Le materie prime critiche della transizione energetica, o Critical Raw Materials (CRM)

Le materie prime critiche, in inglese Critical Raw Materials (o CRM), sono una moltitudine di elementi, minerali e metalli considerati fondamentali per la transizione energetica e le tecnologie digitali, dalle energie rinnovabili all’auto elettrica, ai chip dei nostri cellulari e computer, sono parti integranti della nostra vita quotidiana. Sono definite critiche perché, importanti dal punto di vista economico, presentano un elevato rischio in termini di approvvigionamento del Vecchio Continente che deve importarle da Paesi terzi per la quasi totalità. L’Europa ne individua 34, tra materie critiche e strategiche: rame, litio, cobalto, nickel, manganese, grafite, terre rare e molti altri.

L’Italia ha il primato in Europa della dipendenza da importazioni extra-UE di materie prime critiche: un valore pari a 686 miliardi di euro (il 38% del PIL italiano al 2022), che rende la Nazione significativamente vulnerabile. La Cina domina il mercato globale delle materie prime critiche: attraverso accordi, partenariati commerciali e acquisizioni delle miniere ha il controllo sull’intera catena di approvvigionamento e fornitura.

La decarbonizzazione al 2050 che si è prefissa l’UE con il Green Deal, punta molto sull’elettrico e le fonti rinnovabili in sostituzione ai combustibili fossili. Ma al momento le tecnologie green sono fameliche di materie prime critiche. Secondo lo studio dell’Università KU Leuven (Metals for Clean Energy), la domanda di metalli e minerali indispensabili per la transizione energetica aumenterà del 500% entro il 2050.

Vedremo qual è il prezzo ambientale e sociale della transizione energetica, legato principalmente proprio alle materie prime critiche, alla loro estrazione nelle miniere di tutto il mondo, dal Congo all’Indonesia. E le alternative valide, dal riciclo – dai rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (Raee) potremmo avere 7,6 mila tonnellate di materie prime critiche – alle ricerche tecnologiche, e come si stanno muovendo i vari Paesi con uno sguardo particolare all’Italia. Dopo aver trattato in maniera approfondita il tema dell’auto elettrica e delle batterie per la transizione energetica, è giunto il momento di valutare quegli aspetti meno evidenti ma cruciali per la loro esistenza, ovvero le materie prime critiche che ne costituiscono gli elementi salienti.

Le materie critiche delle tecnologie green

Le materie prime critiche, in inglese Critical Raw Materials (o CRM), sono indispensabili per una vasta gamma di settori strategici, tra cui le energie rinnovabili (fotovoltaico, agrivoltaico, eolico), l’industria digitale e robotica, i settori dello spazio e della difesa e il settore della sanità.

I principali minerali critici sono usati nelle energie rinnovabili e nei trasporti. Nelle nuove tecnologie green (auto elettrica e batterie ricaricabili, eolico, fotovoltaico) sono molto più presenti rispetto alle tecnologie tradizionali (motore a combustione, energia nucleare, carbone e gas).

Attualmente lo standard dell’auto elettrica alimentata da batteria Li-Ion, ad esempio, possiede in media circa 200 kg di materie prime critiche (rame, litio, nichel, manganese, cobalto, grafite) contro i meno di 50 kg di un’auto tradizionale a combustione.

La domanda mondiale di batterie al litio è destinata a crescere ulteriormente, trascinata anche dal settore della difesa la spesa militare globale ha raggiunto un nuovo record nel 2023, raggiungendo i 2,2 trilioni di dollari secondo l’IISS, in crescita del 9% su base annua, grazie alle guerre in Ucraina e Palestina, e in particolare dalla produzione di droni (alimentati con batterie al litio).

Si prevede che la domanda globale di celle per batterie agli ioni di litio aumenterà di 7 volte, da circa 700 gigawattora nel 2022 a 4.700 GWh nel 2030 (una crescita del 27% annua), con Cina ed Europa a far da traino principalmente nel settore della mobilità elettrica (McKinsey).

E la quasi totalità dei minerali e metalli necessari alla transizione energetica si trovano al di fuori dell’Unione Europea. Purtroppo, come vedremo più avanti, l’estrazione e la trasformazione delle materie prime critiche possono avere impatti ambientali e sociali negativi, a seconda dei metodi e dei processi utilizzati, come già accade in particolari aree del mondo ricche di metalli rari. 

Materie prime critiche e metalli rari

L’Unione Europea, nella lista aggiornata al 2023, individua 34 materie critiche (16 delle quali considerate strategiche): Afnio, Antimonio, Arsenico, Barite, Bauxite, Berillio, Bismuto, Boro, Carbon coke, Cobalto, Elio, Feldspato, Fluorite, Fosforite, Fosforo, Gallio, Germanio, Grafite naturale, Litio, Magnesio, Manganese, Metalli del gruppo del platino, Niobio, Nichel, Rame, Scandio, Silicio metallico, Stronzio, Tantalio, Terre rare leggere, Terre rare pesanti, Titanio, Tungsteno, Vanadio. Sono minerali e metalli rari che l’Europa importa da Paesi terzi per la quasi totalità del suo fabbisogno.

