Dimensioni e quota del mercato dei materiali per batterie sostenibili, per tipo di batteria (ioni di litio, piombo acido); Materiale; Applicazione: analisi della domanda e dell'offerta globale, previsioni di crescita, rapporto statistico 2025-2037

Mercato dei materiali per batterie sostenibili: fattori di crescita e sfide

Fattori di crescita

• Innovazione nei prodotti chimici alternativi per le batterie: la disponibilità limitata e i rischi geopolitici associati a litio, cobalto e nichel stanno guidando l'innovazione nei prodotti chimici alternativi per le batterie, come le batterie agli ioni di sodio, al litio-zolfo e allo stato solido, riducendo la dipendenza da risorse scarse. Nel contesto della ricerca di soluzioni energetiche convenienti e sostenibili, varie alternative alle tradizionali batterie agli ioni di litio mostrano un potenziale significativo. Le batterie agli ioni di sodio si distinguono per l’abbondanza e il rapporto costo-efficacia del sodio rispetto al litio. Ciò non solo riduce i costi di produzione, ma minimizza anche l’impatto ambientale associato all’approvvigionamento e alla lavorazione dei materiali. Inoltre, per le applicazioni di accumulo di energia su larga scala, le batterie a flusso redox forniscono una soluzione innovativa e altamente scalabile. Facendo circolare elettroliti liquidi attraverso celle elettrochimiche, queste batterie immagazzinano e rilasciano energia in modo efficiente attraverso il trasferimento di elettroni, allineandosi alle esigenze di integrazione delle energie rinnovabili.
  
  Inoltre, le batterie metallo-aria, come le batterie zinco-aria, rappresentano un’altra valida alternativa. La loro capacità di raggiungere un’elevata densità di energia pur mantenendo una struttura leggera è fondamentale per migliorare le soluzioni di stoccaggio dell’energia. Queste batterie generano elettricità attraverso l'ossidazione di metalli come zinco o alluminio, utilizzando l'ossigeno presente nell'aria. Ciò elimina la necessità di mantenere un agente ossidante all'interno della batteria stessa, risultando in un design più compatto ed efficiente.
  
  Insieme, queste alternative evidenziano uno spostamento verso tecnologie di stoccaggio dell’energia più sostenibili e accessibili, affrontando le preoccupazioni sia economiche che ambientali nella produzione e nel consumo di energia.
   
• Espansione delle soluzioni di stoccaggio dell'energia rinnovabile: poiché il solare, l'eolico e altre fonti di energia rinnovabile continuano a crescere, soluzioni efficienti di stoccaggio dell'energia sono essenziali per bilanciare le fluttuazioni dell'offerta e garantire la stabilità della rete. Le batterie sostenibili, realizzate con materiali abbondanti ed ecologici, stanno diventando una priorità per i progetti di stoccaggio dell’energia su larga scala, in particolare nelle aree off-grid e rurali dove l’accesso a un’energia costante è limitato. Inoltre, la spinta verso la neutralità del carbonio sta spingendo le aziende energetiche e i governi a investire in tecnologie di batterie con un impatto ambientale minimo, come le batterie agli ioni di sodio e ferro-aria. Queste innovazioni migliorano la durata e l'efficienza dei sistemi di accumulo dell'energia oltre a ridurre la dipendenza da materiali critici, rendendo l'adozione delle energie rinnovabili più sostenibile ed economicamente vantaggiosa nel lungo termine.
  
  Pertanto, l’espansione delle soluzioni di stoccaggio dell’energia rinnovabile, come i parchi batterie per la vendita in rete e i sistemi solari off-grid, richiede materiali per batterie sostenibili e di lunga durata che siano in linea con la transizione all’energia pulita. Ad esempio, l’IEA ha riferito che entro la fine del 2022, la capacità totale di accumulo di batterie su scala di rete installata era di circa 28 GW, la maggior parte dei quali era stata aggiunta durante i 6 anni precedenti. Grazie all'aggiunta di oltre 11 GW di capacità di stoccaggio, le installazioni sono aumentate di oltre il 75% nel 2022 rispetto al 2021.

Il grafico seguente illustra l'aggiunta annuale di spazio di archiviazione della batteria su scala di rete:

Sfide

• Costi di investimento elevati: la creazione di impianti di produzione conformi a rigorose normative sulle emissioni e standard sull'impronta di carbonio è essenziale per produrre materiali per batterie in modo sostenibile dal punto di vista ambientale. Ciò include l’utilizzo di tecnologie e procedure di produzione moderne a maggiore intensità di capitale rispetto a quelle convenzionali. Ad esempio, la costruzione di una Gigafactory con batterie agli ioni di litio con una capacità di produzione annua di 35 GWh costerà circa 5 miliardi di dollari. Allo stesso modo, maggiori costi per l’approvvigionamento, lo sviluppo della catena di approvvigionamento e l’implementazione del sistema di cattura del carbonio sono associati alla produzione sostenibile di altri beni essenziali come cobalto, nichel e grafite.
   
• Problemi di gestione della catena di fornitura: la produzione del materiale delle batterie dipende spesso da fonti geografiche limitate, che potrebbero essere soggette a interruzioni. Ad esempio, la fornitura e il prezzo di elementi vitali come litio, cobalto e nichel possono essere fortemente influenzati da conflitti geopolitici, restrizioni commerciali e normative ambientali in importanti nazioni produttrici. Secondo il Fondo Monetario Internazionale (FMI), le interruzioni della catena di fornitura potrebbero comportare spese più elevate e tempi di consegna più lunghi, che potrebbero ostacolare l’espansione del mercato dei veicoli elettrici (EV) e della produzione di batterie in generale. Mantenere una catena di approvvigionamento stabile diventa cruciale con l’aumento della domanda di batterie. Le aziende devono creare piani di riduzione del rischio che includano la diversificazione dei fornitori, l'approvvigionamento locale e la ricerca di materiali sostitutivi che possano ridurre la dipendenza dalle aree ad alto rischio.