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Ritorno al futuro: il ruolo crescente del riciclo dei metalli nella transizione energetica
La strada che porta all’energia non fossile è lastricata di metalli. Alluminio, cobalto, rame, nichel e litio – i “big five” – sono componenti chiave delle turbine eoliche, dei pannelli solari, delle batterie e dei milioni di chilometri di nuovi cavi elettrici che stanno spingendo il mondo verso un futuro all’insegna dell’energia pulita.
La domanda di metalli necessari per la transizione energetica e di minerali chiave è destinata ad aumentare nei prossimi anni. Gli analisti del settore Wood Mackenzie stimano che la domanda di rame e alluminio potrebbe aumentare di un terzo entro il 2040, mentre quella di nichel potrebbe aumentare di due terzi e il cobalto e il litio potrebbero registrare una crescita rispettivamente del 200% e del 600%.1
Con l’elettrificazione dell’economia, la Energy Transitions Commission (ETC) prevede che entro la fine del decennio avremo bisogno di almeno 250 nuove miniere di metalli.2 Tuttavia, sulla scorta dei lunghi tempi di realizzazione e delle preoccupazioni ambientali che spesso ostacolano i nuovi stabilimenti di lavorazione e di estrazione dei minerali, molti operatori del settore metallurgico avvertono che i minatori del mondo non saranno in grado di tenere il passo.3
Sempre più spesso l’attenzione è rivolta al riciclo dei metalli per contribuire a mantenere la transizione energetica. A differenza della plastica, che diventa più fragile quanto più viene riciclata, i metalli possono essere recuperati, fusi e riutilizzati più volte,4 rendendoli il materiale ideale per creare un sistema veramente circolare.
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Che cosa frena il riciclo dei metalli?
Finora i progettisti di prodotti realizzati con energia pulita si sono concentrati soprattutto sull’efficienza energetica e sui costi. Nella corsa alla produzione e allo stoccaggio di una quantità sempre maggiore di energia elettrica generata da fonti rinnovabili, vengono spesso trascurate le operazioni di smontaggio e riciclaggio alla fine del ciclo di vita di un prodotto.
Le batterie agli ioni, ad esempio, sono incollate o saldate tra loro, rendendo difficile lo smontaggio.5 La questione è simile a quella dei pannelli solari, che contengono una complessa miscela di metalli, polimeri e adesivi resistenti. Attualmente, il 99% dei pannelli solari a fine vita finisce in discarica,6 lasciando che grandi quantità di alluminio, rame e altri metalli vadano sprecati. Nell’industria dei metalli, solo il 40% circa del rame e dell’alluminio, il 30% del cobalto e l’1% dei metalli delle terre rare vengono recuperati e riutilizzati.7
L’innovazione tecnologica potrebbe cambiare questa situazione. I ricercatori del programma nucleare francese, leader a livello mondiale, stanno lavorando a nuove tecniche di estrazione per recuperare metalli utili dai pannelli solari, dalle turbine eoliche e dalla massa nera rimasta dopo la frantumazione delle batterie esauste dei veicoli elettrici.8 Si stanno diffondendo anche tecnologie basate su sensori in grado di differenziare i materiali.9 All’altro capo della catena di fornitura, innovazioni come le batterie allo stato solido – che promettono una densità energetica superiore a quella delle batterie agli ioni ampiamente utilizzate – consentirebbero di incorporare nella progettazione una riciclabilità semplice.10
Anche le autorità stanno intervenendo. I nuovi regolamenti dell’UE prevedono che almeno il 65% dei rifiuti di apparecchiature elettroniche debba essere riciclato e stabiliscono livelli minimi di metalli riciclati da utilizzare in tutte le nuove batterie11. Negli Stati Uniti, l’Inflation Reduction Act offre 10 miliardi di dollari di crediti d’imposta per progetti che includono impianti di riciclo dei metalli necessari per la transizione energetica.12 Alcuni operatori del settore sostengono anche la necessità di un’ecotassa elevata sulle emissioni legate al petrolio (carbon tax) per incentivare gli investimenti nel riciclo.13
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I vantaggi del riciclo dei metalli
Con l’aumento del riciclo, il volume dei metalli secondari utilizzati nella transizione energetica potrebbe raggiungere o addirittura superare quello dei metalli primari. Entro il 2050, una combinazione di miglioramenti in termini di efficienza e di crescita del riciclo potrebbe ridurre la domanda della maggior parte dei metalli primari del 20-60%.14 Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE), “il miglioramento del recupero dei metalli dai flussi di rifiuti... offre il potenziale di una svolta epocale nei futuri volumi di approvvigionamento.”15
L’aumento dell’offerta senza la necessità di nuove estrazioni offre vantaggi anche in termini di emissioni. L’alluminio riciclato, noto come “alluminio secondario”, può essere responsabile del 96% in meno di CO2 rispetto all’alluminio primario16; il riciclo del cobalto elimina quasi completamente gli ossidi di zolfo17 emessi durante la produzione primaria. L’utilizzo di metalli secondari riduce inoltre al minimo il degrado del territorio associato all’estrazione e riduce l’uso e l’inquinamento dell’acqua. Il riciclo dell’acciaio, ad esempio, riduce l’inquinamento idrico di oltre tre quarti e il prelievo di acqua dolce del 40%.18
Stando alla ricerca, inoltre, alti livelli di riciclo potrebbero ritardare il “plateau verde” – il punto in cui la crescita della produzione di energia rinnovabile si arresta a causa della limitatezza delle risorse – di ben 60 anni.19
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Investire nello sviluppo del riciclo dei metalli
Presso Lombard Odier adottiamo un approccio lungimirante agli investimenti sostenibili. Sebbene alcuni investitori si stiano allontanando dal settore minerario a causa delle sue elevate emissioni, riconosciamo che l’estrazione di metalli primari rimarrà essenziale per creare un futuro energetico a emissioni zero.