La domanda di minerali critici ha registrato una forte crescita nel 2023, con il litio in aumento del 30%, mentre la domanda di nichel, cobalto, grafite e terre rare ha registrato tutti aumenti compresi tra l’8% e il 15% ed è destinata a crescere esponenzialmente nei prossimi anni trainata dai settori delle tecnologie green (solare, eolico, ma soprattutto le auto elettriche).

Nel 2023 le vendite di auto elettriche hanno sfiorato i 14 milioni (un aumento del 35% anno su anno) e, nello scenario di decarbonizzazione al 2050, la quota di vendita di auto elettriche aumenterà dal 18% di oggi al 65% nel 2030, spingendo verso l’alto la domanda di batterie (secondo McKinsey, la domanda di batterie al litio è destinata a crescere del 27% l’anno).

Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia o IEA (Global Critical Minerals Outlook, 2024) per il raggiungimento degli obiettivi dell’accordo di Parigi, la domanda di minerali necessari per la transizione energetica aumenterà in modo significativo nei prossimi decenni. Entro il 2040, la domanda di rame aumenterà del 50%, la domanda di nichel, cobalto e terre rare raddoppia e la domanda di grafite aumenta di quattro volte nello stesso periodo. Di tutti i minerali, il litio spicca in questo scenario con una crescita di quasi nove volte entro il 2040, evidenziando il suo ruolo cruciale nelle batterie.

Le terre rare (REE)

Le terre rare (o REE, acronimo di Rare Earth Metals), secondo la definizione della IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), l’organismo internazionale che ha il compito di stabilire le norme relative alla chimica, sono un gruppo di 17 elementi chimici della tavola periodica. Scandio (Sc), Ittrio (Y) e 15 metalli della famiglia dei lantanidi: Lantano (La), Cerio (Ce), Praseodimio (Pr), Neodimio (Nd), Promezio (Pm), Samario (Sm), Europio (Eu), Gadolinio (Gd), Terbio (Tb), Disprosio (Dy), Olmio (Ho), Erbio (Er), Tulio (Tm), Itterbio (Yb) e Lutezio (Lu).

Gli elementi delle terre rare (REE) leggere e pesanti, sono metalli essenziali nella produzione di beni ad alta tecnologia e a basse emissioni di carbonio, come veicoli elettrici (EV), turbine eoliche, batterie e lampadine a risparmio energetico. Sono inoltre indispensabili nel settore della difesa e alla base dei magneti permanenti, presenti in hard disk e motori elettrici, che svolgono un ruolo fondamentale nella decarbonizzazione del settore dei trasporti e nella generazione di energia rinnovabile.

Non tutte le terre rare sono però davvero introvabili. In realtà alcune di esse (neodimio, ittrio, lantanio, cerio) sono piuttosto diffuse nel pianeta, più abbondanti di piombo o argento, ma rare sono le concentrazioni in grossi giacimenti, tali da renderne conveniente l’attività estrattiva.

Sebbene vi siano un numero significativo di depositi minerali di terre rare in tutto il mondo, la produzione lungo l’intera catena del valore è fortemente concentrata in Cina. Nello specifico (Eurostat 2022):

• China 68%
• Australia 10%
• USA 9%
• Myanmar 8%
• Russia 2%

Ciò include l’estrazione mineraria, la concentrazione, l’estrazione, la separazione, la produzione di metalli e leghe, la produzione di magneti e il riciclaggio. Oggi l’UE importa il 100% delle terre rare.

Litio (Li)

Il litio (simbolo chimico Li) è lo standard delle batterie ricaricabili, il protagonista delle batterie agli ioni di litio (Li-Ion) che oggi detengono il predominio del mercato. Il litio (simbolo chimico Li) è un metallo bianco-argenteo o grigio appartenente al gruppo dei metalli alcalini. Con una densità di soli 0,53 g/cm3, il litio è il metallo più leggero e l’elemento solido meno denso a temperatura ambiente. Inoltre, il litio ha un’eccellente conduttività elettrica e il più alto potenziale elettrochimico di tutti i metalli.

Oggi il litio è ricavato da depositi minerali di roccia dura o da salamoie. Mentre in passato il litio era prodotto esclusivamente da minerali di silicato di litio di roccia dura, i minori costi di produzione delle salamoie – ricche di litio – ne hanno favorito la diffusione.

Nel 2019, il litio è stato estratto per oltre il 95% in Australia, Cile, Cina e Argentina. In Australia e Cina, il litio viene estratto principalmente da rocce dure, mentre in Cile e Argentina, il litio viene estratto da salamoie.

