Per tre settimane quest’estate, il presidente Biden e membri della sua amministrazione sono andati in viaggio. In 20 stati, dalle Hawaii al Vermont, hanno sparso la voce sugli investimenti per oltre un trilione di dollari in agricoltura, produzione, assistenza sanitaria e – i veri protagonisti del viaggio – energia pulita e infrastrutture.
Durante il suo tour di una settimana attraverso l’angolo sud-orientale del paese, il segretario all’energia Jennifer Granholm ha deciso di guidare da sola da una fermata all’altra. Perché? L’auto che ha guidato funziona completamente a batteria e, nei prossimi sette anni, tre degli stati che ha visitato – Georgia, Carolina del Nord e Tennessee – sono pronti a diventare i principali centri di produzione di batterie per veicoli elettrici (EV). “Volevamo venire nel sud perché i datori di lavoro stanno arrivando nel sud”, ha detto Granholm durante la visita a un impianto di lavorazione del litio della Carolina del Nord che ha recentemente ricevuto una sovvenzione di 150 milioni di dollari dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE). “Volevo venire nel Sud perché il presidente è davvero interessato a garantire che ogni tasca dell’America tragga vantaggio da questo programma”.
Ricarica lirica per gentile concessione di GM ed EVGO
Finora, l’amministrazione Biden ha investito quasi 3 miliardi di dollari in batterie. Lo scorso ottobre, il DOE ha annunciato che avrebbe assegnato 2,8 miliardi di dollari in sovvenzioni – rese disponibili attraverso la Bipartisan Infrastructure Law – per aumentare la produzione nazionale di batterie da utilizzare nei veicoli elettrici e nella rete elettrica. E proprio il mese scorso, il dipartimento ha annunciato che avrebbe stanziato 192 milioni di dollari per creare un consorzio avanzato per la ricerca e lo sviluppo di batterie, continuando a finanziare il Premio per il riciclaggio delle batterie agli ioni di litio, che è stato introdotto quattro anni fa per aiutare a costruire un mercato per le tecnologie che ridurrebbe la dipendenza americana dai componenti della batteria importati. Questi passi verso il miglioramento della nostra tecnologia delle batterie saranno essenziali per raggiungere l’obiettivo dell’amministrazione di passare a un’economia a zero emissioni nette entro il 2050.
Batterie, sovralimentate
Molti di noi fanno già affidamento sulle batterie per mantenere i nostri telefoni e laptop senza intoppi, ma le batterie hanno un ruolo molto più importante da svolgere nella lotta contro la crisi climatica. In effetti, sono essenziali per la decarbonizzazione dei nostri settori dell’energia e dei trasporti.
La rete aiuta l’elettricità ad arrivare dove deve essere, ma non immagazzina energia. Un combustibile fossile come il carbone “immagazzina” energia nella sua forma solida, che può essere bruciata su richiesta. Ciò, tuttavia, non porta solo alle emissioni di gas serra, ma anche a grandi quantità di inquinamento atmosferico dannoso, spesso nelle comunità a basso reddito e nelle comunità di colore. Nel frattempo, l’energia pulita generata dall’energia solare ed eolica deve essere utilizzata immediatamente, ma il picco della domanda non sempre coincide con le condizioni di picco del sole o del vento.
È qui che entrano in gioco le batterie. Ci danno la possibilità di immagazzinare energia pulita e la possibilità di rilasciarla nella rete quando necessario. I sistemi di batterie su larga scala renderebbero le fonti rinnovabili ancora più attraenti, accelerando in ultima analisi il loro soppiantamento dei combustibili fossili sporchi. Il loro potenziale è enorme. Ma come tecnologia nascente, la produzione di batterie per l’energia rinnovabile sta incontrando alcuni intoppi, tra cui l’ottenimento dei materiali necessari, ritardi di produzione e costi.
Tuttavia, entro il 2030, la capacità globale di accumulo di batterie su scala di rete potrebbe più che quadruplicare fino a circa 135 gigawatt. Nel frattempo, l’Agenzia internazionale per l’energia (IEA) prevede che i veicoli elettrici alimentati a batteria rappresenteranno oltre un terzo delle vendite automobilistiche mondiali.
Oltre alla tecnologia e alla produzione delle batterie, i prossimi sette anni saranno cruciali anche per il clima. Se vogliamo limitare l’aumento della temperatura media globale a non più di 1,5 gradi Celsius – come dobbiamo fare per evitare gli impatti più devastanti del cambiamento climatico – allora le nazioni del mondo devono dimezzare le nostre emissioni totali di gas serra 2030. Questo è solo uno dei motivi per cui l’amministrazione Biden sta investendo così tanto nella ricerca e nello sviluppo delle batterie.
