Nuove fonti, nuovi materiali

La storia della produzione di energia da fonti fossili ha delineato un ordine geopolitico mondiale che oggi vacilla dietro la spinta della transizione energetica per far fronte ai cambiamenti climatici. Le fonti protagoniste del maggiore balzo economico e tecnologico dell’umanità sono oggi avviate verso un progressivo ma inesorabile pensionamento. Sulla scena energetica mondiale il gas e il petrolio cominciano a cedere il passo a nuovi materiali e nuove tecnologie, alla base della realizzazione di accumulatori, turbine eoliche, pannelli solari, oltre che di una miriade di dispositivi elettronici. Cambiando gli equilibri del mondo.

“Le risorse minerarie sono inevitabilmente concentrate, quindi rappresentano una sorta di appello agli stati ad andare d’accordo”, questa la premessa di Nicola Armaroli, dirigente di ricerca presso l’Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività (Isof) del Cnr. “Per esempio, il petrolio è concentrato nella cosiddetta ellisse strategica che va dalla Siberia fino al Golfo Persico, il litio è concentrato in Sud America e in Australia, il cobalto è principalmente in Africa, le terre rare sono localizzate soprattutto in Cina. L'espressione terre rare è spesso utilizzata in maniera impropria, si tratta di una quindicina di elementi in tutto, che hanno proprietà ottiche e magnetiche uniche ed essenziali, per esempio, per produrre i magneti permanenti utilizzati nei motori delle turbine eoliche. Non sono invece presenti nelle batterie, dove troviamo il litio e il cobalto. Quindi, dobbiamo prendere atto che nessun Paese è indipendente e questo tipo di distribuzione disomogenea è un monito alla collaborazione internazionale. L’unica risorsa energetica disponibile in modo abbastanza omogeneo su tutto il Pianeta sono i flussi rinnovabili: sole, vento, calore del sottosuolo. Tuttavia, per poter usufruire di queste energie servono i materiali necessari a realizzare convertitori e accumulatori. Quindi, un sistema energetico rinnovabile cambierà tutto tranne una cosa: la nostra inesauribile necessità di risorse naturali, che crea complesse interdipendenze tra le nazioni”.

Forse questo cambio di paradigma non è immediatamente intuibile, ma se ci soffermiamo su un aspetto a tutti familiare quale l'autotrasporto e sulla novità delle auto ibride e ancora di più full-electric, allora appare evidente l’importanza del pacco batterie, da cui dipendono la loro autonomia e le prestazioni. Dietro alla batteria di un’auto elettrica, così come a una stilo ricaricabile o agli accumulatori dei nuovi impianti fotovoltaici domestici, si nasconde un mondo di ricerca, tecnologie, politica, interessi, sfruttamento. Oggi, due elementi fondamentali per la realizzazione delle batterie sono il litio e il cobalto. La loro distribuzione geografica può aiutarci a comprendere gli avvenimenti futuri, alla stregua di quanto il petrolio ha inciso sulla storia dell’ultimo mezzo secolo.

Per quanto riguarda il litio, il più piccolo e leggero dei metalli che, grazie alle sue caratteristiche, risulta eccezionale nella capacità di accumulare energia in maniera veloce e durevole, spiega Armaroli: “Il problema non è la quantità della risorsa: quando lo abbiamo cercato, lo abbiamo spesso trovato, e se ne troverà ancora. Il problema sta però nella capacità del sistema industriale di aumentare l'output di prodotti finiti basati su di esso”.

Diversa invece la situazione del cobalto, tra i cinque metalli chiave della transizione energetica - con litio, nichel, allumino e manganese - il più costoso, più degli altri messi assieme. Con le sue caratteristiche fisico-chimiche che conferiscono stabilità alle batterie e consentono migliaia di cicli di ricarica rappresenta oggi un elemento tanto indispensabile quanto discusso. Il terribile spettro che aleggia sul cobalto è rappresentato dalle modalità di estrazione, che avviene per oltre il 60% nella Repubblica Democratica del Congo, dove un quinto del totale è prodotto al di fuori di ogni regola, con condizioni documentate di lavoro minorile, danni alla salute e aperta violazione dei diritti umani. Questa consapevolezza etica potrebbe influenzare le scelte del consumatore finale e andare a condizionare anche le decisioni politiche e commerciali. “Evitarlo è una scelta. Io ad esempio per l’impianto fotovoltaico di casa mia ho scelto degli accumulatori privi di cobalto”, commenta il ricercatore del Cnr-Isof. “Le batterie sono congegni molto complessi, le materie prime sono certo essenziali ma senza le tecnologie capaci di convertirle in dispositivi utilizzabili non si fabbricano. È necessario comprendere la complessità delle filiere a livello globale, partire dal presupposto che nessuno è indipendente. Paradossalmente neanche l’Arabia Saudita lo è sul petrolio, perché non ha la capacità di raffinazione sufficiente. Viviamo in un mondo interconnesso e globalizzato, anche la questione Ucraina è legata a questa interdipendenza energetica di materie e industrie: è vero che la Russia ci dà il gas, ma senza le forniture industriali europee, in poco tempo sarebbe in ginocchio”.

Fonte: Nicola Armaroli, Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività, e-mail: nicola.armaroli@isof.cnr.it

Per saperne di più: Sapere,  Emergenza Energia - Non abbiamo più Tempo, http://www.isof.cnr.it/armaroli-nicola