In appena 10 anni, dal 2010 al 2020, la produzione globale di litio è triplicata, aumentando da 28.100 tonnellate a 95.000 tonnellate (Statista 2021).

Il mercato globale si sta progressivamente spostando dalla ceramica al vetro alle batterie. Nel 2010, la ceramica e il vetro rappresentavano oltre il 30% e le batterie circa il 20%. Nel 2021, la ceramica e il vetro rappresentavano solo il 14% mentre le batterie rappresentavano quasi il 75%.

Cobalto (Co)

Il cobalto (simbolo chimico Co) è un metallo di transizione che compare nella tavola periodica tra il ferro e il nichel. Il cobalto è un metallo grigio-argento lucido con molte applicazioni diverse grazie alle sue proprietà uniche. È un metallo duro che mantiene la sua resistenza ad alte temperature, ha un punto di fusione elevato, è ferromagnetico e mantiene le sue proprietà magnetiche alla temperatura più alta di qualsiasi altro metallo, produce colori blu intensi, è vitale come oligoelemento negli organismi viventi.

Il cobalto è anche un importante elemento di lega, che conferisce al metallo risultante elevata resistenza, resistenza alla corrosione e all’usura e stabilità alle alte temperature. Su scala globale, il cobalto è utilizzato principalmente nella produzione di batterie ricaricabili agli ioni di litio utilizzate in dispositivi elettronici portatili, sistemi di accumulo di energia e veicoli elettrici.

Secondo gli ultimi dati disponibili all’anno 2023, il principale produttore di cobalto estratto nel mondo è la Repubblica Democratica del Congo (RDC) con il 76% della quota mondiale; segue l’Indonesia cresciuta rapidamente in pochi anni fino a raggiungere il 7% di tutto il cobalto estratto al mondo (Cobalt Institute, 2024). La quota UE, del cobalto estratto a livello globale, è stata dell’1,1%, tutto proveniente dalla Finlandia. Purtroppo la sua estrazione, come vedremo, comporta gravi impatti ambientali e sociali.

Il Cobalto ha un potenziale cancerogeno per l’uomo. Il Regolamento REACH del 2006 classifica l’ossido di nichel di cobalto, il biossido di nichel di cobalto e il periclasio grigio di nichel di cobalto come cancerogeni 1A (come il PFOA).

Nichel (Ni)

Il nichel (simbolo chimico Ni) è un metallo bianco lucido con tipiche proprietà metalliche. Ha un punto di fusione relativamente alto di 1.455 °C e una densità di 8,908 g/cm3. Il nichel è utilizzato principalmente per produrre diversi acciai inossidabili e legati. Inoltre, è utilizzato per superleghe e placcature per la protezione di prodotti metallici. Inoltre, il settore delle batterie sta diventando sempre più importante per la domanda di nichel, poiché è utilizzato in alcuni materiali catodici per batterie agli ioni di litio.

La produzione globale di nichel tra il 2016 e il 2020 è stata in media di 2.332 chilotonnellate all’anno. Indonesia e Filippine sono i principali produttori di minerali di nichel, nello specifico:

• Indonesia 26%
• Filippine 14%
• Russia 10%
• Nuova Caledonia 9%
• Canada e Australia 8%

Il nichel può essere riciclato senza perdita di qualità e reperito come materia prima secondaria da utilizzare in molte applicazioni. Nel 2016, sono stati raccolti e selezionati per il riciclaggio più di 186 kt di nichel.

Gli impatti del nichel e dei suoi composti sulla salute umana dipendono dalla struttura fisico-chimica, dalla quantità, dalla durata e dalla via di esposizione alla sostanza. Gli esseri umani sono esposti a questo metallo molto spesso poiché è presente negli alimenti, nell’acqua e nell’aria.

Grafite naturale (C)

La grafite naturale (simbolo chimico C) è un allotropo del carbonio che presenta sia proprietà metalliche che non metalliche. È un minerale morbido (durezza 1-2 sulla scala di Mohs), grigio-nero con perfetta scissione basale. È costituito da fogli planari formati da tre atomi di carbonio coordinati. La grafite ha un’elevata resistenza termica, è resistente alla corrosione, chimicamente inerte e non tossica. Queste proprietà la rendono una materia prima con un’ampia gamma di utilizzi.

Grazie alla sua combinazione di proprietà metalliche e non metalliche, la grafite naturale è utilizzata per un’ampia varietà di applicazioni. A livello UE, le principali sono la produzione di acciaio (32%), le batterie (25%) e i lubrificanti (13%).

La Cina è il principale produttore di grafite naturale. Secondo dati recenti, la produzione di grafite nel 2018 in Cina ha raggiunto 1,25 milioni di tonnellate. La produzione mondiale di grafite naturale escludendo Cina e UE non ha superato 0,5 milioni di tonnellate nel 2018. Il riciclaggio di refrattari esauriti a base di grafite nell’UE è stato stimato al 3% nel 2016.

