Su spinta del governo, nasce un consorzio pubblico-privato che raccoglie i principali produttori di batterie cinesi. L’obiettivo: spingere per il perfezionamento e la commercializzazione della nuova frontiera delle batterie elettriche. Un segmento su cui anche l’Occidente spinge per non perdere terreno…
La competizione sulle batterie elettriche è una corsa alla frontiera tecnologica, per proiettare l’industria automotive e le capacità di stoccaggio energetico (ESS) in allineamento con gli ambiziosi obiettivi di decarbonizzazione. Per farlo, serve studiare la tavola periodica, trovare gli elementi più promettenti per assicurare elevate performance (su tutti, la densità energetica) e assicurare economie di scala per portare il prodotto il più velocemente possibile sul mercato e abbassare i prezzi, in un circolo virtuoso.
È uno sforzo che mette insieme ingegneri, manager e investitori oltre ad organizzazioni pubbliche legate alla ricerca di tutto il mondo ma che vede da oltre un decennio la Cina – e il suo ecosistema nato intorno ai giganti elettrici come Byd e Catl – un passo avanti Stati Uniti ed Unione Europea sullo sviluppo e produzione di massa delle batterie agli ioni di litio.
Per non perdere la corsa, Usa e Ue hanno lanciato iniziative di politica industriale come l’Inflation Reduction Act (IRA), il Net Zero Industry Act e l’European Critical Raw Materials Act per costruire un futuro per l’industria automotive nel percorso verso l’elettrificazione (non senza ostacoli politici e di mercato) e sostenere la transizione energetica. Per farlo, serve investire e attirare gigafactory, costruire linee di approvvigionamento per i materiali critici come litio, nichel e grafite oltre ad investire in tecnologie e batterie alternative, come le batterie al sodio su cui punta la svedese Northvolt.
In presenza di una maggiore domanda di veicoli elettrici, i produttori saranno spinti a modificare ulteriormente gli input minerali delle loro batterie e ad adottare soluzioni chimiche alternative, a causa della carenza di forniture, dei prezzi elevati e della continua pressione dei consumatori per aumentare l’autonomia dei veicoli elettrici (vero punto critico per l’adozione di massa) e abbassare i prezzi di vendita (la stessa Tesla ha stretto un accordo con Catl per una gigafactory di celle al litio ferro fosfato mentre Stellantis con Leapmotor).
Ed è in quest’ultima direzione che vuole scommettere con forza anche la Cina, nonostante il predominio costruito su brevetti e filiera industriale delle batterie al litio. La motivazione? Non perdere la leadership tecnologica, ma soprattutto spingere per l’adozione e la penetrazione dei New Energy Vehicle (NEV), come sono definiti in Cina. Anche puntando sui mercati esteri pian piano che il mercato cinese verrà saturato.
La tecnologia presa di mira è quella delle batterie allo stato solido (SSB). Si tratta dell’innovazione che alcuni analisti definiscono come il “santo Graal” delle batterie, soprattutto per le performance potenziali. La struttura generale delle batterie allo stato solido combina un elettrolita solido (invece che liquido) con un anolita, un catolita e anodi e catodi attivi. Per ciascuno di questi componenti esistono varie opzioni, che aprono una vasta gamma di combinazioni possibili. Un’altra variazione essenziale rispetto alle batterie al litio è l’utilizzo, come anodo, del litio metallico che sostituisce la grafite, oltre alla possibilità di utilizzare il silicio metallico, elemento ben più abbondante. Attualmente, le celle SSB con le più alte densità energetiche possono essere ottenute utilizzando ossidi stratificati di materiali NMC/NCA, ovvero i materiali catodici attualmente più impiegati nelle batterie allo stato dell’arte, soprattutto dalle aziende coreane come LG Energy Solution e Samsung SDI. I materiali LFP, sui cui Catl e Byd hanno costruito il loro vantaggio competitivo, sono interessanti soprattutto per i costi più bassi e la maggiore stabilità. Tra i vantaggi, secondo l’istituto di ricerca tedesco Fraunhofer, si annoverano la sicurezza (minor infiammabilità dell’elettrolita), durata a lungo termine e capacità di ricarica più veloce.
In generale, le batterie SSB saranno più leggere, più stabile e con una migliore capacità di trattenere l’energia. Secondo l’International Energy Agency (IEA), le SSB al litio potrebbero avere una densità energetica massima di 480 wattora al chilogrammo, rispetto al massimo previsto per le comuni batterie agli ioni di litio di circa 300 Wh/kg, già entro il 2025. Secondo l’IEA nel flagship report del 2021, l’ostacolo principale all’adozione diffusa delle SSB è la scalabilità della produzione dal lab alla gigafactory e potrebbe richiedere dai tre ai cinque anni. Ad oggi, la capacità produttiva di SSB è di soli 2 GWh, dal momento che la tecnologia è ancora in fase di studio e miglioramento nei laboratori di tutto il mondo. Tra cui, appunto, in Cina.
