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Tecnologia di produzione avanzata per energia a basse emissioni di carbonio nell'UE

Il cuore della tecnologia energetica a basse emissioni di carbonio: la batteria agli ioni di litio

La Commissione Europea ha pubblicato un rapporto che ha esaminato il mercato e la tecnologia delle principali tecnologie di produzione a zero emissioni nette. Ha rilevato che la competitività dell'industria a zero emissioni nette dell'UE cambia. Tale cambiamento dipende dalle specifiche tecnologie a zero emissioni nette e dalle relative catene di approvvigionamento. Ciononostante, sussistono notevoli vulnerabilità. Inoltre, sussistono notevoli rischi per la sicurezza dell'approvvigionamento.

Rapida crescita dell'energia a basse emissioni di carbonio in Europa, ma batterie di accumulo di energia limitate

Le batterie sono fondamentali per la transizione dei sistemi energetici verso le energie rinnovabili. Sono utilizzate principalmente nelle auto elettriche e nei sistemi di accumulo di energia fissi. Attualmente, l'UE necessita di circa 140 GWh di batterie agli ioni di litio all'anno. È probabile che questa domanda aumenti nei prossimi anni. Tuttavia, le proiezioni per il 2030 variano, da 362 GWh a 1000 GWh all'anno. Contemporaneamente, il mercato delle applicazioni fisse continua a crescere.

L'UE svolge un ruolo chiave nella produzione automobilistica. Ciò è particolarmente vero per le batterie dei veicoli elettrici e le vendite di auto, che contribuiscono per quasi 81 t/t al PIL dell'UE. Nel 2022, le vendite di veicoli elettrici nell'UE hanno raggiunto poco più di 2 milioni, pari a 21,51 t/t della quota di mercato automobilistico. L'anno precedente, erano stati venduti 1,75 milioni di veicoli elettrici. D'altro canto, la Cina ne ha venduti 3,3 milioni e gli Stati Uniti 630.000. Entrambi questi mercati stanno crescendo più rapidamente di quello dell'UE. Nel 2021, l'incremento globale della capacità delle batterie dei veicoli elettrici è stato di 278 GWh. Entro il 2030, questo incremento annuo potrebbe superare i 2100 GWh.

Fisso batterie di accumulo di energia hanno un'applicazione minore rispetto alle batterie per veicoli elettrici. Nel 2021, la capacità di accumulo di energia installata a livello globale era di 22 GWh. Entro il 2030, si prevede che raggiungerà circa 250 GWh. Tuttavia, la capacità di accumulo di energia dell'UE nel 2021 era di soli 3,7 GWh, inferiore a quella di Stati Uniti e Cina. Sebbene gli impianti di energia rinnovabile in Europa si stiano espandendo rapidamente, gli impianti di batterie per l'accumulo di energia non lo sono. Il motivo è che la rete elettrica dell'UE è più solida e densa, riducendo la dipendenza dall'accumulo.

Il costo delle batterie agli ioni di litio

BloombergNEF ha condotto un'indagine annuale sui prezzi delle batterie. L'indagine ha rivelato che i prezzi globali delle batterie sono diminuiti di 891 TP3T nel 2021. Il prezzo è passato da oltre 1.200 TP4T per kilowattora nel 2010 a 132 TP4T nel 2021. Questo prezzo è una media, considerando tutte le regioni e gli utilizzi. Include vari veicoli elettrici, autobus e batterie fisse per l'accumulo di energia. I costi delle batterie sono più bassi in Cina, a 111 TP4T per kilowattora. Sono 401 TP3T e 601 TP3T più costosi rispettivamente negli Stati Uniti e in Europa. Questa tendenza riflette l'uso di batterie al litio-ferro-fosfato a basso costo, soprattutto in Cina.