Rame (Cu)

Il rame (simbolo chimico Cu; dal latino “cuprum“) è un metallo duttile e rossastro, utilizzato fin dagli albori della storia umana. È un importante oligoelemento per molti organismi viventi, compresi gli esseri umani. Sono stati identificati oltre 150 minerali di rame, ma solo una decina di essi hanno importanza economica. Circa la metà della produzione mondiale di rame viene estratta dalla calcopirite, minerale di rame, ferro e zolfo.

Il rame è fondamentale per diverse applicazioni grazie alle sue proprietà uniche. È il miglior conduttore elettrico dopo l’argento. Inoltre, il rame è resistente alla corrosione, duttile e malleabile. Queste proprietà rendono il rame un materiale principale per componenti elettricamente conduttivi in ​​un’ampia varietà di applicazioni.

La maggior parte del rame è ricavato come prodotto principale dalle miniere di rame. Inoltre, una quantità significativa di rame deriva come coprodotto dalle miniere di zinco, piombo, nichel e oro e in volumi minori come sottoprodotto dalle miniere di oro, argento e molibdeno. La produzione mineraria globale di rame tra il 2010 e il 2020 ha mostrato un graduale aumento fino al 2016, per poi stabilizzarsi e attestarsi tra 16.100.000 e 20.800.000 tonnellate all’anno (WMD 2022).

Il rame è uno dei metalli più riciclati. L’International Copper Study Group (ISGS) stima che nel 2019 il 30% del rame utilizzato a livello globale provenga da rame riciclato.

Geografia delle materie prime critiche: i fornitori globali

Le materie prime critiche sono in mano a pochi Paesi: Australia, Cile, Cina, Repubblica Democratica del Congo, Indonesia e Sud Africa sono i Paesi dominanti. Tuttavia, grandi multinazionali negli Stati Uniti, in Europa e Cina si sono accaparrate la proprietà di molte di queste miniere, in particolare in Congo e Indonesia.

Riguardo a molte materie prime critiche, esclusi l’arsenico dal Belgio, l’afnio dalla Francia, lo stronzio dalla Spagna e il nichel dalla Finlandia, l’UE dipende quasi esclusivamente dalle importazioni, spesso concentrate in un numero ristretto di paesi terzi, sia per la fase di estrazione che trasformazione. Ad esempio l’UE acquista il 97 % del magnesio che utilizza dalla Cina. Le terre rare pesanti, utilizzate nei magneti permanenti, sono raffinate esclusivamente in Cina. Il 63 % del cobalto mondiale, utilizzato nelle batterie, è estratto nella Repubblica democratica del Congo, sebbene il 60 % è raffinato in Cina. Tale concentrazione espone l’UE a rischi significativi di approvvigionamento, in balia delle mutevoli tensioni geopolitiche globali.

Secondo le previsioni, grazie alla transizione globale verso le energie rinnovabili e alla digitalizzazione, nei prossimi decenni la domanda di alcune materie prime critiche aumenterà rapidamente. Si prevede che la domanda mondiale di litio, utilizzato per fabbricare batterie per la mobilità e lo stoccaggio di energia, crescerà fino a 89 volte entro il 2050. La domanda dell’UE di terre rare, da cui si ottengono i magneti permanenti utilizzati nelle turbine eoliche o nei veicoli elettrici, è destinata ad aumentare da sei a sette volte entro il 2050.

La sostituzione e il rafforzamento dell’efficienza energetica e della circolarità dei materiali possono attenuare in una certa misura il previsto aumento della domanda, ma non dovrebbero determinare un’inversione di tendenza. Ad oggi le capacità attuali e quelle previste rischiano di non soddisfare più del 50 % della domanda di cobalto prevista e questo vale anche per molti minerali critici. A fronte di tale scenario molti Paesi hanno adottato strategie per garantirsi l’approvvigionamento di materie prime critiche, aumentando la concorrenza per l’accaparramento delle risorse.

L’impatto ambientale e sociale delle materie prime critiche

L’estrazione delle materie prime, come abbiamo visto, avviene per la quasi totalità al di fuori dell’Unione Europea, nei Paesi in via di sviluppo, in quel “Terzo Mondo” che spesso fatica ad adottare quelle regole basi di salvaguardia della salute e dell’ambiente, sovente trainati da governi poco democratici e dediti al profitto ad ogni costo.

Ne risulta che alcuni Paesi, quali il Congo (dove si estrae la maggioranza del cobalto mondiale) o l’Indonesia (principale esportatore di nichel a livello globale), sono in atto delle catastrofi ambientali e sanitarie di dimensioni preoccupanti. L’estrazione di materie prime critiche causa inquinamento e degrado ambientale, nonché rischi per la salute e contaminazione del suolo e delle acque. E, in alcuni casi, c’è anche la piaga del lavoro minorile e lo sfruttamento della manodopera a basso costo.

