Perché è importante riciclare le batterie al litio

Con l'aumento della domanda di veicoli elettrici (EV), il riciclaggio delle batterie è diventato più critico, in quanto le batterie contengono materiali preziosi come litio, nichel e cobalto che devono essere riciclati correttamente.

Per riciclare le batterie al litio, il primo passo è quello di scaricarle. Successivamente, i pezzi vengono smontati e triturati prima di essere fusi; infine, la loro massa nera può essere utilizzata come materia prima per produrre nuove batterie.

Vantaggi ambientali

Molte batterie al litio finiscono in discarica dove possono causare danni ambientali significativi, a causa del modo in cui il loro percolato - pieno di metalli pesanti e sostanze chimiche che inquinano le falde acquifere e avvelenano piante e animali. Il riciclaggio delle batterie al litio contribuisce a mitigare questa minaccia, allontanando i rifiuti dalle discariche e riciclando al contempo i materiali in nuove batterie.

Le batterie al litio a fine vita contengono minerali preziosi come il cobalto, il nichel e il litio, utilizzati per le tecnologie di energia rinnovabile. Il riciclaggio può contribuire a ridurre l'impatto ambientale delle operazioni di estrazione e a garantire la disponibilità di questi metalli rari.

Le batterie al litio riciclate attraverso la fusione sono in genere sottoposte a un processo costoso e ad alta intensità di lavoro, noto come fusione, in cui la batteria viene triturata per estrarre i metalli da riutilizzare in nuove batterie. Sebbene la fusione possa essere costosa e scomoda, contribuisce a ridurre i costi di estrazione delle materie prime e a salvaguardare l'ambiente, sottraendo i rifiuti alle discariche. Kyburz Svizzera ha sviluppato un altro metodo di riciclaggio, noto come riciclaggio diretto, che prevede l'apertura della batteria e l'estrazione dei suoi elettrodi, in modo che i catodi possano essere separati e riutilizzati in nuove applicazioni di batterie, ricavate da vecchie batterie che altrimenti finirebbero in discarica.

Il riciclaggio delle batterie al litio è un altro modo fondamentale per ridurre le emissioni di gas serra. La produzione di batterie utilizza energia in modo intensivo, producendo gas serra nocivi che contribuiscono al cambiamento climatico. Il riciclaggio riduce il fabbisogno di materie prime e l'uso di energia, con conseguente diminuzione della produzione di gas serra.

Riciclare le batterie al litio è anche vantaggioso per l'ambiente, in quanto riduce i rifiuti elettronici. Inoltre, l'impegno nell'economia circolare attraverso il riciclo delle batterie va a vantaggio di tutti, comprese le generazioni future.

Le batterie agli ioni di litio sono tecnologie complesse e richiedono una gestione esperta per evitare danni o difetti nei componenti. Pertanto, è fondamentale che solo gli impianti di riciclaggio con accesso ad attrezzature specializzate gestiscano il riciclaggio delle batterie al litio in modo responsabile e sicuro.

Vantaggi economici

Il riciclaggio delle batterie al litio offre diversi vantaggi ambientali. Ridurre le esigenze di estrazione e lavorazione significa ridurre l'inquinamento ambientale, creare posti di lavoro nell'industria del riciclaggio e contribuire a costruire un'economia più sostenibile basata sull'energia pulita. Inoltre, il riciclaggio contribuisce a ridurre i volumi delle discariche, in quanto le batterie inviate direttamente lì possono comportare rischi di incendio; inoltre, lo spazio disponibile per le discariche è limitato.

Il riciclaggio delle batterie può far risparmiare le aziende che producono batterie agli ioni di litio diminuendo la necessità di importare materie prime per la produzione, aiutandole a competere con i concorrenti stranieri e contribuendo al contempo a un'economia globale sostenibile dal punto di vista ambientale.

L'idrometallurgia e la pirometallurgia sono due metodi di riciclaggio delle batterie al litio. L'idrometallurgia prevede la frantumazione della batteria prima di sottoporla al calore o all'acido per separarne i materiali, manualmente o utilizzando grandi macchine progettate appositamente per questo compito. La pirometallurgia prevede la fusione del catodo e dell'anodo in modo che possano essere riciclati indipendentemente l'uno dall'altro; in seguito, entrambe le parti possono essere riciclate separatamente utilizzando uno dei processi sopra descritti.

Princeton NuEnergy, una startup, impiega la tecnologia al plasma a bassa temperatura per pulire i materiali catodici e separarli dagli anodi: questo metodo potrebbe rivelarsi più conveniente di altri, che potrebbero richiedere attrezzature costose o un intricato processo chimico.

Kyburz ha sviluppato un processo di riciclaggio che ricicla tutti i componenti delle batterie agli ioni di litio, che potrebbe potenzialmente ridurre i costi e rendere le batterie più sostenibili, ma attualmente è ancora in una fase iniziale di sviluppo. Purtroppo, i suoi limiti non lo rendono adatto a gestire tutti i tipi di batterie disponibili sul mercato.

L'economia del riciclaggio delle batterie al litio è difficile da stimare, data la volatilità del prezzo e l'immaturità della tecnologia. È stato creato un nuovo modello che stima il rapporto costi-ricavi delle batterie esauste dopo aver considerato i costi di investimento iniziale, le spese di gestione e manutenzione e le spese di estrazione del metallo prezioso. Dopo aver condotto dei test utilizzando batterie reali come esempio, le sue previsioni sono risultate in linea con i valori reali.

