I sali di litio sono utilizzati nelle terapie psichiatriche già dagli anni '40,  acquisendo nel tempo una sempre più vasta diffusione come farmaci per il trattamento degli stati depressivi, uno dei mali simbolo della civiltà industriale.

Potrà in futuro il litio rappresentare anche la terapia per dare una spinta decisiva alla lotta all'inquinamento atmosferico, come si augurano gli ecologisti, ereditando così il ruolo di metallo dalle magiche proprietà attribuito in passato a oro e argento?

Il litio, scoperto solo nel 1817,  è relativamente abbondante in natura ma si disperde nella crosta terrestre legandosi ad altri elementi, in genere rocce ignee e salamoie naturali dalle quali deve poi essere separato. Il suo costo di estrazione dipende quindi dalla sua concentrazione e dalla quantità di contaminanti presenti: solo le grandi concentrazioni ne rendono vantaggiosa l'estrazione.

Le prime  applicazioni industriali a utilizzare litio sono state nei settori dell'alluminio, del cemento, dei vetri e delle ceramiche speciali. La svolta storica è rappresentata però dalla nascita delle batterie al litio, che hanno il triplo dell'energia di quelle al nichel/metallo e il doppio della potenza.
L'esplosione di questo metallo, destinata a moltiplicarne il valore commerciale, è arrivata solo negli ultimi 18 anni, con l'uso massiccio di telefoni cellulari, computer portatili e dispositivi elettronici alimentati da batterie litio-ioni. 

Già nel 2005, 50 milioni di notebook, 80 milioni di macchine fotografiche e 800 milioni di telefoni cellulari dipendevano dal litio per il loro funzionamento; da allora la crescita è stata vertiginosa, soprattutto dopo l'affermazione sul mercato di i-pod, smartphone e tablet, con batterie ancora più grandi, per quanto le prestazioni non siano altrettanto migliorate. Il limite delle batterie al litio resta  la relativamente alta velocità di invecchiamento e la scarsa tolleranza al sole e alle alte temperature, che ne accelerano il decadimento.

Il Sudamerica è il principale fornitore di questa materia prima (Figura 1): il più grande giacimento al mondo si trova in Bolivia, sulla superficie del lago prosciugato di Salar de Uyuni, un deserto di sale di 10.550 chilometri quadrati sulle Ande, a 3600 metri di altezza, una riserva sottoutilizzata (conterrebbe la metà delle riserve planetarie, circa 100 milioni di tonnellate) in quanto, nonostante gli inviti di aziende giapponesi e francesi, la Bolivia di Evo Morales si rifiuta di concedere lo sfruttamento del giacimento a imprese straniere.
I giacimenti di migliore qualità sono viceversa in Cile, nel deserto di Atacama.

L'industria del litio è tuttora di piccole dimensioni
con una produzione annua limitata a circa 120.000 tonnellate di carbonato di litio, con il Cile maggiore produttore (45% nel 2009) seguito da Australia (23%), Cina e Argentina (Figura 2). Il mercato è dominato da poche grandi società che operano in Sud America utilizzando le salamoie naturali di laghi salati oggi prosciugati: la Sociedad Quimica y Minera de Chile (SQM), che è la compagnia nazionale cilena, la FMC Lithium (FMC), che fa parte di FMC Corporation e Chemetall, affiliata di Rockwood Holdings, Inc. (ROC). Il valore delle loro azioni è quasi triplicato negli ultimi tre anni. Il quarto grande produttore è Talison Lithium che opera in Australia ed estrae il litio dalle rocce per fabbricare vetro e ceramiche, mercato che essenzialmente domina; seguono a distanza Hitachi, LG Chem,  A123 Systems e Acta Cell

Il litio, a causa delle sue numerose varietà, non ha un prezzo spot di riferimento nel London Metals Exchange (LME) come gli altri metalli e di conseguenza questo è determinato essenzialmente dalle transazioni tra acquirenti e venditori e può aumentare senza problemi. Negli ultimi anni ha raggiunto circa i 6.600 Dollari per tonnellata, rispetto ai circa 2.500  Dollari per tonnellata dell'inizio del decennio.

Ma la svolta storica per questo metallo deve ancora realizzarsi: : da quando il presidente statunitense Obama ha lanciato il suo piano energetico, 16mila milioni di dollari investiti, di cui 2000 nella ricerca di batterie più efficienti e durature con l'obiettivo di vedere circolare un milione di auto elettriche entro il 2015, si è scatenata infatti la febbre del litio che promette di ripetere sulle enormi distese di sale del Sudamerica, e non solo, la corsa dell'oro della fine del XIX secolo (Figura 3).

