14 milioni di batterie usate di veicoli elettrici entro il 2040: chi sarà il padrone dell'economia circolare?

L'ultimo rapporto di technology insight dell'Ufficio Europeo dei Brevetti (EPO) e dell'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE) presenta un'analisi completa dell'innovazione nella circolarità delle batterie, che copre la raccolta e lo smistamento delle batterie usate, nonché le tecnologie di riciclaggio, recupero e riuso. Poiché la circolarità delle batterie mira a ridurre la dipendenza da materiali critici che devono essere prima estratti e raffinati, una sezione del rapporto analizza anche il panorama dell'innovazione che riguarda la raffinazione dei metalli delle batterie.

"L'innovazione nelle tecnologie di circolarità delle batterie è fondamentale per garantire le risorse, rafforzare la competitività e ridurre l'impatto ambientale", ha dichiarato il Presidente dell'UEB António Campinos. "Con l'aumento dell'importanza di questo settore nei sistemi globali delle risorse, le regioni che combinano ecosistemi industriali forti, quadri politici di sostegno e accesso alle materie prime di riciclaggio saranno ben posizionate per guidare l'economia circolare delle batterie. L'Europa riunisce molti di questi elementi, con un ecosistema di innovazione diversificato e iniziative politiche che forniscono una solida base per lo sviluppo delle catene di valore delle batterie circolari."

"Nell'era dell'elettricità, le batterie sono diventate una pietra miliare della sicurezza energetica e della competitività industriale, ma il loro pieno valore potrà essere realizzato solo se i Paesi costruiranno attorno ad esse solidi sistemi circolari", ha dichiarato il direttore esecutivo dell'AIE Fatih Birol. Accelerare l'innovazione nel riciclo e nel riutilizzo può alleggerire la pressione sulle catene di approvvigionamento di minerali critici, ridurre l'impatto ambientale e creare nuove opportunità economiche". L'Europa ha importanti punti di forza su cui fare leva e questo rapporto evidenzia come l'innovazione mirata e il sostegno politico possano contribuire a posizionarla all'avanguardia di un'economia delle batterie sostenibile".

Basandosi su due decenni di dati brevettuali globali, il rapporto evidenzia le tendenze emergenti, i principali innovatori e il potenziale della circolarità delle batterie per ridurre la dipendenza dell'Europa dalle materie prime importate. Esamina l'attività brevettuale di 24 tecnologie, sulla base di circa 16.000 invenzioni e quasi 4.000 famiglie di brevetti internazionali (IPF). Il rapporto è accompagnato da un aggiornamento della piattaforma dell'EPO sull'energia pulita, che ora contiene una sezione dedicata alla circolarità delle batterie. Inoltre, il Deep Tech Finder dell'EPO, che combina informazioni sui brevetti e business intelligence per rivelare gli attori europei emergenti in diversi settori tecnologici, è stato aggiornato con ulteriori profili di startup e università attive nella catena del valore del riciclo delle batterie.

Circolarità delle batterie: una delle aree di innovazione più dinamiche nel campo delle tecnologie delle batterie

I brevetti relativi alla circolarità delle batterie hanno iniziato ad aumentare nel 2017, lo stesso anno in cui le vendite globali di auto elettriche hanno superato per la prima volta la barriera del milione. Da allora, gli IPF sono cresciuti a un tasso annuo composto del 42% per la circolarità delle batterie, rispetto al 16% per la produzione di batterie ricaricabili e ad appena il 2% in tutti i settori tecnologici.

L'impennata dell'innovazione coincide con l'aumento della domanda globale di batterie. Il mercato si è recentemente quintuplicato, passando da circa 180 GWh nel 2020 a 1 100 GWh nel 2024, e si prevede che raggiungerà i 3 500 GWh entro il 2030.

Le aziende asiatiche sono leader nella catena del valore del riciclaggio delle batterie, mentre l'Europa registra una crescita significativa

Nel 2023, le aziende asiatiche rappresenteranno il 63% degli IPF per la circolarità delle batterie, con Brunp, la filiale per il riciclaggio del più grande produttore di batterie al mondo CATL, che ha superato i leader precedenti come Toyota, LG e Sumitomo. Gli innovatori europei continuano a registrare una crescita significativa lungo tutta la catena del valore, anche nelle aree più attive dal punto di vista dei brevetti: la raccolta delle batterie usate e il recupero dei metalli attraverso la trasformazione chimica. Mentre a livello globale le aziende automobilistiche tendono a specializzarsi nella raccolta e le aziende minerarie nella trasformazione chimica, la cinese Brunp e la coreana LG si distinguono per la loro attività in tutti i settori.

