Recupero batterie al litio in 3 step: come funziona
Haiki+
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Le richieste di batterie da parte del mercato, trainate dal boom dei veicoli elettrici e dalla transizione globale alle energie rinnovabili, ha messo a dura prova le risorse naturali di litio. Si pensi che, secondo le previsioni di Gartner, la domanda mondiale di batterie agli ioni di litio dovrebbe aumentare da 700 GWh nel 2022 a circa 4,7 TWh entro il 2030, anno in cui gran parte della domanda stessa, pari a circa 4.300 GWh, sarà rappresentata dalle batterie utilizzate nelle mobility application, come i veicoli elettrici.
Per questo le imprese si trovano nella scomoda posizione di ricercare fonti alternative di approvvigionamento che non comportino l’utilizzo di risorse vergini o materie prime critiche, di difficile reperibilità. Al fine di ottimizzare i costi connessi al litio e ridurre l’impronta ecologica dei prodotti a esso correlati, il recupero delle batterie diventa così il loro principale alleato.
Andiamo quindi più nel dettaglio sul processo di riciclaggio e le sue tre fasi principali, capaci di trasformare le batterie esauste in una preziosa risorsa da reintrodurre nei processi produttivi, assicurando la circolarità della materia.
Recupero batterie, si inizia con il disassemblaggio del Battery Pack
Data la complessità dei materiali coinvolti, la fase iniziale del processo di recupero batterie necessita di competenze specifiche per gestire in sicurezza i componenti ad alta tensione e minimizzare il rischio di reazioni chimiche indesiderate nei successivi processi di recupero delle batterie. È importante specificare che il processo non si deve limitare alla semplice separazione fisica dei materiali, ma richiede anche una valutazione accurata delle condizioni dei singoli elementi per determinare la loro idoneità al riciclo e al riutilizzo.
Durante questa fase, avviene il recupero di ferro, rame, alluminio, così come del separatore e dei materiali di rivestimento. Tuttavia, per completare il processo, è richiesta un'ulteriore fase che coinvolge la pirometallurgia e/o l'idrometallurgia.
Recupero batterie, si passa a pirometallurgia e idrometallurgia
Dopo il disassemblaggio, l'attenzione si sposta sull'estrazione dei materiali di valore dai componenti della batteria. L’attività di recupero prevede qui l’esecuzione dei due processi menzionati, in combinazione o singolarmente a seconda dell'impianto di riciclaggio.
La pirometallurgia prevede la fusione dei componenti ad alte temperature per recuperare metalli come nichel, cobalto e rame. Tuttavia, questo processo lascia alluminio e litio nei residui, motivo per cui quest’ultimo richiede una lavorazione ulteriore, più costosa.
L'idrometallurgia consiste nell’utilizzo di solventi chimici per estrarre metalli puri, includendo altri processi come lisciviazione, cristallizzazione e precipitazione.
Le procedure di riciclo variano naturalmente da un'azienda all'altra. Alcune combinano entrambi i metodi con la lavorazione meccanica nel primo passaggio, mentre altre adottano soltanto uno dei due. La scelta dell'approccio dipende dai materiali da recuperare e dall'efficienza di riciclaggio che si intende ottenere.
Recupero batterie e purificazione dei materiali
La fase finale del processo di recupero batterie, necessaria nel caso in cui l’estrazione dei materiali sia stata effettuata mediante pirometallurgia, prevede la purificazione al 100% dei materiali.
I materiali ottenuti dal processo pirometallurgico, sebbene separati in diverse frazioni, non emergono nelle loro forme più pure per cui è necessario che vengano raffinati in fonderie specializzate in modo da assicurare la soddisfazione degli standard necessari per la reintroduzione nel ciclo produttivo. Infine, a conclusione del processo, le materie prime come ferro, alluminio, rame, cobalto, nichel possono essere utilizzati nuovamente.
Recupero batterie, tra circolarità e benefici economici
L'importanza del riciclo e recupero delle batterie al litio si estende anche al loro potenziale economico, a tutto beneficio delle imprese che le impiegano. Secondo l’ultimo report di Motus, i ricavi derivanti dal recupero delle batterie al litio oscillano tra i 400 e i 600 milioni di euro: questa cifra è destinata a crescere in modo significativo con il (naturale) aumento del numero di veicoli elettrici in circolazione, stabilizzandosi su valori notevolmente più alti una volta che tutte le macchine saranno alimentate a batteria. Tuttavia, le opportunità di crescita non si fermano qui, poiché il settore potrebbe espandersi ulteriormente importando dall'estero le batterie da riciclare.
Inoltre, i nuovi obiettivi dell'Unione Europea riguardanti la percentuale minima di materiale riciclato nelle batterie dei veicoli elettrici promettono un futuro ancor più brillante. Entro il 2050, si prevede che circa 3,4 milioni di tonnellate di batterie giungeranno al termine della loro vita utile in Europa, ma occorre considerare che la capacità di riciclo attuale non supera le 80.000 tonnellate all'anno. Questo scenario offre quindi ampie possibilità per lo sviluppo industriale e la creazione di nuove opportunità per fare impresa, soprattutto per quelle realtà che stanno investendo in circolarità.