Più mining non è l’unica risposta
La stragrande maggioranza delle batterie utilizzate per i veicoli elettrici e i sistemi di accumulo dell’energia di rete sono attualmente batterie agli ioni di litio. Oltre al loro omonimo metallo, queste batterie contengono tipicamente nichel, manganese, grafite e cobalto. L’estrazione di questi componenti, se eseguita in modo irresponsabile, comporta costi elevati per la salute umana e l’ambiente. Come ogni processo estrattivo, l’estrazione del litio può avere un impatto importante sulle comunità locali, sugli ecosistemi e sulle risorse idriche. In effetti, il processo sta già provocando una crisi ambientale per le comunità del Cile, dove le compagnie minerarie estraggono il litio attraverso l’evaporazione delle salamoie sotto le saline dell’altopiano di Atacama, esaurendo le riserve idriche, influenzando l’agricoltura e interrompendo le antiche tradizioni culturali delle popolazioni indigene della regione. .
Nel frattempo, si prevede che la domanda del metallo cruciale crescerà di cinque volte entro il 2030 e già il litio sta diventando sempre più difficile da trovare. Quindi, sostituendo i motori a combustione dipendenti dalla benzina nelle nostre automobili con batterie agli ioni di litio, stiamo solo scambiando una serie di problemi estrattivi con un’altra?
Non finché ci affidiamo a modi più sostenibili per soddisfare il fabbisogno di litio, afferma Jordan Brinn, sostenitore di veicoli puliti e infrastrutture nel programma Climate & Clean Energy di NRDC. “Con il nostro attuale sistema basato sui combustibili fossili, dobbiamo immettere costantemente materiali estratti ed estratti nel sistema affinché continui a funzionare ogni giorno”, afferma Brinn. “Ma con i veicoli elettrici, devi solo inserire i materiali nella batteria una volta, e poi il veicolo continua a funzionare per il resto della sua vita. Quindi, anche una volta ritirato il veicolo, quei minerali possono essere riciclati e riutilizzati più e più volte nelle batterie per i nuovi veicoli elettrici”.
Le strategie per rendere la produzione di batterie più pulita, più sicura e meno dipendente dall’estrazione sono oggetto di un recente rapporto scritto da Brinn. Chiede una maggiore ricerca e sviluppo di prodotti chimici e progetti di batterie migliorati che si basano su materiali più sostenibili, ad esempio sostituendo parte della grafite che si trova tipicamente negli anodi delle batterie agli ioni di litio con il silicio, che fornirebbe prestazioni migliori a dimensioni inferiori. Sia il DOE che l’Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti dovrebbero intensificare i loro sforzi in materia, destinando maggiori finanziamenti al miglioramento dell’efficienza dei materiali nella produzione di batterie. Il rapporto esorta inoltre a fare della tecnologia delle batterie una propria categoria nei programmi a premi (come la Green Chemistry Challenge) e nei vari programmi di certificazione gestiti da queste agenzie. Dovrebbero anche fissare obiettivi di tasso di recupero per il riciclaggio delle batterie (come fa l’Unione Europea) e richiedere il riciclaggio di tutte le batterie dei veicoli elettrici. Nel frattempo, alcuni produttori stanno già eliminando gradualmente il cobalto nella loro prossima generazione di batterie, un passo significativo nella riduzione della necessità di estrazione del metallo.
Tuttavia, la produzione di batterie, anche con un’efficienza notevolmente migliorata, può sempre comportare un certo grado di estrazione mineraria. Ciò significa che abbiamo bisogno di leggi minerarie fatte per questo secolo, non per il 1800, per garantire che le protezioni ambientali, così come l’impegno con le comunità vicine ai siti minerari (compreso l’ottenimento del consenso della comunità), siano significative ed efficaci. Le normative moderne, componenti essenziali di un’economia basata sull’energia pulita, devono includere anche il riciclaggio dei minerali che già abbiamo nelle batterie esistenti.
Le batterie dei veicoli elettrici possono aiutare ad alimentare la nostra rete
Una volta bruciata la benzina, quel carburante è sparito (bruciato nell’atmosfera), ma le batterie dei veicoli elettrici hanno una possibilità per una seconda vita. Dopo aver contribuito alla pulizia del settore dei trasporti, possono fare lo stesso per la rete elettrica. Fungendo da mezzo di accumulo stazionario di energia, le nostre vecchie batterie per auto potrebbero contribuire ad alleviare lo stress sulla rete durante i periodi di domanda particolarmente elevata. Brinn afferma che le batterie dei veicoli elettrici sono particolarmente adatte per immagazzinare l’energia generata dai sistemi solari sui tetti o per le microreti, che sono sistemi di alimentazione che in genere servono un’area piccola e geograficamente contenuta. E il riutilizzo di queste batterie, ovviamente, riduce la necessità di estrarre il litio e altri materiali che si trovano al loro interno.
La necessità di batterie migliori è chiara. E la tecnologia si sta sviluppando così rapidamente e si sta muovendo in così tante direzioni diverse, che potremmo aver bisogno di ripensare la nostra definizione di cosa sia anche una batteria. La parola, ad esempio, un giorno potrebbe descrivere soluzioni di accumulo di energia che impiegano gravità e acqua. Nel frattempo, come pensiamo all’energia che scorre nella nostra rete e le auto sono pronte per una ricarica.
Di Jeff Turrentine, scrittore senior del dipartimento Comunicazioni di NRDC. Ex giornalista del Washington Post, ha scritto anche per Slate, The New York Times e The Los Angeles Times.
Ripubblicato da NRDC.org
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