I Paesi Occidentali, con l’alibi della transizione energetica, dell’inquinamento zero (a casa loro), più o meno consapevolmente stanno devastando intere regioni e popoli (come avviene già con i rifiuti della fast fashion, della plastica e microplastiche). Per non parlare delle grandi quantità di acqua usate e inquinate a causa dell’attività estrattiva delle miniere che, a causa dei cambiamenti climatici, siccità e desertificazione, è sempre più scarsa (acqua oro blu) e all’origine di guerre e migrazioni climatiche. È il paradosso ambientale della transizione energetica o Green Hypocrisy, come la definisce Report. Esistono fortunatamente delle soluzioni, che in parte l’Europa sta mettendo in campo ed altre che vedremo insieme.

Nichel e Indonesia

Carbone a basso costo, lavoratori a basso costo, denaro cinese: il successo del nichel indonesiano ha un prezzo. Nel giro di pochi anni, grazie soprattutto a una struttura dei costi altamente competitiva, l’industria indonesiana del nichel è cresciuta fino a dominare la fornitura di un metallo utilizzato anche per produrre acciaio inossidabile, raggiungendo rapidamente una quota del 55% del mercato mondiale

La consapevolezza che gli investitori cinesi volevano garantirsi metallo a basso costo per il loro settore manifatturiero ha spinto il governo indonesiano a correre ai ripari e, per proteggere il suo prodotto nazionale, a partire da fine aprile 2022, ha progressivamente vietato l’esportazione di nichel, richiedendo che venga lavorato in loco. L’Indonesia è così emersa come un hub globale del nichel attirando miliardi di dollari di investimenti cinesi per trasformare il minerale grezzo in nichel di qualità superiore. Questi impianti di lavorazione hanno beneficiato di manodopera ed energia a basso costo, nonché di materie prime prontamente disponibili.

Oggi, la maggior parte delle miniere di nichel, dei siti di lavorazione e delle forniture in Indonesia sono controllati da gruppi cinesi. Ciò ha portato a un aumento della produzione di nichel di quattro volte nell’ultimo decennio, una crescita non priva di conseguenze. Da una parte il nichel è prodotto perlopiù con energia a carbone che inquina molto per le alte emissioni, dall’altra la rapida espansione dell’attività mineraria ha favorito le deforestazioni e degradato le foreste pluviali.

Nel sud-ovest di Sulawesi, gli agricoltori indigeni vicino alla miniera Sulawesi Cahaya Mineral controllata dalla MBMA sono stati sistematicamente sfrattati dalla loro terra per far posto a siti di estrazione e lavorazione dal 2022. Accaparramenti di terreni (land grabbing) in nome del nichel, e pagamenti a volte irrisori, sono diffusi. Oggi, gli altipiani un tempo boscosi di Sulawesi hanno iniziato ad assomigliare a zone industriali, disseminate di butteri e brulicanti di acqua rossa e fangosa.

Cobalto e Congo

Da sottoprodotto dell’estrazione di vari altri minerali come argento, ferro, nichel, rame, zinco, manganese e arsenico, il cobalto è diventato tra i metalli più richiesti al mondo. La sua diffusione è dovuta alle applicazioni come la terapia del cancro, i traccianti radioattivi, le leghe magnetiche e le batterie per auto elettriche.

Il maggior problema è il flagello del lavoro minorile, sebbene sia proibito dalla legge. “Dei 255.000 congolesi che estraggono il cobalto, 40.000 sono bambini, alcuni di appena sei anni. Gran parte del lavoro è un’attività mineraria informale su piccola scala in cui i lavoratori guadagnano meno di 2 $ al giorno utilizzando i propri strumenti, principalmente le mani” (Wilson Center, GICJ).

Seppur è un lavoro precario come condizioni di salute, sicurezza ed economiche, queste miniere offrono un’ancora di salvezza a milioni di congolesi che vivono in estrema povertà, in una nazione che continua a guarire dalle profonde ferite della guerra civile. Tuttavia, la più grande calamità è la distruzione ambientale meno visibile ma molto più pervasiva che deriva dall’estrazione del cobalto. I rifiuti tossici generati dall’estrazione del cobalto inquinano l’acqua, l’aria e il suolo, portando a una diminuzione delle rese dei raccolti e alla contaminazione di cibo e acqua, con gravi danni per la salute della popolazione.

L’inquinamento idrico non è l’unico problema ambientale del Congo, anche l’aria è avvelenata, carica di particolato e polvere derivanti da trivellazioni e brillamenti. L’aumento della polvere e della desertificazione della RDC è stato in parte il risultato diretto della deforestazione, sempre più legata all’estrazione di cobalto.

