Le batterie sono il tallone d’Achille ambientale dei veicoli elettrici

May 16, 2023

Professore associato di ingegneria elettrica, Swinburne University of Technology

Preside della Facoltà di Scienze, Tecnologie informatiche e ingegneristiche, Swinburne University of Technology

Professore illustre in Energie elettriche rinnovabili, Swinburne University of Technology

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La Swinburne University of Technology fornisce finanziamenti come membro di The Conversation AU.

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I sostenitori dei veicoli elettrici affermano che le auto in definitiva hanno un’impronta di carbonio inferiore rispetto alle loro controparti alimentate a combustibili fossili e potrebbero risolvere definitivamente le nostre preoccupazioni energetiche. Bene, è giusto, ma le domande sorgono quando scaviamo negli strati interni dei veicoli elettrici e vediamo quanto siano sostenibili i loro componenti. In effetti, le batterie che alimentano i veicoli elettrici potrebbero essere anche il loro tallone d’Achille.

Le batterie sono il componente più costoso di un veicolo elettrico. Se la batteria è danneggiata, difettosa o semplicemente vecchia, il veicolo può essere svalutato prematuramente. Tesla sta persino producendo pacchi batterie “strutturali” descritti come aventi “riparabilità zero”.

Per produrre queste batterie sono necessarie risorse sempre più scarse e preziose, come il litio e l’acqua. Nonostante ciò, spesso non sono progettati per facilitare la riparazione, il riutilizzo o il riciclaggio. Ciò ha impatti ambientali significativi, che vanno dall’estrazione di materiali, all’acqua e all’energia utilizzate nella produzione di nuove batterie e veicoli, fino ai rifiuti pericolosi derivanti dalle batterie scartate.

In altre parole, la risposta alla domanda "I veicoli elettrici sono davvero ecologici?" dipende in gran parte da come gestiamo gli aspetti negativi associati alle batterie. Sono urgentemente necessari cambiamenti nel modo in cui progettiamo, produciamo, utilizziamo e ricicliamo le batterie delle auto elettriche. Questi cambiamenti possono garantire che, nel risolvere il problema delle emissioni di combustibili fossili, si minimizzino anche altri danni ambientali.

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È importante risolvere questi problemi adesso, mentre i veicoli elettrici costituiscono una piccola parte della flotta globale di veicoli. Anche nella Norvegia, leader mondiale, solo il 20% delle auto in circolazione sono elettriche. In Australia, meno di 100.000 dei 20 milioni di veicoli immatricolati sono alimentati a batteria.

Eppure siamo già alle prese con le preoccupazioni emergenti riguardo alle loro batterie. Le prestazioni delle batterie al litio in un veicolo elettrico possono ridursi fino al 70-80% della sua capacità totale entro sei-dieci anni, a seconda della routine di guida del proprietario. A quel punto la batteria è difficilmente affidabile come principale fonte di energia del veicolo. Una ricarica rapida ripetuta può deteriorare la batteria prima.

A livello globale, circa 525.000 batterie raggiungeranno la fine della loro vita utile per alimentare un veicolo entro il 2025. Questo numero salirà a oltre 1 milione entro il 2030.

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Tuttavia, la durata totale delle batterie al litio è di 20 anni. Ciò significa che la fine dell'utilità di una batteria in un veicolo non significa necessariamente che debba essere smaltita. Queste batterie ritirate possono avere molti altri usi.

Quindi quanta capacità ha ancora una batteria ritirata? Ad esempio, un accumulatore di energia composto da cinque batterie Chevrolet Volt riutilizzate può soddisfare due ore di picco della domanda di energia per cinque case. I numeri diventano ancora più allettanti per le batterie della Tesla Model 3, che hanno tre volte la capacità energetica di quelle della Chevrolet Volt.

Si tratta di un'enorme capacità ancora disponibile in una batteria ritirata. Allora perché non usarlo?

E una volta che la batteria ha raggiunto il termine della sua vita utile, la maggior parte delle materie prime utilizzate per realizzarla possono essere recuperate. È possibile estrarre oltre il 95% dei metalli preziosi come litio, nichel, cobalto e rame. L’Unione Europea richiede già che le batterie dei veicoli elettrici siano riciclabili almeno al 50% in peso, percentuale che salirà al 65% entro il 2025.