Le batterie non finiscono davvero di vivere quando giungono al termine della propria “prima vita” utile. Le batterie di seconda vita sono quelle che - al termine del ciclo di vita iniziale - possono essere adibite ad altro uso. E dare loro una seconda vita, riutilizzandole in modi diversi ma sempre efficaci, offre benefici economici e ambientali. Lo sviluppo di batterie e di gruppi di batterie di seconda vita consente di ridurre la quantità di rifiuti e di prevenire un ulteriore sfruttamento dei minerali presenti sulla Terra. All’interno di un ampio ecosistema di soluzioni per la transizione energetica, gli impianti di stoccaggio e le batterie sono strumenti che consentono una maggiore sostenibilità e, al tempo stesso, devono essi stessi essere del tutto sostenibili.
Come sono utilizzate le batterie di seconda vita?
Le batterie di seconda vita sono batterie che hanno raggiunto la fine della loro vita "automobilistica" ma conservano una capacità residua di circa il 70-80%. Questo significa che possono essere ancora utilizzate in impianti stazionari, in abbinamento con la produzione di energia rinnovabile come quella eolica e solare, e/o per fornire servizi alla rete elettrica. Prolungare la vita delle batterie significa ridurre la loro impronta di carbonio e aumentare la quantità di energia rinnovabile disponibile sulla rete. Rende inoltre i veicoli elettrici più economici, perché trasforma i possibili costi di smaltimento dei rifiuti in un valore residuo.
Il mercato dei veicoli elettrici è una delle opzioni possibili, ma non è l'unica. Solo in Italia, entro il 2030, si stima che dovranno essere smaltite 60.000 tonnellate di batterie di veicoli elettrici all'anno.
Ma se non possono più servire ad alimentare un veicolo elettrico, le batterie di seconda vita possono comunque essere utilizzate in altri contesti, come i sistemi di accumulo stazionario. In questo ambito, l’esempio di maggior prestigio per Enel X è il finanziamento di 3,15 milioni di euro dal Fondo per l'Innovazione dell’Unione Europea (EU) che la società ha ricevuto insieme ad Aeroporti di Roma (AdR) – il gestore dell’aeroporto internazionale Leonardo da Vinci di Roma-Fiumicino, il più grande aeroporto italiano - per il suo progetto di stoccaggio basato su batterie di seconda vita per la sostenibilità aeroportuale (PIONEER).
Qual è il procedimento di riciclo delle batterie?
Il riutilizzo delle batterie e il riciclo dei materiali che esse contengono alla fine della “prima vita” sono obiettivi di sostenibilità a tutto tondo, oltre che un'applicazione efficace dell'Economia Circolare. L'uso, il riciclo e il riutilizzo efficiente di impianti di accumulo e di batterie sta diventando sempre più importante e sta dando forma a specifici progetti di sviluppo tecnologico che attirano finanziamenti per essere portati a termine e creano filiere produttive specializzate per il settore.
Quando la batteria di un veicolo elettrico (EV) esaurisce la sua "prima vita", ci sono tre opzioni per la "seconda". E cioè:
- la riqualificazione, in cui diversi gruppi di batterie adatte vengono selezionati e combinati in base allo stato residuo, alla loro capacità e così via;
- il rinnovo dei gruppi di batterie è una seconda opzione praticabile. In questo caso, i gruppi vengono smontati e le singole celle vengono ricondizionate e confezionate in nuovi moduli;
- il riciclo, che prevede l'estrazione dei metalli preziosi presenti nella batteria e il loro riutilizzo.
I gruppi di batterie riqualificati e quelli rimessi a nuovo possono essere usati in applicazioni stazionarie che promuovono l'accessibilità, l'efficienza energetica, il rispetto dell'ambiente e la sostenibilità. Il processo di riciclo di una batteria di seconda vita prevede invece l'estrazione dei materiali preziosi dalle batterie EV usate, come litio, cobalto, nichel e manganese.
Considerando che nell’attuale decennio ci si attende una crescita a due cifre della domanda di veicoli elettrici, si stima che il fabbisogno di litio e cobalto aumenterà rispettivamente di ottanta e di cinquanta volte entro il 2030.