Le materie critiche nell’Unione Europea

L’industria e l’economia dell’UE dipendono dai mercati internazionali per l’accesso a molte importanti materie prime, poiché sono prlopiù prodotte e fornite da paesi terzi. L’approvvigionamento di molte materie prime critiche è altamente concentrato. Ad esempio, la Cina fornisce il 100 % dell’approvvigionamento dell’UE di terre rare (REE) e il 93% del magnesio, la Turchia fornisce il 99 % dell’approvvigionamento dell’UE di boro e il Sud Africa fornisce il 71 % del fabbisogno dell’UE di platino e una quota ancora più elevata dei metalli del gruppo del platino iridio, rodio e rutenio.

La transizione verde e quella digitale porteranno ad una forte crescita nella domanda di CRM (si stima che, entro il 2050, la domanda di litio nell’UE potrebbe aumentare fino a 21 volte rispetto al 2020). In seguito alla guerra della Russia contro l’Ucraina e alla crescente aggressività della politica commerciale e industriale cinese, elementi come il cobalto e il litio, tra le altre materie prime, sono divenute un problema al centro delle dinamiche geopolitiche.

E’ per questo motivo che l’Europa, dopo aver adottato nel luglio 2023 un nuovo Regolamento sulle batterie e sui rifiuti di batterie che mira a creare un’economia circolare per il settore delle batterie prendendo di mira tutte le fasi del ciclo di vita delle batterie, dalla progettazione al trattamento dei rifiuti, pochi mesi fa si è adoperata per avere una disciplina comunitaria sulle materie prime critiche.

Coerentemente con l’obiettivo di decarbonizzazione che punta sull’elettrico per i trasporti, le fonti rinnovabili e la riqualificazione del parco immobiliare edilizio (vedi l’ultima direttiva Case Green) per abbattere le emissioni dei gas climalteranti, l’Europa ha presentato una propria legge sulle materie prime critiche indispensabili per l’economia green della transizione energetica e le tecnologie digitali. Lo scopo del Vecchio Continente è quello di diminuire la dipendenza da paesi terzi per l’approvvigionamento dei materiali che, attualmente, è quasi totale.

Il regolamento europeo sulle materie prime critiche

Le materie prime critiche sono per lo più ottenute al di fuori dell’UE e importate nel continente. L’UE non sarà mai autosufficiente, ma mira a diversificare l’approvvigionamento. È su queste basi e, in previsione di un aumento esponenziale della domanda dei minerali critici nei prossimi anni, che a marzo 2024 il Consiglio ha adottato il regolamento europeo sulle materie prime critiche, REGOLAMENTO (UE) 2024/1252 o The Critical Raw Materials Act. Il regolamento, oltre a consolidare l’autonomia strategica dell’Europa, mira a:

• aumentare e diversificare l’approvvigionamento di materie prime critiche dell’UE
• rafforzare la circolarità, compreso il riciclaggio
• sostenere la ricerca e l’innovazione in materia di efficienza delle risorse e sviluppo di sostituti

Al fine di ridurre la dipendenza dai paesi terzi per l’accesso alle materie prime critiche, l’UE ha fissato i seguenti obiettivi per il 2030:

1. ESTRAZIONI all’interno dell’UE (almeno il 10% del consumo annuo dell’UE deve provenire da estrazioni all’interno dell’UE);
2. TRASFORMAZIONE all’interno dell’UE (almeno il 40% del consumo annuo dell’UE deve provenire da trasformazione all’interno dell’UE);
3. RICICLAGGIO all’interno dell’UE (almeno il 25% del consumo annuo dell’UE deve provenire da riciclaggio interno);
4. FONTI ESTERNE (non più del 65% del consumo annuo dell’Unione di ciascuna materia prima strategica in qualsiasi fase pertinente della trasformazione può provenire da un unico paese terzo);

L’obiettivo dell’UE di ridurre le emissioni di gas climalteranti di almeno il 55% entro il 2030 pone l’Europa su un percorso responsabile verso il conseguimento della neutralità climatica entro il 2050. A tal fine è necessario realizzare la duplice transizione, decarbonizzare il sistema energetico e garantire l’autonomia attraverso l’accesso alle materie prime critiche e la loro trasformazione.

L’Italia delle materie critiche

L’Italia è al primo posto in Europa, in rapporto al PIL, tra i Paesi dipendenti da importazioni extra-UE per l’approvvigionamento di Materie Prime Critiche. Secondo lo Studio Ambrosetti-Erion, la produzione industriale italiana dipende, infatti, per 686 miliardi di euro (pari al 38% del PIL al 2022) da Paesi terzi per l’approvvigionamento dei materiali strategici.

E’ per garantire un approvvigionamento sicuro e sostenibile delle materie prime critiche, che il 20 giugno 2024 l’Italia ha approvato il DL materie prime. Ad un mese dall’entrata in vigore del decreto, prende avvio il programma minerario nazionale, imposto dal Regolamento EU 1252/2024 (Critical Raw Materials Act) e affidato all’ISPRA con il DL 84/2024.

