Riciclaggio batterie auto elettriche: tecnologie, normative e opportunità per la mobilità sostenibile

Il panorama della mobilità globale sta vivendo un cambiamento epocale. L'ascesa delle auto elettriche, spinte dalla necessità di ridurre le emissioni di CO2 e dall’obbligo di rispettare gli obiettivi climatici internazionali, sta ridefinendo il settore automobilistico. Secondo i dati ACEA e Motus-E, le vendite di veicoli elettrici in Europa hanno registrato una crescita annua superiore al 20% nell’ultimo quinquennio, e l’Italia si sta progressivamente allineando a questo trend, nonostante un ritardo strutturale rispetto ad altri Paesi UE. 

Se da un lato questo fenomeno è positivo per la sostenibilità ambientale, dall’altro pone una domanda cruciale: come gestire le batterie una volta che hanno esaurito il loro ciclo di vita? 

La risposta è chiara: attraverso un sistema efficiente e sostenibile di riciclaggio delle batterie auto elettriche. Non si tratta semplicemente di una pratica ambientale obbligatoria, ma di una vera e propria strategia industriale che ha impatti su:

• Disponibilità di materie prime strategiche (come litio, nichel e cobalto)

• Riduzione dei costi nella produzione di nuove batterie

• Mitigazione dei rischi legati alla dipendenza da fornitori extra-europei

• Crescita dell’economia circolare in Europa e in Italia

Un recente report realizzato da Motus-E, PwC Strategy& e il Politecnico di Milano stima che, entro il 2050, il volume di batterie da riciclare in Europa supererà le 3,4 milioni di tonnellate, mentre in Italia raggiungerà le 367.000 tonnellate. Questi numeri evidenziano l’urgenza di investire subito in infrastrutture adeguate per evitare che le batterie esauste diventino un problema ambientale o economico. 

Inoltre, la Direttiva Europea sulle Batterie, aggiornata di recente, stabilisce obiettivi stringenti per il recupero dei materiali critici e obbliga i produttori a garantire la tracciabilità e la gestione responsabile delle batterie a fine vita. In poche parole: non si può più rimandare. 

Ma cosa significa concretamente riciclare una batteria per veicolo elettrico? Quali sono i processi coinvolti? E quali benefici concreti può portare a livello ambientale ed economico? 

Come sono fatte le batterie per veicoli elettrici

Per comprendere l’importanza del riciclo, è necessario prima conoscere la natura stessa delle batterie che alimentano le auto elettriche. Le batterie EV (Electric Vehicle) utilizzano prevalentemente la tecnologia agli ioni di litio, che garantisce alta densità energetica, lunga durata e tempi di ricarica ridotti.

Componenti chiave di una batteria EV:

• Catodo: Realizzato in ossidi di metalli come cobalto, nichel e manganese.

• Anodo: Composto principalmente da grafite.

• Elettrolita: Soluzione liquida che consente il flusso di ioni di litio.

• Separatore: Membrana che impedisce il corto circuito tra anodo e catodo.

• Modulo e pacco batteria: Raccolta di celle assemblate.

Perché riciclare le batterie?

Ogni batteria contiene materiali preziosi e risorse critiche che, se smaltite in modo improprio, diventano un problema ambientale e sanitario. Tuttavia, se correttamente trattati, possono essere reimmessi nel ciclo produttivo riducendo la necessità di estrarre nuove materie prime, con un impatto positivo sia in termini di sostenibilità che di competitività economica.

Inoltre, il processo di produzione delle batterie rappresenta circa il 40% delle emissioni totali legate alla realizzazione di un veicolo elettrico. Recuperare e riutilizzare i materiali significa ridurre ulteriormente l’impronta carbonica complessiva.

Non dimentichiamo, infine, il contesto geopolitico: la domanda globale di materie prime strategiche come litio, nichel e cobalto è destinata ad aumentare esponenzialmente, e gran parte di queste risorse proviene da Paesi terzi. Il riciclo consente quindi di incrementare la sicurezza energetica europea.