 

I problemi, quando si parla di auto elettriche, non mancano. A frenarne il mercato è proprio la questione irrisolta del litio, elemento indispensabile per la produzione di batterie ancora poco efficienti e difficili da smaltire. Le batterie al litio attuali hanno limiti enormi e tendono a perdere annualmente oltre il 20% della loro capacità. Una dispersione relativamente veloce e che avviene nonostante la ricarica e anche in caso di non utilizzo.

I problemi di sicurezza, inoltre, non sono ancora stati del tutto risolti e l'autonomia massima di circa 160 chilometri, unita a tempi di ricarica di  quattro o cinque ore, non depone ancora a favore della nuova tecnologia.
Problematiche non irrilevanti per il futuro del settore, le cui effettive potenzialità dipenderanno innanzitutto dall'autonomia delle batterie al litio.

Per i più ottimmisti le vetture elettriche faranno ripartire il mercato automobilistico, mentre quello delle batterie al litio potrebbe addirittura espandersi di 8 miliardi di dollari nell'arco di soli cinque anni. Previsioni meno rosee, invece, ritengono che il risultato di queste politiche potrebbe essere tanto strepitoso nell'immediato quanto effimero già nel medio periodo.

Alcune aziende stanno già investendo sulla tecnologia dell'auto elettrica, che al momento richiede circa 3000 volte più litio di un telefono cellulare e che potrebbe quindi mettere a dura prova le attuali forniture del minerale (Figura 4), per quanto gli ultimi due anni di recessione mondiale abbiano registrato un calo della richiesta e sia anche prevista una parallela crescita della tecnologia nel riciclaggio.

La domanda è in ogni caso destinata a salire (Figura 5), soprattutto se l'auto elettrica sfonderà sul mercato, ma l'offerta stessa potrebbe crescere in quanto nuovi sondaggi esplorativi sono in atto sia nel Nord e Sud America che in Europa (la Sassonia ha vasti giacimenti ancora poco sfruttati). E' da considerare comunque che la stessa estrazione del litio ha un considerevole impatto ambientale, a causa del necessario impiego di elementi chimici tossici, oltre che di enormi quantitativi di acqua. Inoltre è ancora irrisolto il problema dello smaltimento, con il rischio conseguente di diminuire l'inquinamento atmosferico al prezzo di aumentare quello dei terreni.

L'Asia è l'attuale mattatore, come centro tecnologico e di produzione, dello sviluppo delle automobili ibride ed elettriche. La prima ibrida messa in commercio è stata la Prius della Toyota, seguita dalla Honda Insight, dotate però ancora di batterie al nichel-metallo-idrato. A fine 2010 si è aggiunta la Nissan Leaf, la prima auto al mondo con motore elettrico commercializzata in grande serie, realmente a emissioni zero di CO2 . E' un progetto in cui Nissan (in collaborazione con Renault) ha investito oltre 2 miliardi di euro, già insignito del titolo di Car of the year 2011. E' in rampa di lancio negli Stati Uniti la Chevrolet Volt, anch'essa al100% elettrica.

Il Pentagono ha recentemente divulgato una notizia a sensazione: l'Afghanistan potrebbe diventare l'Arabia Saudita del litio. Un'équipe di geologi statunitensi ha scoperto infatti nel nord del Paese vasti giacimenti minerali che includono ferro, cobalto, oro, rame e litio, valutati attorno ai 1000 miliardi di tonnellate, che in futuro potrebbero rendere molto ricco lo Stato oggi dilaniato dalla guerra.


Piccoli passi sono stati fatti anche in Italia, dove  la multinazionale americana Rockwood  si è alleata con la Regione Piemonte e il Politecnico di Torino per avviare un progetto di ricerca e sviluppo di un materiale catodico a base di litio: se l'iniziativa, denominata Politio, otterrà risultati positivi, nascerà in Piemonte una vera filiera per la produzione di batterie al litio, che a livello europeo è già presente in Francia.  L'impegno economico iniziale è stato stimato dalla Regione intorno ai 5-7 milioni di euro.

La corsa al litio sembra essere dunque ancora agli albori e non priva di difficoltà: proprio in questi giorni il Wall Street Journal ha segnalato i problemi della Apple di fronte alle scarse scorte di batterie al litio per iPod , prodotte dalla Kureha, azienda giapponese attualmente in difficoltà con la produzione a causa del terremoto che ha colpito il paese del Sol Levante.

                                                   Luca Deaglio

 

                                                                          

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