Benefici sociali

Le batterie al litio contengono materiali tossici e non biodegradabili come il cobalto, il nichel e il litio che, se smaltiti in modo improprio, possono disperdersi nel terreno o nell'acqua. Il riciclaggio delle batterie al litio è un modo per prevenire la contaminazione dell'ambiente, sottraendole alle discariche e agli inceneritori e offrendo al contempo vantaggi economici grazie alla riduzione dei costi di gestione dei rifiuti delle batterie.

La maggior parte delle batterie al litio riciclate passa attraverso un processo di fusione ed estrazione ad alta temperatura, noto come fusione, che richiede energia e può produrre sostanze inquinanti come l'SOx. Grazie alle nuove tecnologie, tuttavia, questo processo è diventato più efficiente dal punto di vista energetico; ad esempio, la macchina per il riciclaggio delle batterie Kyburz è in grado di recuperare 90% di tutto il materiale con un consumo energetico significativamente inferiore rispetto ai processi di fusione tradizionali; inoltre, il loro metodo è meno suscettibile alla contaminazione derivante dalle fasi di lavorazione intermedie che possono creare impurità al suo interno.

Il riciclaggio delle batterie può anche contribuire alla tutela dell'ambiente conservando le preziose materie prime utilizzate per la loro produzione, riducendo così le operazioni di estrazione ad alta intensità di risorse e le pratiche di estrazione ecologicamente distruttive. Inoltre, il riciclaggio può contribuire a far scendere i prezzi limitando la domanda.

Il riciclo delle batterie è anche una scelta economica sia per i consumatori che per le aziende che si affidano alle batterie, poiché la produzione di queste ultime con materie prime è più costosa del riciclo dei componenti in nuove batterie. Le aziende possono risparmiare denaro aumentando gli sforzi di riciclaggio in modo da ridurre i costi di produzione e trasferire i risparmi ai consumatori.

Gli impianti di riciclaggio delle batterie creano posti di lavoro e promuovono lo sviluppo economico delle comunità ospitanti, fornendo lavoratori qualificati per lo smontaggio delle batterie a scopo di riciclaggio e per l'estrazione dei materiali, creando reddito alle famiglie locali e contribuendo a un'economia locale consolidata.

Sebbene l'obiettivo principale del riciclaggio delle batterie sia la prevenzione del degrado ambientale, esso presenta anche vantaggi sociali ed economici che vanno ben oltre. L'obiettivo è quello di abbandonare i combustibili fossili per passare all'energia pulita, che avrà un impatto positivo sul cambiamento climatico e migliorerà le condizioni di vita nei Paesi in via di sviluppo: questo obiettivo può essere realizzato solo incoraggiando il riciclaggio in ogni occasione a livello globale. Promuovere e incoraggiare il riciclaggio delle batterie aiuta la comunità globale a raggiungere questo obiettivo.

Problemi di sicurezza

Con l'aumento della domanda di batterie al litio di lunga durata per alimentare i veicoli elettrici e altri dispositivi, il riciclaggio diventerà sempre più importante. Secondo l'analisi di McKinsey, il riutilizzo di queste batterie aiuterà a conservare metalli preziosi come il nichel, il cobalto e il litio, riducendo i costi di estrazione e l'impronta di carbonio di circa 25%.

L'Associazione dei Servizi Ambientali riferisce che una delle principali sfide legate al trattamento e al trasporto di questi materiali pericolosi consiste nel farlo senza mettere in pericolo i lavoratori o innescare incendi durante la lavorazione e il trasporto di queste sostanze pericolose. Una fonte di pericolo è rappresentata dalle batterie danneggiate, che possono innescare o esplodere se esposte a determinate condizioni - ad esempio se schiacciate, forate o inavvertitamente messe in acqua - e che solo l'anno scorso hanno provocato oltre 250 incendi in strutture di smaltimento dei rifiuti!

Gli incendi delle batterie possono verificarsi quando la barriera tra catodo e anodo si rompe, consentendo alle molecole di litio di raggiungere rapidamente temperature estremamente elevate, innescando una fuga termica. Se la carica o il raffreddamento avvengono troppo rapidamente, questo processo potrebbe accelerare ulteriormente.

Le batterie al litio presentano un grave rischio di incendio sul luogo di lavoro se maneggiate in modo non corretto, con il rischio di diffondersi alle strutture vicine e di provocare lesioni gravi o morte in caso di incidente.

Lavorare con un riciclatore certificato garantisce la tranquillità di sapere che le batterie al litio saranno riciclate correttamente. Non finiranno nei bidoni o nei sacchi dei rifiuti generici, né in quelli dei metalli e dell'elettronica, tenendole lontane dall'acqua o da altre fonti che potrebbero accidentalmente entrarvi in contatto.

I riciclatori certificati aderiscono a protocolli di sicurezza rigorosi e possiedono le infrastrutture necessarie per gestire questi materiali, come contenitori speciali, attrezzature e spazi di stoccaggio. Inoltre, i permessi RCRA sono essenziali e devono soddisfare tutti gli altri standard delle strutture per i rifiuti solidi; inoltre, dispongono di un sistema che monitora le posizioni delle batterie durante il riciclaggio.