Dalla mappatura del territorio italiano emerge che in totale sono 76 le miniere ancora attive in Italia, 22 relative a materiali che rientrano nell’elenco delle 34 materie prime critiche dell’UE. In 20 di queste, si estrae feldspato, minerale essenziale per l’industria ceramica e in 2 la fluorite (nei comuni di Bracciano e Silius), ma nessun metallo.

Feldspato e fluorite, dunque, sono ad oggi le uniche materie prime critiche estratte in Italia, ma i permessi di ricerca in corso, i dati sulle miniere attive in passato e quelli sulle ricerche pregresse e recenti, documentano la presenza di varie materie prime critiche e strategiche come:

• litio, scoperto in quantitativi importanti nei fluidi geotermici tosco-laziali-campani
• rame, noti nelle colline metallifere, nell’Appennino ligure-emiliano, nelle Alpi occidentali, Trentino, Carnia ed in Sardegna
• cobalto è documentato in Sardegna e Piemonte, dove il deposito di Punta Corna è ritenuto di strategica importanza europea
• manganese soprattutto in Liguria e Toscana
• titanio nel savonese
• bauxiti, principale minerale per l’estrazione di alluminio, sono invece localizzate in quantitativi modesti in appennino centrale ma più consistenti in Puglia e Sardegna
• grafite nel torinese

La Carta mineraria aggiornata, sulla base delle risultanze del Programma nazionale dovrà essere pubblicata sul sito internet di ISPRA entro il 24 maggio 2025.

Tracciabilità delle materie prime

Cruciale per la trasparenza lungo tutta la catena di fornitura è che le aziende comprendano meglio la provenienza dei materiali che acquistano. Una certificazione di filiera sostenibile (come PEFC e FSC per il legno), richiederebbe che un’azienda fosse in grado di dimostrare l’origine delle sue materie prime. Ciò può essere ottenuto con diversi mezzi, tra cui la tracciabilità, i sistemi di catena di custodia o l’identificazione degli attori a monte.

In molti casi, però, le aziende che producono tecnologie energetiche pulite acquistano i materiali di cui hanno bisogno attraverso un intermediario che può approvvigionarsi dei suoi materiali da una società diversa, che a sua volta si rivolge a un’altra società ancora. La piattaforma costruita da Resource Matters, ad esempio, mappa la catena di approvvigionamento del cobalto di alcune grandi aziende dall’estrazione alla produzione.

Le aziende riconoscono sempre più la necessità di sviluppare un quadro accurato delle loro catene di approvvigionamento. Un numero crescente di aziende offre ora servizi di tracciabilità dei materiali, che implicano la collaborazione con tutti i fornitori per tracciare il percorso delle materie prime, dall’estrazione al prodotto finale. Questo tipo di tracciamento continuo delle informazioni può consentire una valutazione dei rischi e delle prestazioni ambientali, sociali e di governance poiché allega informazioni sul paese di origine e dati sulle prestazioni del materiale lungo la catena di fornitura. Questo potrebbe essere esteso anche ad altri elementi, come il consumo di acqua, consentendo una valutazione dell’intero ciclo di vita.

Gli Stati Uniti già dal 2011 con il Dodd-Frank Act impone la Due Diligence nella catena di approvvigionamento delle CRM in relazione a stagno, tantalio, tungsteno e oro originari del Congo o di un paese confinante. Nel 2021, l’Unione Europea ha introdotto requisiti di due diligence nella catena di approvvigionamento attraverso il regolamento sui minerali dei conflitti. Questo regolamento si applica allo stagno, al tantalio, al tungsteno e all’oro provenienti da qualsiasi paese o area interessata da conflitto o ad alto rischio. Questi requisiti sono stati ulteriormente integrati dal Regolamento sulle batterie, che comprende requisiti di due diligence nella catena di approvvigionamento per le materie prime critiche utilizzate nelle batterie (cobalto, grafite naturale, litio, nichel e i loro composti chimici).

Prospettive future e le alternative alle CRM

Abbiamo visto in apertura come la domanda ed il fabbisogno di materie prime critiche è destinata a crescere vertiginosamente nei prossimi anni, in concomitanza con l’espansione delle tecnologie green e lo stoccaggio dell’energia pulita. E questo non può che preoccupare considerata anche la totale dipendenza dell’Europa da Paesi esterni, con le conseguenze ambientali e sociali devastanti che abbiamo visto.

Il report annuale “Transition Metals Outlook” di BloombergNEF (BNEF) rileva che non ci sono ancora abbastanza materie prime per soddisfare la crescente domanda. Questa stretta di fornitura potrebbe rallentare l’adozione di tecnologie green di energia pulita. Per soddisfare la domanda di un mondo a emissioni nette zero, BNEF stima che siano necessari 2,1 trilioni di dollari in nuovi investimenti minerari entro il 2050.