Lo sviluppo di un mercato per batterie e gruppi di batterie di seconda vita può quindi ridurre la quantità di rifiuti e prevenire l'ulteriore depauperamento dei minerali della Terra. Inoltre, il riutilizzo delle batterie EV è la soluzione più conveniente. Per sfruttare appieno il potenziale delle batterie di seconda vita è necessario stabilire degli standard che classifichino le batterie in base al loro potenziale di prestazioni e le applicazioni di stoccaggio in base alle esigenze di rendimento. Una volta definiti degli standard ampiamente accettati e un regime di norme che stabilisca delle linee guida, l’uso diffuso di batterie riciclate apre la strada a un futuro promettente in termini di riduzione dell'impronta di carbonio e ad un aumento dell'attività economica locale, dando nel complesso un positivo contributo all'economia circolare.
Quali sono i principali vantaggi del riciclo e riutilizzo delle batterie?
I sistemi di stoccaggio dell'elettricità e le batterie svolgono un ruolo strategico nella catena del valore della transizione energetica, perché sono strumenti essenziali per passare gradualmente verso soluzioni di elettrificazione più efficaci, efficienti e competitive in diversi settori e ridurre così la necessità di combustibili fossili che contribuiscono al riscaldamento globale.
Le batterie di seconda vita offrono evidenti vantaggi ambientali sia in fase di estrazione sia in quella di smaltimento. Tra questi:
- una riduzione nell’attività estrattiva di minerali e quindi una maggior conservazione delle risorse, così da evitare di depauperare ulteriormente le riserve della Terra e di lavorare materiali ad alta intensità di energia e di emissioni;
- la riduzione dei rifiuti scaricati nell'ambiente;
- il riutilizzo dei materiali dopo il loro riciclo.
Dare una seconda vita alle batterie, riutilizzandole in modi diversi, offre anche vantaggi economici. Rende innanzitutto i veicoli elettrici più economici, perché converte i costi di smaltimento dei rifiuti in un valore residuo, favorendo ulteriormente la transizione energetica e innescando un circolo virtuoso di decarbonizzazione. L'uso, il riciclo e il riutilizzo efficiente dei sistemi di stoccaggio e di batterie sta anche dando vita a nuovi progetti di sviluppo e a un conseguente sistema di finanziamento, oltre a creare filiere produttive specializzate per il settore.
Qual è un esempio di progetto per batterie di seconda vita?
Un progetto basato su batterie di seconda vita è stato realizzato per soddisfare il fabbisogno di energia di Melilla, una città balneare spagnola di 86.000 abitanti. Nella sua centrale termica, Enel X ha realizzato una soluzione di stoccaggio di energia con 78 gruppi di batterie di seconda vita forniti dalla casa automobilistica Nissan, che ridurrà il rischio di interruzioni di corrente nella città autonoma. Questo sistema ha un totale di potenza disponibile fino a 4 MW, con un’energia massima accumulata di 1,7 MWh. Questo progetto è un esempio concreto dei vantaggi dell'economia circolare, perché prolunga di sei anni la vita dei pacchi batteria esauriti e rappresenta un'alternativa più economica alle batterie stazionarie di accumulo di energia. Le batterie di seconda vita sono adatte anche alle grandi strutture. Il progetto PIONEER, per esempio, si basa su batterie di seconda vita da 10MWh fornite da tre diverse case automobilistiche, che vengono usate per immagazzinare l'energia in eccesso prodotta da un impianto solare fotovoltaico da 30MW che alimenta l'Aeroporto Internazionale Leonardo da Vinci di Roma-Fiumicino (che intende diventare neutrale dal punto di vista delle emissioni di CO2 entro il 2030). Enel X e Aeroporti di Roma (AdR), il gestore dello scalo romano, si sono aggiudicati un finanziamento di 3,15 milioni di euro da parte del Fondo Europeo per l'Innovazione all’interno di un consorzio che comprende anche l'Istituto tedesco Fraunhofer per i sistemi di energia solare, specializzato in attività di ricerca e sviluppo per la transizione energetica. PIONEER è uno dei 32 progetti selezionati dall'Unione Europea (EU) per portare sul mercato tecnologie innovative a basse emissioni di carbonio. Un altro esempio virtuoso è rappresentato dal WMG (Warwick Manufacturing Group) dell'Università di Warwick, nel Regno Unito. Nel 2019, un loro team di ricercatori ha iniziato a testare le batterie dei veicoli elettrici con l’obiettivo di ricondizionarle e utilizzarle come piccoli sistemi di stoccaggio energetico in batteria (BESS) per i siti off-grid. Grazie a questo progetto, l'Università di Warwick ha ora avviato un impianto di riciclaggio di EV su larga scala.
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