Innovazione e sostituzione dei materiali ridisegnano le catene di fornitura, riducendo la pressione sulle risorse più critiche.
Il mercato delle batterie per le auto elettriche sta cambiando
Nel mercato delle batterie per le auto elettriche, la crescita della domanda ha raggiunto livelli senza precedenti e sta accelerando la capacità dell’industria di adattarsi ai vincoli sulle materie prime critiche.
E’ quanto emerge dallo studio di alcuni ricercatori svedesi della Lund University e dello Stockholm Environment Institute, pubblicato sulla rivista Cell Reports Physical Science.
Negli ultimi 15 anni, l’evoluzione delle tecnologie ha dimostrato che il sistema è in grado di reagire rapidamente a shock sui prezzi e a carenze di materiali, modificando le chimiche e riducendo la dipendenza da singole risorse.
I dati mostrano che la domanda di batterie per veicoli elettrici è passata da livelli trascurabili nel 2010 a quasi 1 TWh nel 2024, con una crescita annua composta superiore al 50% nelle vendite e al 65% nella capacità installata.
Questa dinamica ha favorito l’adozione rapida di nuove tecnologie e una forte flessibilità nella scelta dei materiali.
Tante nuove chimiche per le batterie delle auto elettriche
L’analisi evidenzia che le batterie per le auto elettriche si sono sviluppate molto più rapidamente rispetto alle previsioni dei modelli energetici. Nel 2023 sono stati venduti circa 10 milioni di veicoli elettrici, contro poche migliaia nel 2010.
Questo aumento ha spinto una crescita accelerata della produzione di batterie e ha reso possibile l’introduzione rapida di nuove chimiche.
Secondo lo studio, ogni nuova tecnologia catodica – dalle batterie NCA (nichel-cobalto-alluminio) alle NMC ad alto contenuto di nichel fino alle LFP (litio-ferro-fosfato) – ha registrato tassi di crescita molto elevati al momento dell’introduzione, arrivando a dominare rapidamente la capacità installata.
In alcuni casi, le nuove chimiche hanno raggiunto incrementi annuali fino al 300-400%, come nel caso delle batterie LFP tra il 2021 e il 2022 .
Sempre meno dipendenza da singole materie prime critiche
Uno dei risultati più rilevanti riguarda il ruolo delle materie prime critiche nelle batterie. La crescita del settore ha aumentato la domanda di litio, nichel, cobalto e manganese, ma ha anche spinto una progressiva sostituzione dei materiali più costosi o difficili da reperire.
Ad esempio, se le tecnologie del 2019 fossero rimaste invariate fino al 2023, la domanda di cobalto sarebbe raddoppiata e quella di nichel sarebbe stata superiore del 35%. In realtà, la diffusione delle batterie LFP ha portato a un aumento di oltre 7 volte nell’uso di ferro e fosfati, riducendo la pressione su materiali più critici.
Anche l’intensità materiale delle batterie è migliorata nel tempo. Tra il 2009 e il 2024 si è registrata una riduzione media del 2% annuo nella quantità di materiali necessari per kWh, con un calo dell’1,8% nella domanda di litio rispetto alle tecnologie precedenti .
Tecnologie alternative spingono il mercato delle batterie per le auto elettriche
Il legame tra prezzi delle materie prime e innovazione è evidente. I dati mostrano che mercati più piccoli, come quello del cobalto (circa 0,19 milioni di tonnellate nel 2022), sono più soggetti a volatilità rispetto a materiali più diffusi come il manganese (20 milioni di tonnellate) .
L’aumento dei prezzi ha incentivato l’adozione di tecnologie alternative. Il picco del cobalto nel 2018 ha accelerato il passaggio verso batterie con meno cobalto, mentre l’aumento del nichel ha spinto ulteriori modifiche nelle chimiche.
Tuttavia, lo studio evidenzia che i prezzi non hanno rallentato la crescita del mercato: i costi delle batterie hanno continuato a diminuire nel tempo, grazie a economie di scala e miglioramenti produttivi .
Le novità del mercato: sodio-ione e batterie ibride
Tra le innovazioni emergenti nelle batterie delle auto elettriche, le tecnologie sodio-ione (Na-ion) rappresentano una delle alternative più promettenti. Pur avendo una densità energetica inferiore rispetto alle batterie agli ioni di litio, offrono vantaggi in termini di disponibilità delle materie prime e velocità di carica.
Inoltre, la possibilità di produrre batterie sodio-ione utilizzando impianti simili a quelli esistenti per le batterie agli ioni di litio aumenta la scalabilità industriale. Accanto a queste, si sviluppano nuove combinazioni di materiali, come le batterie LMFP (litio-manganese-ferro-fosfato), che ampliano ulteriormente le opzioni tecnologiche.
Ma la domanda di materiali è più variabile del previsto
Lo studio sottolinea che molti scenari energetici sottostimano la velocità di cambiamento delle tecnologie. Le previsioni spesso assumono tassi di crescita dei materiali inferiori al 30% annuo, mentre i dati storici mostrano variazioni molto più elevate .
Inoltre, la domanda di batterie è influenzata da fattori eterogenei, come le preferenze dei consumatori e le differenze tra mercati. Il prezzo dei veicoli elettrici può variare di un ordine di grandezza e la dimensione media delle batterie cambia fino al 50% tra diverse regioni . Questo contribuisce a mantenere una forte diversificazione tecnologica.
Dal punto di vista delle politiche industriali, i ricercatori evidenziano che concentrarsi esclusivamente sulla sicurezza dell’approvvigionamento di specifiche materie prime critiche può essere controproducente. La priorità dovrebbe essere sostenere l’innovazione tecnologica e diversificare le catene di approvvigionamento.
Le filiere delle batterie restano fortemente globali e dipendenti dalle importazioni. Anche nel lungo periodo, il riciclo contribuirà solo parzialmente alla riduzione della domanda di materie prime, poiché la crescita del mercato richiederà ancora grandi quantità di materiali vergini .
Il consiglio: sistema più resiliente con la diversificazione tecnologica
L’evoluzione delle batterie per le auto elettriche mostra che il sistema industriale è più resiliente di quanto si ritenesse. La combinazione di crescita rapida, innovazione e sostituzione dei materiali consente di ridurre il rischio legato alle materie prime critiche e di adattarsi alle condizioni di mercato.
Secondo gli autori, le politiche dovrebbero quindi puntare su ricerca, diversificazione e cooperazione internazionale, piuttosto che su approcci rigidi basati su singoli materiali. In un contesto in cui la domanda globale di batterie può crescere ancora di un ordine di grandezza, la flessibilità tecnologica diventa un elemento centrale per garantire la sicurezza della transizione energetica.