Il ciclo di vita di una batteria per auto elettrica

Il ciclo di vita di una batteria per auto elettrica non si esaurisce con il semplice utilizzo all’interno del veicolo. In realtà, comprende diverse fasi che vanno dalla produzione, passando per l’utilizzo primario e secondario, fino ad arrivare al riciclo e riutilizzo dei materiali. 

1. Produzione: dalla materia prima alla batteria finita

La produzione di una batteria inizia con l’estrazione delle materie prime, prevalentemente litio, cobalto, nichel, manganese e grafite. Questi elementi vengono poi raffinati, lavorati e trasformati nei componenti principali: catodi, anodi, elettrolita e separatori. Una volta assemblate le celle, queste vengono organizzate in moduli e pacchi batteria, pronti per essere integrati nei veicoli.

Non è un processo privo di criticità: l’estrazione mineraria e la raffinazione hanno un forte impatto ambientale, senza contare le problematiche sociali legate allo sfruttamento delle risorse in alcuni Paesi. Ecco perché, già in questa fase, la filiera deve puntare su fonti etiche e su processi a basse emissioni. 

2. Utilizzo: la vita a bordo del veicolo

Durante la sua vita utile all’interno di un’auto elettrica, una batteria subisce cicli di carica e scarica continui. In media, una batteria può garantire tra 1.000 e 1.500 cicli completi, traducibili in circa 8-10 anni di utilizzo, a seconda del modello e dello stile di guida.

Con il tempo, la capacità della batteria si riduce, arrivando a un punto in cui non risulta più adeguata per fornire autonomia sufficiente al veicolo. Tuttavia, questo non significa che sia completamente esausta. 

3. Seconda vita delle batterie: opportunità concrete

Una batteria che ha perso il 20-30% della propria capacità può ancora essere impiegata in applicazioni meno esigenti. Qui entra in gioco il concetto di second life, un approccio innovativo che prevede il riutilizzo delle batterie per sistemi di accumulo statico.

Esempi di applicazioni:

• Accumulo di energia rinnovabile: le batterie possono essere integrate in impianti fotovoltaici e eolici per immagazzinare energia durante i picchi produttivi.

• Stabilizzazione della rete elettrica: contribuendo alla gestione della domanda e dell’offerta di energia.

• Sistemi di backup per aziende e centri commerciali: offrendo soluzioni efficienti e a basso costo.

Naturalmente, prima di essere destinate a questi usi, le batterie devono essere sottoposte a test per verificare il loro State of Health (SoH). Questo parametro, espresso in percentuale, indica quanta capacità residua conserva una batteria rispetto alla condizione originale.

4. Fine vita: il momento del riciclo

Una volta che anche la seconda vita si conclude – solitamente dopo altri 5-10 anni – la batteria deve essere trattata come rifiuto speciale. Ed è qui che entra in gioco il riciclo vero e proprio. 

Il processo di riciclo delle batterie auto elettriche: fasi e tecnologie 

Iil riciclo delle batterie EV non è una semplice operazione di smaltimento. È un processo tecnologicamente complesso e regolamentato, che richiede competenze specializzate e impianti dedicati.

Fase 1: Raccolta e logistica delle batterie esauste

Il primo passo riguarda la raccolta e il trasporto sicuro delle batterie a fine vita. Vista la loro natura pericolosa (sono infiammabili e contengono sostanze chimiche nocive), la movimentazione è soggetta a rigide normative europee, come il Regolamento ADR per il trasporto di merci pericolose.

La normativa europea sulla Responsabilità Estesa del Produttore (EPR) obbliga i produttori di batterie e veicoli a garantire sistemi efficienti per la raccolta, tracciabilità e trattamento dei prodotti a fine vita. Anche i concessionari e i centri di assistenza giocano un ruolo chiave, fungendo da punti di raccolta.

