di solito una batteria conserva una capacità di carica di circa l'80%, che può essere riutilizzata.  Alla fine del suo ciclo di vita in un veicolo elettrico, ogni batteria riceve una classificazione di efficienza, che ne indica la capacità e quindi determina se è destinata al riciclaggio o al riutilizzo.

Se la batteria del veicolo elettrico viene classificata come idonea al riutilizzo, in genere viene poi usata per lo stoccaggio di energia secondaria, ad esempio in pacchi batterie o sistemi di accumulo di energia solare. Quasi tutti i produttori di veicoli elettrici stanno adottando specifici approcci al riciclaggio delle loro batterie. Nissan, ad esempio, le riutilizza nei suoi veicoli per le consegne in fabbrica.

In un recente progetto, Nissan ha anche utilizzato 280 vecchi pacchi batterie di veicoli elettrici come energia di riserva per la Amsterdam Arena (lo stadio dell'Ajax FC), in un sistema progettato per assorbire energia rinnovabile quando la domanda è bassa e reimmetterla nella rete quando necessario.  Il progetto di Nissan per i pacchi batterie usati potrebbe rappresentare l'inizio di un futuro luminoso per il riciclaggio delle batterie, perché utilizzarle per immagazzinare energia pulita e sostenibile può contribuire ad alimentare la rete su larga scala.

Sebbene il riutilizzo sia il modo più sostenibile per riciclare le batterie dei veicoli elettrici, poiché ne massimizza l'uso e supporta la rete, le batterie possono danneggiarsi e quindi non tutte possono essere riutilizzate.

Cosa succede se una batteria non può essere riutilizzata?

Quando una batteria per veicoli elettrici è danneggiata o deteriorata in modo irreversibile, le sue celle non potranno essere usate in un progetto di seconda vita, ma saranno inviate a un impianto di riciclaggio, in cui i metalli e i minerali saranno estratti per la produzione di nuove batterie.

Riciclare i materiali usati anziché estrarne di nuovi sembra un piano perfetto, ma il processo è complicato.

In primo luogo, i pacchi batteria sono sigillati in un involucro in acciaio che deve essere aperto in sicurezza prima di rimuovere le celle. Questa operazione va eseguita con cautela, perché può provocare incendi o esplosioni se le celle vengono danneggiate.  Quindi, i materiali vengono estratti in uno dei due possibili modi: triturazione e fusione o dissoluzione in acido.

La triturazione e la fusione sono i processi più economici e più utilizzati, ma non sono affatto i più efficienti. Oltre a essere entrambi alimentati da combustibili fossili, per la loro stessa natura comportano la perdita di materiali durante il processo. 

L'uso dell'acido è più costoso ma permette di recuperare molto più materiale, tuttavia consuma molta energia e produce gas tossici e acque reflue.  Si stima che per estrarre una tonnellata di litio occorrano quasi due milioni di litri di acqua.

Niente panico, guardiamo al futuro!

Sebbene il riciclaggio delle batterie dei veicoli elettrici abbia ancora molta strada da percorrere, all'orizzonte sono visibili alcuni sviluppi positivi.

Un nuovo ed entusiasmante sviluppo sono le batterie a stato solido. Si prevede che supereranno di gran lunga le prestazioni delle batterie agli ioni di litio, restando al massimo dell'ottimizzazione per 30 anni.  Sebbene queste batterie siano ancora in fase di studio, i grandi produttori stanno partecipando alle ricerche in merito.

QuantumScape è un produttore di batterie che si occupa di ricerca e sviluppo di batterie a stato solido. Secondo QuantumScape, le batterie allo stato solido sono più efficienti dal punto di vista energetico e dei costi, si caricano più velocemente, durano più a lungo e sono più sicure. Nonostante tutti questi aspetti positivi, difficilmente QuantumScape potrà fornire prototipi pronti per la produzione ai suoi clienti prima del 2025 e non c'è alcuna garanzia su quando le batterie allo stato solido saranno disponibili per i consumatori, ma tieni gli occhi aperti perché il futuro è alle porte.

Per saperne di più sulle batterie a stato solido, consulta il nostro blog: Come funzionano i veicoli elettrici?

Inoltre, Veolia ha annunciato il suo primo impianto di riciclaggio di batterie per i veicoli elettrici nel Regno Unito. Il nuovo processo protegge i materiali attraverso l'estrazione chimica, riducendo fino al 50% le emissioni e il consumo di acqua. Entro il 2024, l'impianto sarà in grado di riciclare il 20% delle batterie per veicoli elettrici del Regno Unito utilizzando il cosiddetto urban mining. Veolia dispone anche di specialisti nel riciclaggio delle batterie, per garantire che siano imballate, trasportate e riciclate in modo sicuro.

La professoressa Gisele Azimi, del Laboratory for Strategic Materials del dipartimento di Ingegneria dell'Università di Toronto, ha invece sviluppato una tecnica di riciclaggio delle batterie per veicoli elettrici più sostenibile.  Questa nuova tecnologia potrebbe cambiare il metodo di riciclaggio delle batterie dei veicoli elettrici così come lo conosciamo, contribuendo a garantire la disponibilità dei metalli critici.  Il processo implica un'estrazione con fluidi supercritici per il recupero dei metalli, che utilizza meno sostanze chimiche e genera una quantità notevolmente inferiore di rifiuti secondari.

"Il vantaggio del nostro metodo è che usiamo come solvente l'anidride carbonica dell'aria anziché acidi o basi altamente pericolosi. L'anidride carbonica è abbondante, economica e inerte ed è anche facile da maneggiare, espellere e riciclare". - Azimi

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