La corsa per decarbonizzare l’elettrico

Una delle proposte di valore chiave dei veicoli elettrici (EV) per i consumatori – e per il pianeta – è la loro bassissima impronta di carbonio una volta in funzione. A differenza delle automobili e dei veicoli commerciali con motori a combustione interna, i veicoli elettrici non producono emissioni dirette dallo scarico derivanti dalla combustione di diesel e benzina. Ma anche i veicoli elettrici alimentati a batteria devono affrontare una grave sfida in termini di emissioni: la produzione delle batterie stesse è un processo ad alta intensità di carbonio.

Questo articolo è il risultato di uno sforzo collaborativo di Martin Linder, Tomas Nauclér, Stefan Nekovar, Alexander Pfeiffer e Nikola Vekić, che rappresentano le opinioni del settore Automotive & Assembly Practice di McKinsey.

In effetti, la produzione delle grandi batterie agli ioni di litio utilizzate per alimentare i veicoli elettrici è la principale fonte di emissioni integrate sia per le auto elettriche che per i camion, rappresentando circa dal 40 al 60% delle emissioni totali di produzione, secondo le nostre stime. In altre parole, la produzione di batterie può generare tante emissioni quanto la produzione di tutti gli altri materiali necessari alla realizzazione di un veicolo elettrico, o anche di più (Figura 1).

Con l’aumento della pressione per la decarbonizzazione e la ripresa della domanda di veicoli elettrici a livello globale, i produttori si stanno affrettando per affrontare questa sfida in termini di emissioni. Più di 100 OEM del settore automobilistico e i loro fornitori si sono impegnati a ridurre le emissioni nell'ambito dell'iniziativa Science Based Targets.1 Per ulteriori informazioni, vedere "Companies Taking Action", Science Based Targets, accesso il 18 gennaio 2023. Si prevede che anche altri leader del settore unisciti a questo gruppo

Le decisioni individuali degli OEM possono fare una differenza sostanziale. I livelli di emissioni derivanti dalla produzione delle batterie per veicoli elettrici dipendono da una varietà di fattori, tra cui le scelte di progettazione, il tipo di veicolo, l’autonomia e i requisiti di trasporto, nonché i luoghi di produzione e di approvvigionamento. Le fonti energetiche utilizzate per produrre i vari componenti delle batterie sono uno dei principali fattori che spiegano l’ampia variazione nell’impronta di carbonio dei diversi OEM.

La buona notizia è che nei prossimi cinque-dieci anni saranno possibili forti riduzioni delle emissioni di carbonio derivanti dalla produzione di batterie per veicoli elettrici. Questo articolo spiega perché la produzione di batterie per veicoli elettrici è un’attività ad alte emissioni e cosa si può fare per ridurne l’impronta di carbonio.

Un veicolo elettrico ha circa il doppio dell’impronta produttiva di un tipico veicolo con motore a combustione interna (ICE). Entrambi hanno emissioni di produzione integrate simili, ad esempio, derivanti dalla produzione della carrozzeria del veicolo, che comporta tra le cinque e le dieci tonnellate di emissioni di CO2e, a seconda delle sue dimensioni e del luogo di produzione. Oltre a ciò, tuttavia, la produzione di un tipico veicolo elettrico (con un pacco batteria da 75 kWh) emette più di sette tonnellate di emissioni di CO2e solo dalla batteria.

I materiali e l’energia necessari per produrre le batterie dei veicoli elettrici spiegano gran parte della sua pesante impronta di carbonio. Le batterie dei veicoli elettrici contengono nichel, manganese, cobalto, litio e grafite, che emettono notevoli quantità di gas serra (GHG) nei loro processi di estrazione e raffinazione. Inoltre, la produzione di materiali attivi anodici e catodici richiede per alcuni processi temperature elevate e ad alta intensità energetica. La chimica delle batterie, la tecnologia di produzione, la selezione dei fornitori di materie prime e le vie di trasporto sono altri fattori determinanti per la quantità di carbonio di produzione incorporato.

Le decisioni di approvvigionamento, anche per quanto riguarda l’energia utilizzata, hanno un grande impatto sulle emissioni, a seconda che vengano utilizzate energie rinnovabili come l’energia solare ed eolica o combustibili fossili come il gas naturale. I produttori che utilizzano elettricità rinnovabile hanno già un’impronta di carbonio significativamente inferiore nella produzione di batterie rispetto a quelli che utilizzano combustibili fossili. Il grafico 2 evidenzia l’ampia variazione delle emissioni legate alle batterie a seconda delle scelte della catena del valore.

Per ora, la maggior parte delle batterie viene prodotta in Asia: la Cina domina il mercato con una quota di mercato superiore al 70% e ha i processi di produzione più ad alta intensità di emissioni. Al contrario, la Svezia ha mantenuto un livello relativamente basso di emissioni derivanti dalla produzione di batterie, in media meno della metà di quelle della Cina.