Fase 2: Smontaggio e separazione

Giunte agli impianti, le batterie vengono messe in sicurezza (scarica totale) e successivamente smontate. Si procede alla separazione dei componenti:

• Guscio esterno (plastica o alluminio)

• Cablaggi e componentistica elettronica

• Moduli e celle batteria

Questa fase, ancora oggi manuale in gran parte dei casi, è costosa e laboriosa, ma rappresenta un passaggio fondamentale per rendere il trattamento successivo più efficiente.

Fase 3: Pre-trattamento – creazione della black mass 

I moduli e le celle smontate vengono triturati e trattati per ottenere la cosiddetta black mass, una polvere contenente litio, nichel, manganese, cobalto e grafite. Questa miscela costituisce il punto di partenza per l’estrazione dei materiali preziosi.

Fase 4: Trattamento chimico – le tre tecnologie principali

1. Pirometallurgia - Si tratta di un processo ad alta temperatura in cui la black mass viene fusa. Questo metodo permette di recuperare principalmente metalli come nichel, rame e cobalto. Tuttavia, comporta elevati consumi energetici e non consente il recupero efficiente del litio. 

2. Idrometallurgia - Qui i metalli vengono disciolti in soluzioni chimiche e successivamente estratti. È più selettivo rispetto alla pirometallurgia e consente di recuperare una gamma più ampia di materiali, incluso il litio.

3. Direct recycling - Ancora in fase di sviluppo industriale, questa tecnica mira a rigenerare direttamente i componenti funzionali (es. catodo) senza doverli prima trasformare in materia prima. Offre un notevole risparmio energetico e costi ridotti, ma necessita di standardizzazione.

Quanto materiale si recupera dal riciclo delle batterie auto elettriche 

Una domanda che sorge spontanea quando si parla di riciclaggio delle batterie auto elettriche è: quanto effettivamente si riesce a recuperare? La risposta è incoraggiante, anche se dipende dal tipo di processo utilizzato e dalla composizione della batteria stessa.

Efficienza del recupero: una panoramica

I dati riportati dal report Motus-E e da numerosi studi accademici evidenziano che, mediamente, è possibile recuperare fino al 60-70% dei materiali presenti in una batteria agli ioni di litio. In alcuni casi, grazie alle tecnologie idrometallurgiche più avanzate, si può raggiungere anche l’80%.

Ecco i materiali principali che vengono estratti durante il riciclo:

• Nichel: materiale prezioso, essenziale per la produzione di catodi ad alta densità energetica.

• Cobalto: metallo critico, la cui disponibilità è fortemente concentrata in poche aree geografiche.

• Litio: fondamentale per la produzione di batterie agli ioni di litio, recuperabile soprattutto con processi idrometallurgici.

• Rame: utilizzato nei cablaggi e nei collettori di corrente.

• Grafite: presente nell’anodo, il cui recupero è oggetto di sviluppo tecnologico. 

Perché è importante recuperare questi materiali

Riduzione dell’impatto ambientale: meno estrazione mineraria significa meno consumo di acqua, meno inquinamento e meno emissioni di CO₂.

• Riduzione dell’impatto ambientale: meno estrazione mineraria significa meno consumo di acqua, meno inquinamento e meno emissioni di CO₂.

• Risparmio economico: l’utilizzo di materie prime seconde abbassa i costi di produzione delle nuove batterie.

• Sicurezza dell’approvvigionamento: i materiali critici come cobalto e nichel provengono principalmente da Paesi geopoliticamente instabili (come la Repubblica Democratica del Congo). Riciclare riduce la dipendenza da tali mercati.

• Supporto all’economia circolare: reinserire materiali nel ciclo produttivo è uno dei pilastri delle politiche europee Green Deal. 

Ora è il momento di agire: investire in infrastrutture di raccolta, impianti di trattamento e innovazione tecnologica. Un sistema efficiente di riciclo batterie auto elettriche è, e sarà sempre più, la chiave per coniugare competitività industriale e rispetto per l’ambiente, ponendo l’Italia e l’Europa all’avanguardia nella corsa verso la mobilità del futuro.