In primo piano: Batterie - un fattore chiave per un'economia a basse emissioni di carbonio

Tutti siamo cresciuti sapendo che le batterie sono un elemento utile nella nostra vita quotidiana per far funzionare i telefoni cellulari, gli orologi, le torce elettriche o i computer portatili. Le batterie sono indispensabili per i dispositivi che consumano energia e li rendono portatili e più convenienti. Probabilmente tutti le abbiamo date per scontate e, a volte, siamo rimasti delusi quando la sveglia non ha suonato o il cellulare era morto. Nonostante siano oggetti di uso quotidiano, quasi nessuno è pienamente consapevole del ruolo assolutamente cruciale che le batterie possono svolgere nella lotta contro i cambiamenti climatici e nel futuro sistema energetico, proprio mentre cerchiamo di creare un'economia neutra in termini di emissioni di carbonio nell'UE entro il 2050.

Data la natura variabile delle risorse energetiche rinnovabili, lo stoccaggio dell'energia svolgerà un ruolo fondamentale nella mitigazione dei cambiamenti climatici. La prossima grande sfida riguarda proprio la creazione di soluzioni sostenibili e competitive per lo stoccaggio dell'energia. Con i responsabili politici dell'UE che si concentrano sul nostro obiettivo ambizioso di ridurre le emissioni di gas a effetto serra, le batterie hanno assunto sempre più un ruolo di primo piano nel dibattito, grazie non solo al rapido aumento della mobilità elettrica, ma anche alla loro capacità di equilibrare l'offerta e la domanda all'interno del sistema elettrico.

Energia pulita e competitività

Le batterie sono la tecnologia di stoccaggio in più rapida crescita e svolgeranno un ruolo fondamentale per conseguire l'obiettivo dell'UE di ridurre le emissioni di gas a effetto serra del 55% entro il 2030.

Nel settore dell'energia, le tecnologie di stoccaggio possono agevolare fino a 40 servizi per i sistemi elettrici, compresi la generazione, la trasmissione e la distribuzione dell'energia elettrica, nonché l'aumento dell'autoconsumo di energia solare e di altre fonti rinnovabili da parte delle famiglie, degli edifici commerciali e degli impianti industriali in tutta l'UE. Il contributo delle batterie è particolarmente significativo per le energie rinnovabili, in quanto l'energia solare ed eolica rimangono fonti fluttuanti con livelli variabili di energia prodotta. Le batterie possono immagazzinare l'energia elettrica e compensare i momenti in cui manca il vento, il sole è bloccato dalle nuvole o di notte.

Nel settore dei trasporti, la quota dei veicoli a batterie dovrebbe aumentare drasticamente. Già oggi i costi complessivi legati al possesso di un'automobile elettrica sono paragonabili a quelli delle auto a benzina. Anche se il prezzo di acquisto delle auto elettriche può essere relativamente elevato, questi veicoli sono meno costosi da gestire, in quanto i costi dell'elettricità sono inferiori e sono tassati meno della benzina. Inoltre la loro manutenzione costa meno. La differenza di prezzo di acquisto fra un'auto elettrica nuova e un'auto a benzina nuova dovrebbe scomparire nel corso dell'attuale decennio. Questo sarà l'elemento che cambierà definitivamente il mercato delle automobili. Oltre ad essere utilizzati per i trasporti, i veicoli elettrici offriranno un bonus aggiuntivo a coloro che hanno investito in pannelli solari, siano essi investitori pubblici, aziendali o privati, e ridurranno le bollette dell'energia elettrica. In effetti, l'elettricità prodotta dalle batterie delle autovetture parcheggiate può essere utilizzata per esigenze domestiche, quando i prezzi dell'energia elettrica sono elevati, o addirittura venduta alla rete.

Dal punto di vista della concorrenza, la produzione di batterie riveste un interesse sempre più strategico per l'economia e la società dell'UE, che per questo motivo sostiene e contribuisce a finanziare diverse iniziative che promuovono ulteriormente l'innovazione e la diffusione delle batterie. Tradizionalmente, la maggior parte delle batterie presenti sul mercato (in termini di energia elettrica immagazzinata) erano batterie al piombo-acido, utilizzate principalmente per l'avviamento di automobili a benzina o per fornire un backup per la fornitura ininterrotta di energia elettrica in caso di interruzioni impreviste. L'UE detiene una posizione forte in questo mercato, ma con il mutare delle esigenze e l'evoluzione della tecnologia, il boom della mobilità elettrica ha ora portato alla ribalta le batterie agli ioni di litio.

