Batterie agli ioni sodio: capacità, costi e mercato

Batterie a ioni sodio, il mercato prende la rincorsa

In questi anni il mercato dell’accumulo ha dato formalmente il benvenuto alle batterie agli ioni sodio. Nonostante la tecnologia non sia ancora ai livelli prestazionali delle ricaricabili a ioni di Litio, i primi grandi contratti di fornitura non si sono fatti attendere. Contratti come quello firmato da Peak Energy, una start-up statunitense con sede in California e Colorado, che ha annunciato questa settimana un accordo per la consegna di 4,75 GWh di batterie al Na⁺.

L’operazione si colloca in un segmento industriale ancora nelle fasi iniziali, ma in forte accelerazione. Secondo IRENA, l’Agenzia internazionale delle Energie rinnovabili, la capacità produttiva globale delle batterie al sodio dovrebbe raggiungere i 70 GWh all’anno entro il 2025 per quintuplicare entro il 2030.

Ben inteso: la penetrazione futura di questa tecnologia rimane incerta, con previsioni di domanda che variano tra 50 e 600 GWh l’anno entro il 2030. Quello che invece è certo è che le ricaricabili al sodio rappresentano oggi l’alternativa più promettente alle ioni di litio, sia per la rapidità dei progressi che per la possibilità di costruire catene di approvvigionamento al di fuori della Cina.

Il funzionamento delle Batterie a ioni di sodio

Le batterie al sodio, o SIB per chiamarle con l’acronimo inglese, sono una tecnologia di accumulo elettrochimico che impiega ioni sodio (Na⁺) come portatori di carica. A livello funzionale, il sistema è molto simile a quello delle batterie agli ioni di litio, ma il differente ione intercalante richiede necessariamente materiali diversi.

Semplificando al massimo, una cella a ioni di sodio possiede un anodo generalmente in carbonio duro, ma possono essere impiegate anche alternative in grafene, bisolfuro di molibdeno, metalli o leghe metalliche. A livello del catodo sono usati alcuni ossidi di metalli di transizione, ossoanioni oppure il blu di Prussia (e analoghi). Come elettrolita la ricerca si sta spostando progressivamente da quelli acquosi a quelli allo stato solido, in grado di garantire una densità di energia maggiore.

Durante la carica gli ioni Na⁺ si muovono dal catodo attraverso l’elettrolita per intercalarsi nell’anodo, mentre nella scarica seguono il percorso inverso.

Vantaggi e svantaggi delle SIB

Il principale motore del mercato SIB è la disponibilità e il costo delle materie prime: il sodio è circa 1.000 volte più abbondante nella crosta terrestre del litio. Concentrazione che lievita a livello dei mari (60.000 volte più abbondante). Di conseguenza anche il carbonato di sodio, il principale precursore di queste ricaricabili, ha un costo notevolmente inferiore rispetto al carbonato di litio. Circa 0.17 -0.56 dollari al kg contro 8-10 dollari al kg (novembre 2025).

Il tutto con un altro grande vantaggio: la potenza specifica o densità di potenza potrebbe essere portata fino ai 1.000 W/kg, surclassando di quasi tre volte le prestazioni delle ricaricabili commerciali.

Oltre agli aspetti economici, la tecnologia agli ioni di sodio si distingue per una serie di caratteristiche tecniche essenziali, come ad esempio sistemi di gestione della batteria (BMS) meno complessi rispetto alle unità a ioni di litio, e una maggiore stabilità termica che rende queste unità intrinsecamente più sicure.

Di contro esistono precisi punti deboli: l’energia specifica, vale a dire la densità di energia gravimetrica degli ioni di sodio, non è ancora abbastanza competitiva. Il valore è attualmente compreso tra 110 Wh/kg e 160 Wh/kg, anche se alcuni alcuni prototipi di laboratorio si sono spinti fino a 250 Wh/kg e il progresso sta accelerando. Ad aprile di quest’anno il gigante cinese CATL ha annunciato batterie SIB pronte per la produzione di massa con una densità energetica di 175 Wh/kg, attualmente il valore ufficiale più alto sul mercato.