La Cina è in vantaggio sia nella raffinazione dei metalli critici per le batterie sia nella circolarità delle batterie

Dal 2020, la quota di IPF della Cina nella raffinazione dei metalli delle batterie ha eguagliato quella degli Stati Uniti. Nel frattempo, i depositi di brevetti nazionali della Cina in questo settore sono passati da circa il 10% di tutti i depositi nazionali e internazionali a livello globale nei primi anni 2000 a circa il 70% di questi depositi nei cinque anni fino al 2023. Una concentrazione simile si osserva nella circolarità delle batterie, dove la quota di IPF della Cina è aumentata dal 5% al 29% tra il 2013 e il 2023. Nello stesso periodo, gli operatori giapponesi e coreani hanno mantenuto una quota significativa di IPF in questo settore, mentre la quota europea è leggermente diminuita (dal 22% al 21%) e i contributi di Australia, Canada e Stati Uniti rimangono limitati.

La scalabilità dell'innovazione rimane essenziale per l'Europa per sfruttare appieno i punti di forza chiave

I candidati europei sono particolarmente attivi nella raccolta e nella trasformazione chimica, con particolare attenzione a settori quali le tecnologie di manipolazione a distanza (34% degli IPF), l'isolamento e l'immobilizzazione (30%) e l'estrazione idrometallurgica dopo un pretrattamento pirolitico (26%). Questa attenzione riflette il potenziale dell'Europa nella gestione di volumi crescenti di batterie usate. I principali operatori europei sono attivi anche nelle tecnologie per la trasformazione dei materiali riciclati in nuovi componenti per batterie. Tra questi figurano Umicore, il più grande riciclatore di batterie in Europa, BASF e organizzazioni di ricerca pubbliche come la CEA, uno dei principali candidati francesi al settore energetico.

La scalabilità e l'innovazione rimangono essenziali per l'Europa per ridurre i costi di riciclaggio, migliorare l'efficienza e superare le sfide attuali, come la frammentazione dei flussi di rifiuti, i progetti eterogenei delle batterie e l'automazione limitata. Nel frattempo, è già in atto un quadro politico sempre più coerente. Iniziative recenti come l'Industrial Accelerator Act, il piano d'azione RESourceEU e il Battery Booster Facility, nonché il regolamento sulle batterie del 2023, mirano a rafforzare la capacità industriale e a sostenere la produzione locale e le catene del valore circolari integrate. In questo contesto, il quadro politico in evoluzione dell'Europa, unito alla sua variegata base industriale e di ricerca e alle startup emergenti, fornisce basi promettenti per il successo, se allineate efficacemente con investimenti industriali mirati. Per aiutare a identificare i settori in cui è più necessario il sostegno, il Data Desk dell'Osservatorio dell'EPO consente di trasformare i dati sui brevetti dell'EPO in informazioni utili. La versione beta del Data Desk presenta una cartografia dettagliata delle tecnologie di stoccaggio dell'energia, che consente un'analisi approfondita dell'intero settore. I dati di questa versione beta saranno aggiornati completamente a tempo debito e in futuro saranno aggiunte altre mappature relative ad altre tecnologie critiche.

Piattaforma tecnologica EPO arricchita e Deep Tech Finder aggiornato

L'EPO offre diverse piattaforme tecnologiche che facilitano l'esplorazione di Espacenet, la più grande fonte unica di informazioni brevettuali liberamente accessibile al mondo, da parte di scienziati e ricercatori. Grazie all'esperienza degli esaminatori di brevetti dell'EPO e degli uffici nazionali dei brevetti, la piattaforma sull'energia pulita è stata ora arricchita con le tecnologie di circolarità delle batterie, fornendo 24 nuove aree tecnologiche ricercabili. Inoltre, il nostro strumento gratuito Deep Tech Finder è stato aggiornato per includere i profili di quasi 60 startup e università europee che hanno richiesto la protezione brevettuale per invenzioni in queste aree dal 2006. Lo strumento aggiornato presenta anche una navigazione migliorata e un'ampia copertura di startup in tutti i settori tecnologici.