Giuseppe Pastore (Cosenza, 1980 -   ) – Lithium (2017)

Alla scoperta del Litio. Politiche energetiche e origine (1)

di Vincenzo Rampolla

Due aziende minerarie, l’australiana Altamin e la tedesca Vulcan Energy Resources, già partner di Stellantis e Daimler, hanno chiesto alla Regione Lazio le concessioni per poter sfruttare i giacimenti di litio in prossimità del lago vulcanico di Bracciano. La prima mira ai permessi di Campignano (1.200 ha) e Galeria Antica-Cesano (2.000 ha), mentre la seconda ha già il via libera per quella di Cesano. La ricchezza mineraria della zona fu scoperta negli anni 70 da Eni ed Enel, che trivellavano alla ricerca di acqua ad alta pressione per generare elettricità. Al tempo, dal pozzo geotermico, le perforazioni liberarono vapore ricchissimo di litio, dai 350 ai 380 mg/l d’acqua, valori tra i più alti al mondo. Il litio non aveva però impieghi industriali di particolare interesse, e i pozzi (più di 800) vennero chiusi. Oggi, quelle aree racchiudono una risorsa troppo appetitosa per essere ignorata: la cosiddetta salamoia (o brina di litio), il fluido geotermico che può contribuire alla transizione energetica. E Draghi sta dimostrando di voler spingere sulle tecnologie della transizione attraverso i progetti previsti dal PNRR. Resta da vedere se l’opposizione ambientalista  i pentastellati ostacolerà lo sfruttamento di queste risorse.

Nella sfida della transizione ecologica, le batterie avranno un ruolo centrale; per questo la corsa ai materiali di base è sempre più accesa. Gli osservatori avvertono da tempo che la transizione richiederà una elevata quantità di litio; l’IEA (Agenzia Internazionale per l’Energia) stima che la domanda aumenterà di almeno 40 volte rispetto a quella attuale. Il metallo è essenziale per gli accumulatori più avanzati, come quelli per smartphone e batterie delle auto elettriche, ma anche per i magneti delle turbine eoliche. L’importanza del litio è emersa negli ultimi mesi: il prezzo della risorsa è quintuplicato rispetto all’estate del 2021. Va considerata anche la dominanza cinese del settore, che porterebbe Pechino a controllare più del 60% della produzione di batterie agli ioni di litio entro il 2026.

Sempre più Paesi, inclusi quelli europei, stanno aumentando i progetti minerari per estrarre il litio.

Nella corsa verso la neutralità carbonica entro il 2050, la questione climatica si scontra con la fattibilità pratica e economica della svolta green. Bruxelles tenta di riportare in Europa alcuni anelli delle catene di produzione per evitare il dumping. Sono allo studio strumenti anti-sovvenzioni, difese commerciali rafforzate e una proposta di meccanismo di due diligence che mira a scoprire gli abusi lavorativi e ambientali nelle fasi di fornitura, velata manovra tipica di Pechino. Infatti lo sforzo europeo di qualificare i propri partner commerciali è in concomitanza con la controparte Usa nell’ambito del TTC UE-Usa (Consiglio di Tecnologia e Commercio) per coordinare le rispettive strategie e definire un percorso condiviso su tecnologia verde e semiconduttori. In pratica il mercato dei pannelli fotovoltaici a basso costo dipende dal polisilicio prodotto nello Xinjiang e sei delle sette società che producono i pannelli sono cinesi. I concorrenti di un tempo sono morti e sepolti da anni a causa dei prezzi cinesi ultracompetitivi, grazie anche a sovvenzioni pubbliche, sia cinesi che degli Stati occidentali, che hanno adottato a occhi chiusi la tecnologia, senza controllare la provenienza dei pannelli.

Analogo problema si riscontra nel settore dei veicoli elettrici (EV), tassello-chiave della strategia europea per decarbonizzare i trasporti. Secondo gli analisti di Benchmark Mineral Intelligence, i tempi immaginati alla conferenza sul clima di Glasgow di non vendere più auto a combustione entro il 2035 per i Paesi leader farebbe aumentare di 30 volte la domanda annuale di batterie e l’esplosione del fabbisogno di materie prime. L’obiettivo condiviso da diverse case automotive europee, prevede terre rare per costruire le batterie e circa 7 Mton di litio, pari a 17 volte la quantità prodotta nel 2021. Analogo discorso vale per nickel, grafite, manganese, cobalto. Le batterie al litio servono anche altrove, come negli smartphone e nei computer portatili; l’IEA stima che la domanda di litio aumenterà di oltre 40 volte entro il 2030 e già oggi la domanda cresce di 3 volte rispetto all’offerta. In più servono almeno 7 anni per rendere operativa una miniera di litio, escludendo eventuali rischi ambientali e i processi di raffinamento. Gli esperti indicano una cifra magica per la produzione di una batteria per EV, $100 / kwh, che una volta raggiunta permetterebbe alle case di costruire auto elettriche più economiche (Tesla da anni esalta un Model 2 da $25.000) e innescarne l’uso massivo. Ma secondo altri analisti, la disponibilità limitata farà salire i prezzi delle batterie già dal 2022, erodendo i profitti dei costruttori; se questi dovessero gravare sul cliente i costi aggiuntivi, l’EV subirebbe un pesante rallentamento. Per questo si ritorna alla Cina, ricca di terre rare, tra i maggiori produttori di batterie al litio e forte di decenni in cui ha potuto rafforzare le proprie linee di approvvigionamento nel suo ruolo di leader mondiale: nei prossimi 5 anni produrrà più di metà del totale di EV. Secondo D. Clarke analista di Forbes: Pechino dominerà il mercato delle batterie agli ioni di litio entro il 2026 con una quota prevista del 61,4% a dispetto degli sforzi di Usa e UE.

