Gli annunci di sviluppi per le batterie alternative, di nuova generazione, non al litio, comprese le batterie a flusso redox, metallo-aria o agli ioni di sodio, sono ormai un evento regolare. Nonostante l’interesse per queste alternative, le batterie agli ioni di litio rimangono la scelta dominante per i dispositivi di consumo, i veicoli elettrici e lo stoccaggio stazionario. Tuttavia, l’importanza dei prodotti chimici delle batterie non al litio è destinata a crescere notevolmente nei prossimi 10 anni, soprattutto nel settore dell’immagazzinamento stazionario dell’energia. Entro il 2025, IDTechEx, società di consulenza e ricerche di mercato, prevede che >10% del mercato stazionario sarà rappresentato da prodotti chimici non al litio, rispetto a <5% nel 2021.
Quota 2025 della tecnologia delle batterie per lo stoccaggio stazionario dell’energia, per GWh. Fonte: IDTechEx.
Ma perché si stanno esplorando le alternative agli ioni di litio, date le loro alte prestazioni, la disponibilità e, fino a poco tempo fa, i costi in calo? In primo luogo, l’immagazzinamento stazionario dell’energia è destinato a diventare una parte più grande del mercato delle batterie. Anche se i veicoli elettrici sono il più grande mercato per la tecnologia delle batterie e rimarranno tali, l’importanza del mercato stazionario crescerà e una volta che la densità di energia può essere de-priorizzata come può essere per i sistemi di stoccaggio stazionari, la scelta della chimica delle batterie e dei sistemi diventa meno restrittiva. In particolare, si prevede che sarà necessario un maggiore stoccaggio di lunga durata per consentire livelli di penetrazione più elevati di fonti di energia rinnovabili variabili. Qui, sono necessarie tecnologie a basso costo e di più lunga durata. Le batterie agli ioni di litio probabilmente faranno fatica a sfruttare con profitto le variazioni di prezzo dell’elettricità su periodi di stoccaggio di 6-8 ore, per non parlare dei giorni o delle settimane di stoccaggio che potrebbero essere necessari.
In secondo luogo, i miglioramenti alle tecnologie alternative delle batterie contribuiranno a renderle più attraenti. Un certo numero di aziende sta lavorando su una varietà di prodotti chimici, dimostrando prototipi e lanciando sistemi di batterie per i primi clienti. Nel settore stazionario, le batterie a flusso redox basate sul vanadio sono state commercializzate relativamente bene, ma nuovi schemi di finanziamento che affittano l’elettrolita, o nuovi elettroliti chimici, possono aiutare ad alleggerire l’onere del costo del capitale. A questo scopo, si stanno anche sviluppando e commercializzando vari prodotti chimici per batterie basati su zinco, ferro e altri materiali a basso costo. L’interesse per queste alternative può essere evidenziato da alcuni dei finanziamenti raccolti nel 2021 dalle aziende che sviluppano queste tecnologie a lunga durata, compresi i 200 milioni di dollari per il ferro-aria di Form Energy, 144 milioni di dollari per la batteria ad alta temperatura di Ambri Inc, e 100 milioni di dollari per la batteria ibrida nichel-idrogeno di Enervenue. Le aziende che sviluppano tecnologie di stoccaggio non elettrochimiche come Highview Power e Energy Vault hanno anche raccolto notevoli finanziamenti nel 2021.
Fonte: IDTechEx
Infine, la seconda metà degli anni 2020 potrebbe portare interruzioni di fornitura e colli di bottiglia all’industria del Li-ion. Il litio, il cobalto e il nichel potrebbero scarseggiare e mentre esistono alternative al nichel e al cobalto, il litio è, ovviamente, fondamentale per le batterie Li-ion, che continueranno ad essere necessarie per la maggior parte dei veicoli elettrici. Anche la sicurezza delle batterie Li-ion e le credenziali ambientali dei materiali in tutta la catena di fornitura Li-ion sono messe in discussione. Questo apre un’opportunità per i prodotti chimici delle batterie e le tecnologie di immagazzinamento dell’energia che utilizzano materiali a basso costo e più ampiamente disponibili e che possono anche offrire ulteriori benefici ambientali e di sicurezza.
Gli ioni di litio continueranno a dominare lo spazio di stoccaggio dell’energia nel breve termine. Per i veicoli elettrici a batteria, questo continuerà ad essere il caso anche a lungo termine, dato che ci sono poche alternative realistiche al di là dei prodotti chimici correlati basati su silicio e anodi di litio-metallo o elettroliti solidi. Ma per lo stoccaggio stazionario, le alternative agli ioni di litio sono destinate a giocare un ruolo sempre più importante grazie al loro potenziale di miglioramento dei costi e della sicurezza, all’alleggerimento degli oneri di fornitura dei materiali e ai requisiti spesso meno esigenti sulla densità di energia nel settore stazionario. Per saperne di più, consultare il rapporto IDTechEx “Batterie al litio avanzate agli ioni di litio e oltre 2022-2032: tecnologie, attori, tendenze, mercati” o visitare il sito web di IDTechEx per ulteriori informazioni sulla nostra copertura di ricerca sulle batterie e sull’accumulo di energia. Sono disponibili pagine campione per tutti i rapporti IDTechEx.