Impronta di carbonio: SIB vs LIB

Uno degli aspetti che la ricerca di settore sta ancora definendo è l’impronta di carbonio delle batterie al sodio, uno dei fattori essenziali per valutarne la reale sostenibilità all’interno della transizione energetica. In questo campo ci viene in aiuto uno studio tedesco pubblicato a luglio 2025.

Gli scienziati provenienti dall’Istituto Fraunhofer FFB e dall’Università di Münster hanno svolto un’analisi del ciclo di vita (LCA) “from cradle to gate”, ossia dall’estrazione delle materie prime fino all’uscita dalla fabbrica.

Lo studio ha impiegato come benchmark di riferimento l’impronta di carbonio delle batterie a ioni di litio di tipo LFP, che corrisponde a circa 71,2 kg CO2-eq/kWh. E ha mostrato come le migliori batterie al sodio presentino una carbon footprint praticamente identica, di 71,6 kg CO2-eq/kWh, sottolineando come l’80-87% delle emissioni derivi dall’estrazione e sintesi dei materiali, e non dall’assemblaggio in fabbrica.

Carbonio contro grafite

Ed è proprio qui che si nasconde un altro vantaggio competitivo delle SIB. Le batterie a ioni sodio impiegano carbonio duro all’anodo con un impatto di circa 3,2 kg CO2-eq/kg; le batterie a ioni litio utilizzano la grafite sintetica che, a causa dei processi di grafitizzazione ad alta intensità energetica, ha un’impronta quasi 8 volte superiore: circa 25,1 kg CO2-eq/kg.

Il gap già esistente può essere aumentato rendendo l’anodo delle SIB praticamente a zero emissioni. La sua produzione può essere quasi autosufficiente sfruttando l’energia dai gas volatili emessi durante la carbonizzazione. Queste implementazioni potrebbero ridurre la carbon footprint anche del 16%.

A differenza dell’anodo, invece, i materiali attivi del catodo per le batterie al sodio non mostrano vantaggi ambientali rispetto alle ricaricabili al litio. Il LFP rimane il materiale catodico più “pulito” (7,6 kg CO2-eq/kg), mentre per le SIB i “punti caldi” di emissione sono i precursori come il solfato di nichel, il pentossido di vanadio e i ferrocianuri.

I costi delle batterie a ioni di Sodio

Ovviamente, dal momento che il segmento non può ancora contare su grandi economie di scala, il prezzo non riflette tutti i possibili risparmi della filiera. Gli ultimi dati forniti da Wood Mackenzie mostrano che, in media, le batterie agli ioni di sodio costano ancora di più di quelle agli ioni di litio (LFP) a parità di capacità di accumulo, con cifre che si aggiravano sopra gli 85 dollari per kWh nel 2024.

“Per il 2025, stimiamo un costo medio per le batterie LFP di 52 dollari per kWh e un costo medio per le batterie agli ioni di sodio di 59 dollari per kWh“, spiega Ed Crooks, Vicepresidente per le Americhe presso WoodMac. “Riteniamo che il costo delle batterie agli ioni di sodio stia seguendo una traiettoria discendente leggermente più rapida rispetto a quella delle batterie al litio, ma non prevediamo che raggiungeranno la parità con le LFP prima del 2035 circa”.

La capacità produttiva nel Mondo

Come anticipato, le stime di settore prevedono che la capacità produttiva globale delle batterie a ioni di sodio possa raggiungere i 70 GWh/anno entro la fine del 2025. Per poi puntare a quasi 400 GWh/anno per la fine del decennio.

Va tuttavia sottolineato che, a dispetto dell’ampia disponibilità della materia prima, la Cina è la potenza che si è mossa in anticipo su questa tecnologia. Al punto che oggi oltre il 95% della capacità produttiva delle SIB annunciata è concentrata nella Repubblica popolare.