Nel 2022, i prezzi delle batterie per veicoli elettrici nell'UE oscillavano tra 125 e 150 euro per kilowattora. Questo intervallo si riferisce rispettivamente alle batterie LFP e alle batterie NMC622 o NMC712. Entro il 2030, i costi potrebbero scendere a un prezzo compreso tra 95 e 110 euro per kilowattora. A livello globale, batterie agli ioni di litio Dominano circa il 901% del mercato dell'accumulo a batteria fissa. Il prezzo di questi sistemi sta diminuendo, ma a un ritmo più lento rispetto alle batterie per veicoli. Nel 2022, i sistemi di accumulo di energia lato rete costano tra 300 e 400 euro per kilowattora. Altri tipi di sistemi di accumulo a batteria hanno costi variabili. Le batterie al piombo-acido e quelle redox a flusso zinco-bromo costano tra 150 e 400 euro per kilowattora. Un sistema di accumulo domestico da 10 kilowattora costa tra 600 e 2.000 euro per kilowattora, un prezzo molto più elevato rispetto ai sistemi di accumulo su scala di rete.

La maggior parte dei principali produttori di batterie nell'UE sono filiali europee di aziende dell'Asia orientale. Nel 2022, la capacità stimata dell'UE era di circa 75 GWh all'anno. Tuttavia, la produzione effettiva è diversa. Il raggiungimento della capacità nominale potrebbe richiedere fino a cinque anni. Entro il 2030, la capacità produttiva dell'UE potrebbe raggiungere circa 886 GWh all'anno. Ciò soddisferebbe 891 TP3T della domanda di batterie prevista nell'UE. Questa analisi approfondita del settore evidenzia il ruolo significativo della tecnologia delle batterie nel futuro a zero emissioni nette dell'UE.

Previsto aumento della produzione di batterie agli ioni di litio

L'UE si trova ad affrontare diverse problematiche. Dipende fortemente dai paesi terzi per le materie prime. Inoltre, l'UE non dispone di capacità di raffinazione del litio. Le aziende dell'UE non hanno molta esperienza nella produzione di massa di batterie agli ioni di litio. Inoltre, le attrezzature per la produzione di batterie sono principalmente importate dall'Asia. Le aziende con sede nell'UE si trovano ad affrontare enormi sfide nella produzione di massa di batterie a prezzi competitivi a livello globale. Attualmente, l'attenzione dell'UE è rivolta allo sviluppo di batterie ad alte prestazioni come l'NMC ricco di nichel. Prodotti chimici a basse prestazioni come LFP, ioni di sodio o flusso redox non rappresentano una priorità per le aziende europee.

Negli ultimi quattro anni, sono stati annunciati investimenti per circa 1,3 miliardi di tonnellate di litio (TP4T300 miliardi) in nuove megafabbriche di batterie agli ioni di litio. Di questi, 1,3 miliardi di tonnellate di litio (TP4T131 miliardi) sono stati investiti solo nel 2022. Grazie a questi investimenti, la produzione globale di batterie agli ioni di litio dovrebbe quintuplicarsi entro il 2030. Si prevede che la Cina guiderà questa crescita con un aumento di 701,3 miliardi di tonnellate di litio (TP3T). Ciò aggiungerà 102 nuove megafabbriche e 31 terawattora di capacità aggiuntiva. In generale, i costi delle materie prime influenzano significativamente i costi totali delle batterie, rappresentando tipicamente 50-701,3 miliardi di tonnellate di litio. Di conseguenza, i costi futuri sono sensibili ai prezzi delle materie prime chiave, data la volatilità del mercato. Le forniture di materiali per batterie sono solitamente concentrate in specifici paesi o regioni. Nel 2020, il valore di mercato globale delle batterie agli ioni di litio ha superato quello delle batterie al piombo. Se questa tendenza continua, le vendite di batterie agli ioni di litio dovrebbero superare quelle di batterie al piombo nel 2022.

L'UE detiene una forte posizione nel mercato delle batterie al piombo. È un'economia esportatrice netta, con un fatturato di oltre 7 miliardi di euro. L'Europa contribuisce con circa 201 tonnellate di energia elettrica (TP3T) all'approvvigionamento globale, ovvero circa 75 GWh all'anno. batteria agli ioni di litio Per quanto riguarda la produzione, l'UE fornisce circa 71 TP3T dell'offerta globale. La Cina ne fornisce circa 771 TP3T e gli Stati Uniti circa 51 TP3T. Nel complesso, l'UE è forte nei prodotti integrati/finiti come i veicoli elettrici e gli accumulatori fissi. Ma è più debole nelle materie prime, nei materiali avanzati e nelle apparecchiature per la produzione di batterie agli ioni di litio.

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