Fino a poco tempo fa, solo 2 imprese europee, la francese Saft (attualmente di proprietà di Total) e la tedesca VARTA, avevano una posizione di forza sui mercati di nicchia delle batterie agli ioni di litio, come le applicazioni spaziali o gli apparecchi acustici. Nessuna impresa europea produceva questo tipo di batterie per i mercati di massa, e nell'UE questa quota di mercato era dominata da produttori asiatici. La situazione sta però cambiando. Sempre più imprese stanno aprendo fabbriche per la produzione di batterie agli ioni di litio in Europa, ad esempio:

• Northvolt, con sede nell'UE, sta costruendo la più grande fabbrica europea di celle per batterie agli ioni di litio in Svezia e proseguirà con una "gigafactory" in Germania
• una joint venture tra Total e il gruppo automobilistico PSA (che comprende Peugeot, Citroen, DS, Opel e Vauxhall) costruirà impianti di batterie di produzione di massa in Francia e Germania
• VARTA sta puntando all'ulteriore espansione della sua produzione di batterie agli ioni di litio in Germania e in altri paesi.

Al tempo stesso, imprese asiatiche come LG Chem, Samsung SDI, CATL e SK Innovation, nonché il gigante statunitense Tesla, stanno sviluppando i loro progetti di "gigafactory" in diversi paesi dell'UE.

L'azione dell'UE in materia di batterie

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Il 2017 ha segnato l'inizio della politica industriale dell'UE in materia di batterie, quando la Commissione europea ha delineato il concetto di Alleanza europea per le batterie con i paesi e gli attori industriali dell'UE. Nel maggio 2018 è stato adottato un piano d'azione strategico per le batterie, che copre l'intero processo, dal produttore all'utilizzatore finale. Dall'autunno 2019 la piattaforma d'investimento delle imprese dell'Alleanza europea per le batterie riunisce le parti interessate lungo l'intera catena del valore delle batterie per accelerare le transazioni tra le società partecipate e gli investitori.

Molti progetti diversi in diverse parti della catena, compresi i punti di ricarica rapidi, sono finanziati dalla Banca europea per gli investimenti, dal meccanismo per collegare l'Europa della Commissione europea e dal Fondo europeo di sviluppo regionale.

Per allineare gli sforzi dell'UE in materia di ricerca e innovazione nel settore delle batterie, nel 2019 è stata lanciata la piattaforma europea per la tecnologia e l'innovazione Batteries Europe che, in quanto polo centrale per tutta la ricerca connessa alle batterie in Europa, funge da elemento di coordinamento della ricerca e dell'innovazione dell'Alleanza europea per le batterie. Riunisce esperti in materia di batterie provenienti dalla ricerca e dall'industria, nonché rappresentanti nazionali e regionali, che insieme definiscono le priorità di ricerca a breve termine e un'agenda strategica di ricerca.

Batteries Europe garantisce una comunicazione e un coordinamento costanti tra le diverse reti, progetti e iniziative di ricerca relativi alle batterie all'interno dell'UE e sta attualmente preparando tabelle di marcia dettagliate per la ricerca e l'innovazione per diversi segmenti della catena del valore delle batterie.

Una serie di esigenze più urgenti in materia di ricerca e innovazione sono affrontate da 2 importanti progetti di comune interesse europeo (IPCEI), con una dotazione di diversi miliardi di euro, che coinvolgono 12 paesi dell'UE e decine di imprese e organizzazioni di ricerca in tutta l'UE.

Finanziamenti dell'UE attraverso Orizzonte 2020 e Orizzonte Europa

Mentre la maggior parte dei finanziamenti per la ricerca e l'innovazione proviene tradizionalmente dai bilanci nazionali e delle imprese, i finanziamenti dell'UE hanno spesso svolto un importante ruolo di catalizzatore e creato collegamenti tra i diversi attori in tutta l'UE.

Nell'ambito del programma quadro di ricerca Orizzonte 2020 sono stati stanziati circa 500 milioni di euro per la ricerca sulle batterie. Dal 2018 tutti gli inviti a presentare proposte riguardanti le batterie nell'ambito di Orizzonte 2020 sono concentrate in un unico programma di lavoro. La programmazione degli inviti a presentare proposte nell'ambito di Orizzonte 2020 tiene conto delle diverse esigenze dei trasporti e del settore energetico così come dei vari orizzonti temporali. A differenza degli IPCEI per le batterie, Orizzonte 2020 affronta anche la prospettiva a lungo termine, in particolare attraverso l'iniziativa Battery 2030+.

Oltre ai progetti di Orizzonte 2020 specificamente incentrati sulle batterie, esiste anche una serie di progetti a sostegno di metodi innovativi di integrazione delle batterie nel settore dell'energia e dei trasporti. Ad esempio, i progetti dedicati ai sistemi energetici intelligenti riguardano batterie a livello di generazione, trasmissione, distribuzione e utenti finali e sono raggruppati nell'ambito dell'iniziativa BRIDGE.

