Il mondo può produrre una batteria per auto elettrica senza la Cina?

È una delle competizioni che definiscono la nostra epoca: i paesi che possono produrre batterie per auto elettriche raccoglieranno decenni di vantaggi economici e geopolitici.

L’unico vincitore finora è la Cina.

Nonostante i miliardi di investimenti occidentali, la Cina è così avanti nell’estrazione di minerali rari, nella formazione di ingegneri e nella costruzione di enormi fabbriche, che il resto del mondo potrebbe impiegare decenni per recuperare il ritardo.

Anche entro il 2030, la Cina produrrà più del doppio di batterie rispetto a tutti gli altri paesi messi insieme, secondo le stime di Benchmark Minerals, un gruppo di consulenza.

Ecco come la Cina controlla ogni fase della produzione di batterie agli ioni di litio, dall’estrazione delle materie prime dal terreno alla realizzazione delle automobili, e perché è probabile che questi vantaggi durino nel tempo.

Estrazione

Cina controlla i minerali rari essenziali

Le auto elettriche usano circa sei volte più minerali rari rispetto alle auto convenzionali a causa della batteria, e la Cina decide chi ottiene i minerali per primo e a quale prezzo.

Sebbene la Cina abbia pochi depositi sotterranei degli ingredienti essenziali, ha perseguito una strategia a lungo termine per farsi strada in una fornitura economica e costante. Le società cinesi, avvalendosi dell’assistenza statale, hanno acquisito partecipazioni in società minerarie nei cinque continenti.

La Cina possiede la maggior parte del cobalto miniere in Congo, che ha la maggior parte della fornitura mondiale di questo scarso materiale necessario per il tipo più comune di batteria. Le compagnie americane non sono riuscite a tenere il passo e hanno persino venduto le miniere alle loro controparti cinesi.

Di conseguenza, la Cina controlla il 41% del mondo cobalto minerario e il più minerario per litioche trasporta la carica elettrica di una batteria.

Forniture globali di nichel, manganese E grafite sono molto più grandi e le batterie consumano solo una frazione. Ma la fornitura costante di questi minerali da parte della Cina le conferisce ancora un vantaggio. Gli investimenti della Cina in Indonesia la aiuteranno a diventare il più grande controllore di nichel entro il 2027, secondo le previsioni di CRU Group, una società di consulenza.

Grafite è principalmente estratto in Cina. I produttori statunitensi sintetizzano la grafite a un costo molto maggiore.

Anche i paesi occidentali possiedono miniere all’estero e stanno cercando di mettersi al passo con la Cina. Ma sono stati più riluttanti a investire denaro in paesi con governi instabili o cattive pratiche lavorative. E sono stati lenti ad aumentare la propria produzione.

Una nuova miniera può impiegare più di 20 anni per raggiungere la piena produzione. Sebbene gli Stati Uniti stiano investendo per attingere alle sue significative riserve di litio, lo sforzo si è scontrato con una serie di preoccupazioni locali e ambientali.

Raffinazione

Il mondo fa affidamento sulla Cina per la lavorazione dei minerali

Indipendentemente da chi estrae i minerali, quasi tutto viene spedito in Cina per essere raffinato in materiali per batterie.

Una volta che il minerale viene prelevato dal terreno, viene solitamente polverizzato e quindi trattato con calore e sostanze chimiche per isolare i composti minerali. Il processo è uno spreco: il cobalto genera circa 860 libbre di roccia di scarto per ogni libbra di polvere di cobalto raffinata.

La raffinazione richiede enormi quantità di energia. I minerali delle batterie richiedono da tre a quattro volte più energia rispetto all’acciaio o al rame. La forma preferita di litio, ad esempio, deve essere riscaldato, cotto a vapore e asciugato. Supportate dal governo con terra ed energia a buon mercato, le aziende cinesi sono state in grado di raffinare i minerali a volumi maggiori ea costi inferiori rispetto a chiunque altro. Ciò ha causato la chiusura delle raffinerie altrove.

Anche la raffinazione è spesso causa di inquinamento e le raffinerie cinesi beneficiano di normative ambientali meno rigorose. Macinazione grafite provoca inquinamento atmosferico. in lavorazione nichel genera rifiuti tossici, che devono essere smaltiti in apposite strutture nell’oceano o nel sottosuolo. Gli esperti affermano che l’utilizzo di metodi più sostenibili per elaborare i minerali delle batterie fa aumentare i costi.

Oggi gli Stati Uniti hanno poche capacità di elaborazione. Una raffineria richiede in genere da due a cinque anni per essere costruita. La formazione dei lavoratori e la regolazione delle attrezzature possono richiedere più tempo. La prima raffineria di litio australiana, che ha una parte di proprietà cinese, è stata approvata nel 2016 ma non è riuscita a produrre litio per batterie fino all’anno scorso.