Riciclo ed economia circolare saranno la chiave nei prossimi anni per ridurre l’impatto ambientale dell’attività estrattiva delle CRM e dei metalli rari. Occorre aumentare il riciclo dei rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (Raee): dal riciclo dei RAEE potremmo avere 7,6 mila tonnellate di materie prime critiche, con notevoli vantaggi economici (14 milioni di mancate importazioni), ambientali e sociali.

Ma, consapevoli che sono soluzioni insufficienti a garantire una sostenibilità a lungo termine, occorre considerare, auspicare e incentivare la ricerca sulle tecnologie alternative alle materie prime critiche. Ad esempio, nel campo delle alternative sostenibili alle batterie al litio, come le batterie al sale, quantiche e quelle allo stato solido, che potrebbero viceversa ridurre il fabbisogno dei minerali critici rari e, come ha evidenziato un recente studio pubblicato su Nature, liberarci dai PFAS contenuti nelle batterie al litio.

Un’altra ricerca, che l’Europa finanzia, è quella dei magneti senza terre rare. Ampiamente utilizzati nei dischi rigidi o hard disk dei computer, nei meccanismi di azionamento dei motori elettrici e ibridi, applicazioni mediche (tipo risonanza magnetica), oggi, i più forti magneti permanenti con terre rare sono realizzati in neodimio, ferro e boro. Un progetto, “Passenger”, a partecipazione italiana, prevede ad esempio l’uso della ben più sostenibile ferrite. Un’altra promettente idea, “Refreedrive”, sostituisce le terre rare con una lega di ferro-nichel, la tetrataenite, rinvenuta naturalmente nei meteoriti e che, un gruppo di ricercatori è riuscita a riprodurre in laboratorio con una sintesi di fosforo.

Molti sono gli ostacoli alla mobilità elettrica, sostenuti e alimentati dai principali governi di destra europei, abili a cavalcare le preoccupazioni popolari. Come emerge dalla meravigliosa puntata di PresaDiretta “Casa verde quanto ci costi?”, infatti, l’opposizione alle politiche green trova un largo consenso nella popolazione europea (ed è comprensibile, perché è un costo che molti non possono sopportare senza gli incentivi del governo). Persino la crisi della Fiat sarebbe – secondo Tavares – causata dall’auto elettrica (ma, mentre in Italia gli stabilimenti chiudono, da altre parti del mondo ne sbocciano di nuovi: è la sempreverde delocalizzazione, un meccanismo per ridurre i costi di produzione e aumentare i profitti per i vertici aziendali, cominciata da Marchionne in Serbia è proseguita in Polonia, Turchia e Algeria).

È indubbio che l’auto elettrica sarà tra i protagonisti della mobilità sostenibile e paladina della decarbonizzazione, non produce emissioni durante l’uso e, in generale, se si considera l’intero ciclo di vita, ha un impatto ambientale inferiore a quelle tradizionali, seppur abbiamo visto che esistono significative criticità relative alle materie prime critiche che ne minano la credibilità. Possiamo soltanto augurarci che le batterie al litio siano presto sostituite da una versione priva di CRM, più ecologica e dal basso impatto ambientale, senza dimenticare che, secondo l’OMS, un quarto delle malattie al Mondo è provocata dall’inquinamento atmosferico, sia ambientale che domestico.

Per approfondire:

• BloombergNEF, Metals: Mine supply forecast and refinery supply forecast, 2023
• Carrara et al., Analisi della catena di approvvigionamento e previsioni sulla domanda di materiali nelle tecnologie e nei settori strategici dell’UE: uno studio prospettico, UE, 2023
• Cobalt Institute, Cobalt Market Report 2023, maggio 2024
• Commissione UE, European Critical Raw Materials Act, maggio 2024
• Commissione UE, Raw Materials Profiles, piattaforma web
• Commissione UE, Study on the critical raw materials for the EU, 2023
• Commissione UE, Raw Materials Scoreboard, 2021
• Decreto materie prime, L. 84/2024
• Decreto materie prime, Testo coordinato legge 84/2024
• ENEA, Il problema delle materie prime critiche per la transizione ecologica, 2023
• IEA, The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions, 2021
• IEA, Energy Technology Perspectives, 2023
• IEA, Global Critical Minerals Outlook, 2024
• Irena, Constructing a ranking of critical materials for the global energy transition, 2024
• Irena, Critical materials: Batteries for electric vehicles, 2024
• McKinsey, Battery 2030: Resilient, sustainable, and circular, 2023
• OECD, Raw materials critical for the green transition, 2023
• Scrreen, Raw materials factsheets, Unione Europea, 2023
• The European House Ambrosetti, Le opportunità per la filiera dei RAEE all’interno del Critical Raw Materials Act, 2023
• UNEP, Sustainability Reporting in the Mining Sector: Current Status and Future Trends, 2020
• WEF, Mining and Metals: Trends, Challenges and the Way Forward, 2023
• World Mining Data 2024

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