Anche se oramai siamo nel 2021, i benefici di Orizzonte 2020 continueranno per diversi anni, in quanto numerosi progetti sono ancora in corso e molti altri devono ancora iniziare. Inoltre, Orizzonte Europa, il nuovo programma quadro di ricerca e innovazione dell'UE della durata di 7 anni (2021-2027), inizia quest'anno. Nell'ambito del programma di lavoro per il clima, l'energia e la mobilità, fornirà un sostegno ancora maggiore alla leadership tecnologica dell'UE nel settore delle batterie e delle loro applicazioni.

Oltre agli inviti aperti a presentare proposte, l'UE contribuisce direttamente alla ricerca e all'innovazione connesse alle batterie attraverso i suoi moderni laboratori di ricerca a Petten (Paesi Bassi) e Ispra (Italia), entrambi gestiti dal Centro comune di ricerca della Commissione.

Una catena del valore sostenibile per le batterie

Non è possibile sfruttare appieno i vantaggi dell'elettrificazione a meno che la catena del valore delle batterie non diventi più sostenibile. Nel dicembre 2020 la Commissione europea ha proposto di modernizzare la legislazione dell'UE sulle batterie collegandola all'economia circolare. Un obiettivo importante di tali modifiche è stabilire nuove norme in modo da garantire che le batterie siano prodotte con il minor impatto possibile sull'ambiente, utilizzando materiali ottenuti nel pieno rispetto delle norme sociali ed ecologiche. Le batterie devono durare a lungo, offrire sicurezza e, una volta inservibili, poter essere destinate a una seconda vita, rigenerate o riciclate, reimmettendo materiali di valore nell'economia.

Come passo successivo, la Commissione sta ora elaborando misure per conseguire un obiettivo aggiornato di riduzione netta delle emissioni di gas a effetto serra entro il 2030 del 55% rispetto ai livelli del 1990. Tali misure sono descritte in dettaglio nel piano dell'UE per gli obiettivi climatici per il 2030 e prevedranno:

• un obiettivo più ambizioso in materia di energie rinnovabili per il 2030
• norme più severe in materia di CO₂ per le automobili
• la revisione della legislazione sull'infrastruttura per i combustibili alternativi
• norme comuni sulla tassazione dell'energia.

Ciò stimolerà ulteriormente la domanda di stoccaggio, in particolare le batterie. La Commissione ha inoltre avviato numerose iniziative riguardanti materie prime, competenze e istruzione.

Altre soluzioni per lo stoccaggio dell'energia

Oltre alle batterie, l'idrogeno è considerato una tecnologia abilitante fondamentale per conseguire la neutralità in termini di emissioni di carbonio entro la metà del secolo e ha attirato l'attenzione dell'UE e dell'industria europea.

L'idrogeno può produrre energia in settori che non sono adatti all'elettrificazione, come il trasporto marittimo o i veicoli pesanti per i trasporti a lunga distanza, e garantire lo stoccaggio a lungo termine per equilibrare i flussi variabili di energia rinnovabile. In un sistema energetico integrato l'idrogeno può favorire la decarbonizzazione dell'industria, dei trasporti, della produzione di energia elettrica e dell'edilizia in tutta Europa. La strategia dell'UE per l'idrogeno, adottata nel luglio 2020, offre una prospettiva su come tradurre queste potenzialità in una realtà concreta attraverso investimenti, regolamentazione, creazione di mercati, ricerca e innovazione.

Nell'ambito dei programmi Orizzonte 2020 e Orizzonte Europa, l'UE fornisce sostegno anche ad altre tecnologie di stoccaggio, tra cui l'accumulazione idraulica per pompaggio e l'accumulazione termica.

Per quanto riguarda le norme dell'UE sull'assetto del mercato delle energie rinnovabili e dell'energia elettrica, sono tecnologicamente neutre e abbracciano tutte le forme di stoccaggio (esistenti, emergenti o non ancora inventate). L'obiettivo auspicato è incoraggiare ulteriormente la ricerca e la diffusione di altri tipi di stoccaggio, quali supercondensatori, volani, sistemi di stoccaggio dell'aria liquida e dell'energia ad aria compressa.

Il successo nello sviluppo di batterie e capacità di stoccaggio nell'UE risponde a due importanti priorità per l'UE: il Green Deal europeo (a sostegno della transizione verso l'energia pulita) e la trasformazione digitale. L'obiettivo è sviluppare le migliori possibilità di stoccaggio e applicazioni della massima qualità per gli utenti grazie alla digitalizzazione in corso di realizzazione.

Link correlati

Stoccaggio dell'energia (DG Energia)

Idrogeno (DG Energia)

Stoccaggio dell'energia (DG Ricerca)

Alleanze industriali (DG Mercato interno, industria, imprenditoria e PMI)