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Terre rare e materiali critici al centro della transizione energetica

Accelerare la transizione energetica e aumentare gli sforzi verso la decarbonizzazione: questi sono i due capisaldi da tenere in considerazione se vogliamo affrontare le giganti sfide del cambiamento climatico – espresse in modo incontrovertibile dall’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) – e al contempo rafforzare in modo definitivo l’indipendenza energetica nazionale ed europea in questo momento di grave turbolenza internazionale.

In questo contesto, diventa quindi necessario un massiccio processo di elettrificazione dei consumi finali nei diversi settori della nostra economia e società – edilizia, trasporti, industria – sostenuto dalla penetrazione delle rinnovabili, dalla diffusione di reti intelligenti e stoccaggi, e integrato dall’utilizzo dell’idrogeno verde in quei settori particolarmente complessi da decarbonizzare e comunemente definiti hard-to-abate.

Gran parte di queste tecnologie, come pannelli fotovoltaici, turbine eoliche, microchip, contatori digitali, batterie e idrolizzatori, sono già disponibili sul mercato, ma il loro utilizzo e la loro domanda verrà a crescere in modo esponenziale per raggiungere gli ambiziosi obiettivi fissati dall’Accordo di Parigi. Ciò implica, pertanto, che con il loro utilizzo crescerà anche la richiesta di tutta una serie di materiali – comunemente definiti critici, anche se in molti casi sono contro intuitivamente abbondanti – necessari per la realizzazione non solo delle tecnologie green, ma ampiamente utilizzati anche in altri settori come quelli informatico e dell’automotive.

Metalli come rame, litio, cobalto, nichel, grafite, manganese e platino, e i 17 elementi chimici noti come terre rare (scandio, ittrio, lantanio, cerio, praseodimio, neodimio, promezio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, olmio, erbio, tulio, itterbio e lutezio) diventeranno dunque sempre più elementi essenziali per la transizione energetica, con ripercussioni di natura economica e di competitività industriale. Questi elementi, a cascata avranno importanti riflessi geopolitici e strategici sugli scacchieri internazionali. Questo poiché le riserve note di alcuni di questi materiali sono concentrate geograficamente in alcune aree specifiche del nostro pianeta – per il litio si parla spesso del triangolo andino, per il cobalto della Repubblica democratica del Congo, ad esempio – e quindi, in assenza di pianificazione e misure di governance per rafforzare la liquidità dei mercati, potrebbero emergere alcuni rischi sul fronte degli approvvigionamenti e crescente volatilità dei prezzi.

Tuttavia, sebbene queste caratteristiche presentino similitudini con il settore dei combustibili fossili, è importante sottolineare come alcune caratteristiche di questi materiali li differenzino in modo sostanziale. Contrariamente a petrolio, gas naturale e carbone, gran parte di questi materiali (oltre a non emettere CO2 quando utilizzati) sono riciclabili, in parte sostituibili tra loro e hanno importanti margini di sviluppo tecnologico ed efficientamento, sia per quanto riguarda i processi di estrazione e raffinazione sia nel loro effettivo impiego. In molti casi sarebbe quindi economicamente fattibile aumentare l’attività mineraria in diverse aree del mondo, inclusa l’Europa, nel rispetto di specifici standard di sostenibilità. È necessario, inoltre, mitigare la crescita dei consumi con una progettazione eco-innovativa dei prodotti e prevedere filiere di economia circolare per il recupero a fine vita.

Un altro punto importante da tenere in considerazione quando si parla di questi materiali è quello relativo alle filiere di raffinazione e trasformazione, poiché gran parte di essi non vengono utilizzati così come estratti in natura, ma devono subire trattamenti e processi industriali per essere correttamente utilizzati nelle diverse tecnologie e applicazioni green.

Questo aspetto contribuisce a trasformare in modo sostanziale la mappa delle dipendenze, spostando il focus dalla materia prima al materiale lavorato. Al contempo contribuisce – almeno in parte – a svincolare la disponibilità fisica delle riserve con la capacità di processazione di quest’ultime. Ad esempio, la maggior parte dell’estrazione di terre rare (58%) e della purificazione (90%), così come la maggior parte della produzione di magneti permanenti (90%), sono concentrati in Cina. Va rilevato che questa situazione permette alla Cina di giocare un ruolo determinante nelle catene di approvvigionamento globale dei materiali critici. Se questa concentrazione rappresenta al giorno d’oggi una criticità e un elemento di potenziale vulnerabilità, lo spostamento dell’attenzione da riserva grezza a prodotto lavorato permette comunque – a fronte di una politica industriale a supporto – di ridurre i rischi legati alla localizzazione geografica di queste materie prime. Resta tuttavia il fatto che la metallurgia di molti di questi materiali, compresa la separazione, la fabbricazione dei metalli e la fusione, è una sfida tecnologica e l’aumento dei tassi di lavorazione dipende da fattori come investimenti in capacità e know-how, concentrati in pochi paesi. Il che attualmente pone limiti all’ingresso di nuovi fornitori.

