Perché e quando le batterie saranno più economiche

Per quasi un secolo abbiamo usato le batterie al piombo con una certa indifferenza, fino a quando i notebook e gli altri dispositivi portatili ci hanno costretto a sviluppare qualcosa di migliore. Nel 2008, le batterie costavano 1500 euro a kWh; ora le celle NMC (batterie al litio con catodo di nichel, manganese e cobalto) possono essere acquistate per meno di 100 euro/kWh. Le celle litio ferro fosfato (LFP), leggermente più pesanti ma migliori sotto ogni aspetto, hanno un prezzo che si aggira intorno ai 50 euro/kWh. Queste batterie possono certamente diventare più economiche, ma le batterie agli ioni di sodio promettono di abbassare significativamente i costi. Tanto che, improvvisamente, installeremo stationary battery ovunque.

A descrivere questo scenario è Auke Hoekstra, ricercatore e analista olandese noto per il suo lavoro nel campo della mobilità sostenibile e delle energie rinnovabili. Hoekstra svolge le sue attività di ricerca presso l’Università Tecnica di Eindhoven (Paesi Bassi) ed è leader del progetto NEON research, che si occupa di studiare l’impatto dei veicoli elettrici e delle energie rinnovabili sulla rete elettrica e sull’ambiente.

Costi delle batterie: perché scenderanno vertiginosamente

Il noto ricercatore osserva che è complesso prevedere quanto “buone” ed economiche saranno le batterie di domani. Tuttavia, si mostra sicuro del fatto che saranno decisamente più economiche rispetto a oggi. A sostegno della sua tesi, porta sul tavolo uno studio della curva di apprendimento che la tecnologia ha mostrato di seguire. Inoltre, si concentra sul tema dei materiali necessari per la realizzazione delle batterie.

La legge di Wright, afferma Hoekstra, sostiene il “funzionamento” delle curve di apprendimento: per ogni raddoppio della produzione, il prezzo scende di una certa percentuale. Ad esempio, passando da 10 a 1200 GWh di capacità globale delle batterie man mano prodotte, i prezzi delle stesse sono scesi da 1200 a 150 dollari. Una tendenza che mette in evidenza una riduzione  di prezzo del 25% per ogni raddoppio della produzione. Proiettando questa crescita fino al 2030, sostiene Hoekstra, il prezzo delle celle delle batterie potrebbe scendere in modo significativo. Quanto?

Il ricercatore descrive le formule utilizzate a sostegno delle sue affermazioni e indica 2410 GWh come la quantità totale di capacità produttiva di batterie a livello globale. Il dato indica la quantità di energia che può essere immagazzinata e rilasciata dalle batterie prodotte l’anno scorso. È una misura della capacità cumulativa delle batterie fabbricate e disponibili per l’uso in vari settori, come i veicoli elettrici, lo stoccaggio di energia e altre applicazioni. Secondo Hoekstra, nel 2030 sarà possibile contare su 61917 GWh di capacità (2410 * 1,59⁷). Il numero di raddoppi è secondo noi più vicino a 5 che a 8. Tuttavia, la riduzione del costo a KWh sarebbe comunque significativa. Hoekstra parla di 8 dollari a kWh.

I costi dei materiali

I costi dei materiali delle batterie al litio NMC sono sempre stati un fattore limitante. Tuttavia, con l’arrivo delle batterie LFP e l’ottimizzazione della loro densità energetica, i costi dei materiali sono drasticamente diminuiti. Le batterie al sodio, con il costo del sodio circa 30 volte inferiore a quello del litio, promettono ulteriori riduzioni dei costi, portando il costo dei materiali a circa un dollaro a kWh.

Accumulatori ovunque e una rete elettrica più stabile

Con il termine stationary battery si fa riferimento ai sistemi di accumulo dell’energia elettrica progettati per rimanere in una posizione fissa, a differenza delle batterie portatili o quelle progettate per i veicoli. Sono utilizzate principalmente per immagazzinare energia elettrica in grandi quantità come supporto alla rete elettrica, a integrazione delle energie rinnovabili (solare, eolico), come backup per edifici o strutture critiche, per gestire la domanda energetica.

Hoekstra prevede che, molto prima del 2030, avremo batterie durevoli per meno di 50 dollari/kWh ovunque. Le case avranno batterie da 20 kWh che costeranno solo 1000 dollari, recuperando il loro costo velocemente e garantendo un uso dell’elettricità senza picchi durante il giorno, con poche fluttuazioni di tensione e senza blackout.

Affinché le batterie, diventate più economiche, possano effettivamente risolvere i problemi di congestione della rete e favorire la diffusione delle rinnovabili, è necessario prepararsi. Secondo il ricercatore olandese c’è bisogno di qualcosa di simile al modelli OSI di Internet anche per la rete elettrica. “Bisogna che tutti i player possano sviluppare soluzioni hardware interoperabili. Inoltre, è necessario che i dispositivi utilizzino la crittografia a chiave pubblica per garantire che le informazioni provengano da fonti affidabili“, osserva.