Auto elettriche, la filiera italiana per il riciclo delle batterie al litio

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L’Italia è pronta per avviare una filiera nazionale per allungare la vita delle batterie delle auto elettriche. Se da un lato c’è un forte impegno per la costituzione di Gigafactory, un’altra possibile e complementare soluzione riguarda il riuso e il riciclo. Per questo, le principali aziende e associazioni del settore hanno fatto rete per creare delle fabbriche che possano dare una seconda vita alle batterie al litio.

Sono 9 i soggetti che hanno già firmato un Memorandum of Understanding per sviluppare una catena del valore nazionale per la gestione del fine vita delle batterie al litio provenienti dal settore automotive. Si tratta di storiche aziende italiane dell’energia e dell’ambiente, nonché delle più importanti associazioni di categoria dell’automotive e di poli dell’innovazione considerati eccellenze internazionali. Si tratta di:

• Class Onlus, l’associazione no-profit che dal 2003 si occupa di mobilità sostenibile, storica promotrice di e_mob
• ANFIA, l’Associazione Nazionale Filiera Industria Automobilistica: con 360 aziende associate, è una delle maggiori associazioni di categoria in Italia.
• Cobat, piattaforma italiana di servizi per l’economia circolare con un particolare focus sulla raccolta e il riciclo delle componenti delle autovetture, a partire dalle batterie
• Innovhub Stazioni Sperimentali per l’Industria, centro nazionale di ricerca, innovazione e trasferimento tecnologico che opera in diversi ambiti industriali, dall’energia al settore alimentare, e più in generale al manifatturiero avanzato dei distretti italiani, passando per le biotecnologie, le nanotecnologie e la bioeconomia.
• Enel, storica realtà italiana dell’energia e uno dei principali operatori integrati globali nei settori dell’energia elettrica e gas.
• Comau, azienda del gruppo Stellantis, sviluppa sistemi, prodotti e servizi per l’automotive e numerosi altri settori industriali, in linea con i requisiti dell’Industria 4.0.
• Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, una delle principali realtà italiane che fa ricerca nel settore
• RSE, società controllata dal Gestore dei Servizi Energetici, attiva nello sviluppo di attività di ricerca nel settore elettro-energetico, con particolare riferimento ai progetti strategici nazionali
• Flash Battery, azienda italiana che fornisce batterie al litio ai costruttori di macchine industriali e veicoli elettrici con medi volumi produttivi e alte esigenze di personalizzazione.

L’obiettivo è garantire il recupero della funzionalità di queste batterie, riconvertendole in sistemi di accumulo stazionari. La batteria di un’auto elettrica a un certo punto dovrà essere sostituita perché non più in grado di alimentare in maniera adeguata il veicolo. Tuttavia, quella stessa batteria può essere rigenerata e utilizzata all’interno di sistemi di stoccaggio dell’energia, come ad esempio quelli che servono per immagazzinare l’elettricità derivante dalle fonti rinnovabili.

Nonostante infatti la vita utile di una batteria al litio per auto elettrica sia pari a circa 10-12 anni, la capacità residua quando viene smontata dall’auto può raggiungere ancora fino all’80% di quella nominale. Una percentuale significativa, ma che comunque la rende inadatta per una vettura. Eppure, quella batteria può essere ancora utilizzata. Basta riconvertirla e destinarla ad un altro utilizzo.

Le procedure di riconversione comprendono processi innovativi di testing, disassemblaggio e riassemblaggio che sono attualmente oggetto di sviluppo e ottimizzazione sia dal punto di vista tecnico che economico.

È qui che entra in gioco il progetto dei 9 protagonisti della filiera del second life delle batterie al litio. Tutte assieme, aziende e associazioni si sono impegnate ad avviare attività di ricerca e sviluppo per le seguenti attività:

• stoccaggio e messa in sicurezza degli accumulatori dismessi dai rispettivi settori di provenienza, prevedendo anche il recupero dell’energia residua contenuta
• disassemblaggio e relativi pre-trattamenti attraverso tecnologie innovative che, sfruttando l’automazione robotizzata, favoriscano l’efficienza dei processi e lo svolgimento delle attività nel rispetto dei più alti standard di sicurezza
• verifica dello stato di salute delle singole celle e/o moduli, attraverso metodi innovativi di stima della vita residua, per l’individuazione delle componenti ancora utilizzabili
• ri-assemblaggio delle celle e/o moduli riutilizzabili e la produzione di nuovi pacchi di accumulo energetico, per applicazioni stazionarie

Oltre al second-life, il progetto ha anche lo scopo di sviluppare tecnologie e processi per il trattamento di riciclo delle celle e dei moduli risultati inutilizzabili, in accordo con i principi fondamentali dell’economia circolare.

Ogni partner sarà responsabile di una specifica attività in funzione della propria expertise:

• coordinamento, promozione e comunicazione delle attività progettuali verso soggetti istituzionali, amministrazioni territoriali e cluster tecnologici (CLASS);
• coinvolgimento dei diversi soggetti della filiera dell’industria automobilistica nazionale preposti allo sviluppo delle soluzioni relative alla mobilità elettrica nelle attività di sperimentazione del Progetto (ANFIA);
• definizione delle procedure ottimizzate di raccolta e messa in sicurezza degli accumulatori nel pieno rispetto della normativa vigente sui rifiuti e individuazione delle migliori soluzioni applicabili per moduli/celle risultati inutilizzabili e quindi da gestire come rifiuto da inviare a trattamento e recupero finali (COBAT);
• test di consumo e autonomia su veicoli elettrici, applicando protocolli di omologazione specifici; determinazione delle caratteristiche di pericolosità su batterie applicando metodi di prova quali la calorimetria adiabatica (INNOVHUB);
• valutazione dei possibili ambiti di riutilizzo delle batterie riconvertite come sistemi di accumulo stazionari (ENEL);
• progettazione e sviluppo di soluzioni automatizzate per il disassemblaggio ed il ri-assemblaggio dei pacchi e moduli batteria, nel rispetto degli standard di sicurezza; supporto alle attività di progettazione dei nuovi pacchi batteria utilizzando i principi del Design For (COMAU);
• supporto allo sviluppo di tecnologie innovative che sfruttano l’automazione robotizzata per il disassemblaggio di pacchi e moduli batteria; sviluppo di metodologie basate su Decision Support System (DSS) per la definizione delle strategie di riuso ottimali; sviluppo di processi di pre-trattamento meccanico ad hoc per prodotti a fine vita da destinare al riciclo (Politecnico di Milano – Dipartimento di Meccanica).
• test su batterie veicolari giunte a fine vita, al fine di sviluppare metodi innovativi di stima della vita residua (SOH, State of Health) e criteri di selezione di celle/moduli riutilizzabili; sviluppo di prototipi di BMS (Battery Management Systems) atti ad un elevato sfruttamento della capacità residua delle batterie (RSE);
• sviluppo di soluzioni per la riconfigurazione dei BMS (Battery Management Systems); nuova sensoristica e protocolli di comunicazione per ottimizzare il cablaggio e promuovere il disassemblaggio; analisi LCA (Life Cycle Assessment) (Flash Battery).

L’obiettivo dell’incontro tra i soggetti, che hanno già firmato un Memorandum of Understanding, è stimolare i soggetti istituzionali, sia a livello locale sia nazionale, che possano validare il progetto e sostenerne il piano di intervento. Nel medio-periodo, la rete di aziende e associazioni punta alla creazione di una piattaforma collaborativa che consenta di agganciare il progetto di ricerca a politiche di intervento concrete e innovative.

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