Alla luce di questo, pertanto, gli sforzi quanto mai necessari verso una transizione energetica rapida e ambiziosa dovranno essere accompagnati da politiche pubbliche di ‘consolidamento strategico’ in questo settore, per evitare alcune delle vulnerabilità legate all’approvvigionamento che potrebbero emergere, e rendere la decarbonizzazione un processo virtuoso e sicuro a 360°.

Innanzitutto, va rafforzata senza esitazioni la governance internazionale. La transizione energetica e la lotta al cambiamento climatico sono – e devono essere – una condizione win-win per tutti gli attori in gioco, dalle grandi economie chiamate a un massiccio sforzo di decarbonizzazione ai paesi detentori di risorse essenziali. Per questo motivo, la cooperazione internazionale deve evitare la creazione di fronti contrapposti, come avvenuto nel settore dei fossili negli ultimi 50 anni. A tal fine, oltre programmi nazionali e regionali – l’UE ad esempio ha lanciato la European Raw Materials Alliance (ERMA), mentre iniziative con obiettivi simili sono state lanciate anche negli Stati Uniti, in Cina, Australia e Giappone -diventa essenziale portare la cooperazione su scala internazionale. Il settore necessita di un’architettura multilaterale volta a garantire quadri regolatori e finanziari stabili e meccanismi di collaborazione per chi investe tanto nell’estrazione quanto nella processazione di questi materiali, per misurare adeguatamente le riserve, le risorse e gli impatti sulla domanda, tenendo conto dell’innovazione e di tutti i tipi di utilizzo. È inoltre necessario gestire congiuntamente i rischi di approvvigionamento, senza dimenticare gli importanti risvolti sociali e ambientali che queste attività hanno su scala locale, nazionale ed internazionale. In questo contesto, l’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) ha lanciato un Collaborative Framework on Critical Materials for the Energy Transition, con l’obiettivo di espandere il monitoraggio sul settore e facilitare il dialogo tra i suoi 167 membri – tra cui l’Italia e l’UE – allo scopo di favorire un approccio collaborativo e virtuoso verso il nesso tra materiali critici e transizione energetica.

Al contempo, sul piano industriale, è essenziale continuare – o talvolta iniziare – a investire in know-how e sviluppo tecnologico per la creazione di una filiera regionale e nazionale di trasformazione e raffinazione, come previsto dal Critical Raw Material Action Plan elaborato nel 2020 dall’Unione europea e ribadito dal Critical Raw Material Act annunciato dalla Presidente della Commissione Ursula Von der Leyen nel suo ultimo discorso sullo Stato dell’Unione. Questo permetterebbe di evitare dipendenze dalle importazioni di prodotti raffinati, soprattutto dalla Cina, e rafforzare al contempo il posizionamento tecnologico e industriale nazionale ed europeo in cicli industriali chiave come quelli del riciclo, dell’efficientamento e della sostituzione di questi materiali. I governi hanno anche un ruolo nella riduzione dei rischi degli investimenti strategici richiesti lungo tutta la catena di approvvigionamento. Sebbene la diversità dell’offerta sia vantaggiosa, gli approcci all’offerta puramente domestica saranno economicamente e commercialmente impegnativi. Pertanto, il dialogo internazionale e la cooperazione tra fornitori e utenti di terre rare, tra sviluppatori di tecnologia, fornitori e responsabili politici devono essere intensificati.

In conclusione, i materiali critici non fermeranno la transizione energetica e la lotta al cambiamento climatico, se pianifichiamo in anticipo.

 

A cura di:

Nicolò Sartori, Senior Researcher, Enel Foundation

Silvia Burgos Rodríguez, PhD Senior Researcher, Enel Foundation

Luca Spinosa, Researcher, Enel Foundation

 

Photo by Vedrana Filipović on Unsplash

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