Allo stesso tempo, da qui al 2050, numerosi fattori convergeranno per portare il riciclo alla ribalta, tra cui normative più severe e aumenti dei prezzi delle materie prime che renderanno il riciclo dei metalli sempre più competitivo dal punto di vista dei costi. È probabile che i governi promuovano il riciclo per garantire l’approvvigionamento interno. Data l’elevata concentrazione geografica di gran parte dell’attuale produzione di metalli primari – il 70% dell’offerta globale di cobalto viene estratto nella Repubblica Democratica del Congo, mentre il 60% dei metalli delle terre rare viene estratto in Cina20 – il riciclo domestico salvaguarderà da strozzature e shock geopolitici.
Per gli investitori, il riciclo offre un modo sempre più interessante di investire nei metalli necessari alla transizione Le nuove miniere sono costose e comportano il rischio di tempi lunghi.21 Ad esempio, la miniera di rame Resolution in Nevada, Stati Uniti, non produce ancora rame nonostante siano stati investiti due miliardi di dollari negli ultimi 30 anni.22 Sebbene si tratti di un caso anomalo, l’analisi dell’AIE mostra che oggi una miniera impiega mediamente 16,5 anni per passare dalla scoperta alla produzione, rendendo i nuovi progetti minerari molto vulnerabili agli shock di offerta/prezzo. Le miniere sono inoltre esposte a crescenti rischi climatici dovuti a stress idrico o inondazioni. Gli impianti di riciclo, per contro, sono più agili, con tempi di consegna più brevi, minori rischi climatici e costi inferiori anche del 90%.23
La transizione energetica potrebbe richiedere oltre sei miliardi di tonnellate di metalli da qui al 2050.24 Per ora, gran parte deve essere ancora estratta. Ma il riciclo potrebbe presto iniziare a fornire una quantità sempre maggiore di materiali di cui abbiamo necessità per costruire un futuro a emissioni zero.
1 The Energy Transition Will Be Built With Metals | Wood Mackenzie
2 ETC-Materials-ExecSummary_highres-1.pdf (energy-transitions.org)
3 Lithium producers warn of a global supply shortage for EV demand (mining-technology.com)
4 euric_metal_recycling_factsheet.pdf (europa.eu)
5 The drive to recycle lithium-ion batteries | Feature | Chemistry World
6 Recycling Metals Can Help Transition to Renewables (renewableenergymagazine.com)
7 End-of-life recycling rates for selected metals – Charts – Data & Statistics - IEA; Nickel: from ‘devil’s metal’ to the holy grail - Brunel
8 France taps nuclear know-how to recycle electric car batteries (techxplore.com)
9 How Sensor-Based Sorting Technology is Driving Advances in E-Scrap Recycling (recyclinginside.com)
10 Designing batteries for easier recycling could avert a looming e-waste crisis (theconversation.com)
11 EUR-Lex - 02012L0019-20180704 - IT - EUR-Lex (europa.eu); Il Consiglio adotta un nuovo regolamento relativo alle batterie e ai rifiuti di batterie - Consilium (europa.eu)
12 New Tax Credit Will Spur Historic Investments in Manufacturing and Critical Materials | Department of Energy
13 Will we need to mine metals in the future? | Wood Mackenzie
14 Scale-up of critical materials and resources for energy transition (energy-transitions.org)
15 Executive summary – The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions – Analysis - IEA
16 Will we need to mine metals in the future? | Wood Mackenzie
17 Environmental benefits of circular economy approach to use of cobalt - ScienceDirect
18 euric_metal_recycling_factsheet.pdf (europa.eu)
19 Energy transition under mineral constraints and recycling: A low-carbon supply peak - ScienceDirect
20 Executive summary – The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions – Analysis - IEA
21 Scale-up of critical materials and resources for energy transition (energy-transitions.org)
22 Materials for the energy transition (irena.org)
23 Will we need to mine metals in the future? | Wood Mackenzie
24 Scale-up of critical materials and resources for energy transition (energy-transitions.org)
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