Il dato non deve sospendere. Il Gigante asiatico ha investito fortemente sull’industria interna dello storage conquistando prima il mercato degli ioni di litio ed espandendosi poi su tutta una serie tecnologie alternative, SIB e batterie di flusso comprese. Oggi quasi tutti i big dell’accumulo cinesi come CATL e BYD, insieme a specialisti come HiNa Battery, stanno spingendo sulla commercializzazione di massa delle batterie al sodio.

Qualcosa si sta muovendo anche negli Stati Uniti, come dimostra Peak Energy. La società ha annunciato in questi giorni un accordo pluriennale con Jupiter Power per la fornitura di 4,75 GWh dei suoi sistemi di accumulo di energia al sodio, da implementare tra il 2027 e il 2030. Un ottimo risultato se si considera che tale sistema è stato presentato la prima volta a luglio 2025 e che il suo primo impianto è entrato in funzione a settembre presso SolarTAC a Watkins, in Colorado, come accumulatore di rete.

I più grandi produttori di SIB nel mondo

Batterie al Sodio: previsioni sulla domanda

Gli esperti di IRENA rimangono cauti sulle stime della domanda. Le fonti di settore che l’Agenzia ha analizzato, riportano previsioni che variano ampiamente tra i 50 e i 600 GWh all’anno entro il 2030. “Per fare un paragone, l’intero mercato delle batterie al piombo-acido si aggira intorno ai 400-450 GWh”, si legge nel Brief tecnologico dell’Agenzia.

“La futura implementazione della capacità delle SIB non è ancora chiara. Ci sono sfide da superare. Ad esempio, in relazione alla garanzia di una domanda sufficiente e di una catena di fornitura robusta, gli annunci di nuove capacità produttive di carbonio duro non tengono il passo con quelli delle SIB. Se ciò dovesse persistere, potrebbe rappresentare un fattore limitante per la crescita delle batterie a ioni sodio”

Applicazioni chiave

Al momento le batterie agli ioni di sodio sono particolarmente adatte per applicazioni in cui l’efficienza dei costi, la sicurezza e la capacità a temperature estreme sono prioritarie rispetto alla massima densità energetica.

Lo stoccaggio stazionario rappresenta indubbiamente uno degli utilizzi pratici più promettenti, dal momento che le SIB offrono buone caratteristiche di sicurezza, prestazioni a diverse temperature e cicli di vita competitivi.

Il più grande BESS a ioni sodio d’Europa

Proprio sul fronte dell’accumulo di rete non si può non citare PHENOGY 1.0, il primo BESS su larga scala basato sulla tecnologia agli ioni di sodio in Europa. Il sistema è stato lanciato il 24 settembre 2025, in Germania, presso l’aeroporto di Brema, dalla svizzera PHENOGY e segna un momento storico per le soluzioni di stoccaggio sostenibili e indipendenti dal punto di vista geopolitico.

Integrato con un’installazione fotovotaica da integrato con un impianto solare da 50 kW, il BESS a ioni di sodio vanta 400 kW di potenza e una capacità di accumulo di quasi 1 MWh, alloggiati in un unico container standard. Questo sistema funziona in modalità isola, ottimizzando il consumo energetico in loco e alimentando al contempo l’infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici.

Gli altri usi delle batterie a ioni di sodio

Una nicchia però è riservata alla mobilità urbana, in particolare a livello di mezzi leggeri e a corto raggio. Allo stato attuale diversi produttori di veicoli e batterie, prevalentemente in Cina, hanno annunciato piani per il lancio di EV compatti e scooter alimentati a SIB.

Secondo gli esperti, però, questa tecnologia potrebbe trovare un ruolo maggiore nell’ambito di configurazioni ibride, come le batterie sodio-litio ibride o i supercondensatori ibridi. L’esplorazione e la commercializzazione di queste architetture potrebbero massimizzare i punti di forza dei diversi approcci, accelerando la penetrazione del SIB nel mercato.

FAQ

Articolo del 26 novembre 2025, aggiornato il 21 dicembre 2025