Componenti

La Cina produce la maggior parte delle parti che vanno in una batteria

La Cina è diventata il più grande produttore di batterie in parte scoprendo come realizzare i componenti delle batterie in modo efficiente ea costi inferiori.

Il componente più importante è il catodo, che è il terminale positivo della batteria. Di tutti i materiali per batterie, i catodi sono i più difficili e ad alta intensità energetica da realizzare. Fino agli ultimi mesi, il catodo più comune utilizzava una combinazione di nichel, cobalto e manganese, noti anche come catodi NMC. Questa formula consente a una batteria di immagazzinare molta elettricità in uno spazio ridotto, fornendo a un’auto elettrica una maggiore autonomia.

La Cina ha investito in un’alternativa più economica che ora occupa metà del mercato dei catodi. Conosciuti come LFP, per litio ferro fosfato, questi catodi utilizzano ferro e fosfato ampiamente disponibili invece di nichel, manganese e cobalto.

Per i paesi occidentali, LFP è un’opportunità per aggirare i colli di bottiglia nella fornitura di minerali. Ma la Cina produce quasi tutto il LFP del mondo.

Oggi gli Stati Uniti producono solo l’1% circa dei catodi mondiali, tutti NMC. Le aziende americane sono interessate a LFP, ma devono collaborare con aziende cinesi che hanno l’esperienza per produrlo.

Le aziende cinesi producono la maggior parte degli altri componenti della batteria. Dominano la produzione di anodi, l’estremità negativa di una batteria. La Cina vende anche la maggior parte dei separatori, uno strato che va tra il catodo e l’anodo per evitare cortocircuiti. Gli elettroliti, costituiti principalmente da sali di litio e solvente, sono necessari per la conducibilità e i primi quattro produttori di elettroliti al mondo sono cinesi.

Assemblaggio

La Cina produce il maggior numero di batterie e il maggior numero di automobili

La Cina ha il maggior numero di auto elettriche in circolazione e quasi tutte utilizzano batterie di fabbricazione cinese. Nel 2015, Pechino ha adottato politiche per bloccare i rivali stranieri e aumentare la domanda dei consumatori. I produttori cinesi di batterie come CATL e BYD sono cresciuti a spese dei loro concorrenti giapponesi e sudcoreani e sono diventati i più grandi al mondo.

Otto anni dopo, l’amministrazione Biden sta ora perseguendo una strategia simile per promuovere lo sviluppo delle batterie negli Stati Uniti.

Ma in un’azienda con enormi costi di capitale e margini di profitto ridotti, le aziende cinesi hanno un grande vantaggio dopo anni di finanziamenti statali ed esperienza.

L’assemblaggio della batteria è complesso e tecnico. Per realizzarne uno, i materiali del catodo e dell’anodo sono attaccati a sottili fogli di metallo ciascuno di circa un quinto dello spessore di un capello umano. Questi vengono poi impilati con separatori, inumiditi con elettroliti e arrotolati. L’intero processo deve avvenire in stanze che riducano al minimo le particelle d’aria e l’umidità.

La Cina può costruire fabbriche di batterie a quasi la metà del costo dei paesi del Nord America o dell’Europa, secondo Heiner Heimes, professore alla RWTH Aachen University in Germania. I motivi principali: il costo del lavoro è inferiore e ci sono più produttori di apparecchiature in Cina.

Gli investitori americani rimangono cauti nell’investire denaro in veicoli elettrici. Le auto tradizionali sono ancora molto redditizie, i lavoratori americani devono essere formati in nuove competenze e gli incentivi del governo degli Stati Uniti per aiutare l’industria dei veicoli elettrici potrebbero scomparire con il prossimo ciclo elettorale presidenziale.

La Cina ha speso più di 130 miliardi di dollari in incentivi alla ricerca, contratti governativi e sussidi ai consumatori, secondo il Center for Strategic and International Studies. Gli acquirenti di auto elettriche in Cina ottengono sgravi fiscali, immatricolazione dei veicoli più economica, parcheggi preferenziali e accesso a un’ampia rete di ricarica. Gli investimenti della Cina hanno permesso al paese di guidare il mondo nella produzione, attrezzature e design del prodotto.

Gli esperti affermano che è quasi impossibile per qualsiasi altro paese diventare autosufficiente nella catena di fornitura delle batterie, indipendentemente dal fatto che disponga di manodopera a basso costo o trovi altri partner globali. Le aziende di tutto il mondo cercheranno di formare partnership con i produttori cinesi per entrare o espandersi nel settore.

“Non c’è modo che qualcuno possa avere successo nei veicoli elettrici senza avere un qualche tipo di cooperazione con la Cina, direttamente o indirettamente”, ha affermato Scott Kennedy, consulente senior del CSIS.