Nel 1800, in una miniera sull'isola di Uto in Svezia, José Bonifácio de Andrada chimico e statista brasiliano scopre un minerale chiamato petalite ignaro che contenesse litio. Nel 1817 attente analisi di un campione rilevano la presenza di un nuovo elemento che formava composti simili a quelli del sodio e del potassio. Berzelius lo chiamò lithion (in greco, pietra) e nel 1818, i sali di litio alla fiamma davano un colore rosso acceso. Nel 1821 William Brande lo isolò, ne descrisse alcuni sali e stimò il suo peso atomico. Nel 1855, grandi quantità di litio furono prodotte attraverso l'elettrolisi di cloruro di litio arrivando alla produzione commerciale del litio, a partire dal 1923. La prima applicazione del litio è stata nella seconda guerra mondiale la produzione di lubrificanti per motori aeronautici con notevole aumento della domanda durante la guerra fredda, per la produzione di armi. Bombardato con neutroni produce trizio (isotopo dell’idrogeno), utile per la produzione di combustibile solido usato all'interno delle bombe all'idrogeno durante un processo di fusione nucleare. Gli Usa sono diventati il primo produttore di litio tra la fine degli anni ‘50 e la metà degli anni ’80, accumulando scorte di litio per circa 42.000 ton di idrossido di litio.

Vari sono gli impieghi del litio (vedi grafico). Ricercato per abbassare la temperatura di fusione del vetro, é indispensabile per migliorare il processo di fusione dell’ossido di alluminio, usi che hanno dominato il mercato fino alla metà degli anni ’90, periodo in cui le aziende hanno iniziato a estrarre litio dalle soluzioni, metodo meno costoso e più rapido delle miniere sotterranee o a cielo aperto, dal minerale spodumene*. Dal 2007 l'utilizzo di batterie agli ioni di litio ne ha aumentato la domanda essendo un componente chiave, mentre nuove aziende hanno ampliato l’estrazione salina per soddisfare la forte domanda internazionale. Il prezzo del metallo nel 1997 era di circa 136 $/kg; nella forma di carbonato, nel 2015 si attestava intorno ai 5 €/kg, mentre nel 2018 è arrivato a 12 €/kg (+140%). L’ossido di litio è passato da 7.5 a 12 €/kg (+61%).

In campo militare il litio metallico e i suoi sali complessi, sono utilizzati come additivi ad alta energia per i propellenti dei razzi. L'idruro di alluminio-litio può essere utilizzato anche da solo come combustibile solido.

Il litio naturale contiene circa il 7,5% di trizio di cui grandi quantità sono state prodotte per l'uso di armi nucleari; in natura il trizio è estremamente raro e deve essere prodotto sinteticamente. Quando il litio è bombardato da protoni accelerati subisce fissione e va a formare due particelle alfa, cioè 2 nuclei di He. Questo fenomeno, denominato scissione dell'atomo, è stata la prima reazione nucleare realizzata dall'uomo. È stato ideato e condotto per la prima volta da Cockroft e Walton nel 1932.

Il litio è corrosivo e va maneggiato evitando il contatto con la pelle. Per quanto riguarda lo stoccaggio, deve essere conservato immerso in idrocarburi liquidi, come la nafta. È considerato leggermente tossico; lo ione litio è coinvolto negli equilibri elettrochimici delle cellule del sistema nervoso e viene spesso prescritto come farmaco nelle terapie per il trattamento di sindromi maniaco-depressive in particolare nella prevenzione della fase maniacale del disturbo bipolare di tipo I. Da recenti ricerche, il litio risulta essere efficace per trattare le cefalee orbitali molto intense e per prevenire l'ideazione suicidaria; un uso non corretto può determinare danni renali, alterando la capacità di filtrazione dell’organo.

Produttori mondiali di litio 2014 (estrazione da giacimenti del minerale spodumene *- valori in ton):

 *  Spodumene (dal greco ridotto in cenere), minerale dal caratteristico colore grigio chiaro.

(consultazione:    humanitas - neuroscienze;  agenzia farmaco; aifagov.it; enc.treccani; batterie ricaricabili; wired – l.zorloni; le monde; british geology survey; )