Per rafforzare questi sforzi, i funzionari di Pechino hanno riunito le principali case produttrici di batterie e di automobili della Cina, nel tentativo di assicurarsi una posizione di forza nella produzione di veicoli elettrici. Il mese scorso è stata costituita la China All-Solid-State Battery Collaborative Innovation Platform (CASIP) con l’obiettivo di superare il primato, per ora in mano al Giappone, nella creazione di batterie allo stato solido entro il 2030. Il consorzio comprende sei dei 10 principali produttori di batterie come CATL, FinDreams Battery, CALB, Eve Energy e Lotion High-tech di BYD, oltre a case automobilistiche statali e private come Byd, secondo quanto ricostruito dal quotidiano Nikkei. Tra i membri del consorzio, anche il potente Ministero dell’Industria e della Tecnologia per l’Informazione (MIIT), la Commissione del Consiglio di Stato per la Supervisione e l’Amministrazione degli Asset Statali (SASAC) e l’Amministrazione Nazionale dell’Energia.
I cinesi, ben consapevoli del fatto che la nuova tecnologia delle batterie potrebbe influire sulla gerarchia industriale e la leadership nel settore EV, hanno intenzione di intensificare la ricerca e lo sviluppo di batterie di nuova generazione. Catl e Byd sono già avanti sulla commercializzazione delle prime batterie al sodio, ma vogliono anche sviluppare una linea di fornitura per le case automobilistiche di batterie SSB, con la scommessa che i veicoli elettrici costituiranno più della metà delle vendite di auto entro il prossimo anno o già nel 2026. Target raggiungibile in Cina, più complesso altrove. È anche probabile che l’intelligenza artificiale possa accelerare lo sviluppo di migliori batterie per auto, accelerando la ricerca scientifica di base.
“Dobbiamo essere preparati al rischio che la tecnologia delle batterie allo stato solido possa ribaltare il vantaggio della Cina nel settore delle batterie per autoveicoli”, ha dichiarato Ouyang Minggao, professore dell’Università Tsinghua specializzato nello sviluppo di tecnologie legate al settore automobilistico, durante la cerimonia di costituzione dell’organizzazione a Pechino il 21 gennaio.
Il vantaggio in termini di brevetti è di Toyota, che ne possiede oltre 1,300 mentre i produttori di batterie cinesi sono fermi a 100 circa. Toyota punta a lanciare i veicoli elettrici dotati di batterie allo stato solido nel 2027-2028. Vikram Gulati, responsabile per l’India della società nipponica, ha dichiarato che i veicoli elettrici Toyota saranno dotati di batterie allo stato solido entro un paio d’anni. Parlando al Vibrant Gujarat Global Summit, ha dichiarato che “saranno un veicolo che si ricaricherà in 10 minuti, con un’autonomia di 1.200 chilometri e un’ottima durata di vita”.
Anche case automobilistiche europee come Volkswagen e BMW si stanno affrettando a commercializzarle, collaborando con start-up di batterie negli Stati Uniti e altrove. Allo stato attuale, l’ecosistema che ruota intorno alle SBB conta poco più di 40 realtà, concentrate principalmente dallo stadio di prototipo delle celle al design applicato su un pacco batteria installato sugli EV. Solo Toyota e la cinese Ganfeng Lithium (leader nella produzione di materiali precursori e principale fornitore mondiale di litio battery grade dopo Albemarle e SQM) hanno iniziato test di manifattura avanzati.
Solid Power Inc. con sede negli Stati Uniti, sta lavorando a una SSB che accoppia un catodo di nichel-manganese-cobalto con un anodo a base di silicio e un elettrolita solido di solfuro. QuantumScape Corp., un’altra azienda statunitense produttrice di batterie, sta sviluppando una propria SSB che utilizza un elettrolita ceramico con un anodo di litio-metallo. La casa automobilistica giapponese Nissan Motor Co. Ltd. punta al 2028 per l’inserimento delle SSB nelle sue auto, mentre Honda Motor. ha dichiarato di voler iniziare il lancio di veicoli elettrici alimentati a SSB nella seconda metà del 2020.
La corsa è aperta, ma l’annuncio del consorzio cinese rappresenta un chiaro monito per i competitor privati occidentali: lo Stato cinese è pronto ad intervenire qualora la leadership sulle batterie fosse minacciata dall’innovazione tecnologica, necessaria per superare alcuni colli di bottiglia sul lato forniture ma soprattutto per avvicinare la tecnologia il più possibile alle esigenze dei consumatori.
