Le batterie agli ioni di litio negli ultimi 10 anni hanno visto un'evoluzione tecnologica rapida, a cui è conseguito anche una diminuzione dei costi di produzione. Dai laptop agli smartphone, dalle auto elettriche alle batterie di stoccaggio dell'energia rinnovabile: le batterie al litio fanno ormai parte della nostra quotidianità e alimentano i dispositivi che utilizziamo ogni giorno.
Secondo i dati raccolti da BloombergNEF, una delle più grandi organizzazioni specializzate nella ricerca e nella valutazione dei costi delle batterie, i costi sono rapidamente diminuiti in appena 10 anni. Nel 2010 una batteria agli ioni di litio dalla capacità di 1 kWH, abbastanza potente da garantire a un'auto elettrica di percorrere circa 5 chilometri, costava oltre 1000 dollari. Nel 2019, il prezzo della stessa batteria era sceso ad appena 156 dollari e oggi si può trovare in vendita anche a meno di 100 dollari. Un trend discendente che è il risultato di diversi fattori, tra cui l'incremento della domanda e l'evoluzione della rete elettrica.
Le batterie rappresentano un tassello importante non solo nella diffusione di smartphone sempre più performanti, auto elettriche come quelle di Tesla dalla costosa Roadster alla più economica Model 3, ma anche per la sostenibilità energetica, che passa dalla decarbonizzazione e abbandono delle risorse fossili allo sviluppo e maggior utilizzo di fonti di energia rinnovabili, come quella solare o eolica. Energie che, senza adeguate batterie di stoccaggio, non possono coprire il fabbisogno energetico costante di cui gli utenti hanno bisogno. A giocare un ruolo importante in questa repentina evoluzione, sia della tecnologia che dell'abbassamento dei costi nella storia delle batterie, è stata sicuramente Tesla, che oltre a produrre auto ha investito negli anni anche sulla ricerca e sviluppo di batterie sempre più efficienti ed economiche.
Potenti, piccole e inizialmente costose, le prime batterie al litio hanno rivoluzionato il mondo dell'elettronica, con smartphone e laptop sempre più potenti e performanti, seppur di dimensioni ridotte. La forza delle batterie al litio è proprio in queste caratteristiche: compatte, potenti e con una buona durata. Il processo di espansione delle batterie al litio nel mercato trova il suo boom nel 2010, quando secondo di dati di BloombergNEF il prezzo è iniziato a calare, ma l'intuizione sul loro potenziale è iniziato già prima nel 2003, soprattutto per quanto riguarda le auto elettriche di Tesla e la creazione di batterie per lo stoccaggio dell'energia.
A partire dal 2003, Tesla investì milioni di dollari nel settore di ricerca e sviluppo per arrivare alla produzione di batterie al litio sempre più potenti, contenendo però i costi. L'intuizione sul loro potenziale fu di JD Straunel, ingegnere elettrico poi diventato CTO di Tesla, che condivise le sue idee per un'auto ad alimentazione elettrica con Elon Musk, trovando il suo appoggio. Circa 10 anni dopo, Tesla e Panasonic costruirono la prima Gigafactory in Nevada, per abbattere i costi aprendo impianti di produzione in prossimità delle materie prime. L'avvio di questo progetto portò Tesla a diventare il più grande produttore, ma anche utilizzatore, di batterie al litio.
La prima auto elettrica della società fu la Roadster, una vettura sportiva dal prezzo a sei zeri. Ma la continua evoluzione delle batterie appena 5 anni dopo portò alla produzione dei primi modelli più economici, come la Tesla Model S e poi la Model 3, venduta a meno di 40mila dollari, un prezzo di molto inferiore a quello del Roadster e decisamente accessibile a più potenziali acquirenti. Da smartphone e laptop, passando per le auto elettriche, il futuro di queste batterie è ora nella creazione di una rete elettrica sostenibile.
La rivoluzione energetica passa anche stavolta da Tesla, che nel 2017 ha completato l'installazione di un sistema di batterie nella centrale eolica di Hornsdale, nel sud dell'Australia, dalla capacitò di circa 129 MWh. Una capacità pari alle batterie di 2000 vetture elettriche Model 3 o di 10 milioni di smartphone. Introdurre delle batterie di stoccaggio nelle centrali a energia rinnovabile rappresenta non solo un beneficio per l'ambiente, ma anche un notevole risparmio economico, che permette ai governi di utilizzare le proprie risorse eoliche e solari tutto l'anno, senza dover acquistare energia da chi la produce da fonti fossili, oltre che preservare la rete elettrica dai blackout. L'utilizzo di batterie di stoccaggio nei prossimi 10 anni, complice l'abbassamento dei costi, potrebbe aumentare ma siamo ancora ben lontani da reti elettriche basate solo su energie sostenibili.
Come le leggi del mercato insegnano, maggiore è la domanda minore è il prezzo. Un trend di calo dei costi che è guidato dall'espansione del mercato delle batterie al litio, ma anche da altri fattori. Sempre più persone investono acquistando un'auto elettrica, oppure iniziano ad acquistare batterie di stoccaggio per energie rinnovabili, tanto che secondo le stime di BloombergNEF entro il 2023 il costo delle batterie diminuirà ancora, assestandosi a 100 dollari per KWh.
Se in 10 anni si è passati da 1000 dollari a 100 dollari per KWh, il trend di diminuzione è però destinato a rallentare, principalmente perché la tecnologia ormai è consolidata e non richiede più ingenti investimenti come quelli iniziali. Inoltre, le spese di costruzione di una fabbrica ormai ammortizzate nel tempo e la scelta di siti vicini alle materie prime necessarie, che abbattono i costi di trasporto, consentono notevoli risparmi.
Anche l'evoluzione tecnologica, con efficienze sempre maggiori, ha contribuito a ridurre i costi del prodotto finale. La continua ricerca ha permesso di trovare componenti chimici per le batterie che immagazzinassero più energie per chilogrammo, permettendo di realizzare dispositivi più piccoli e più potenti. Anche se sempre più produttori entrano nel mercato, Tesla continua a essere la società leader del settore, che continua a lavorare su nuovi componenti chimici più efficienti e quindi a batterie che abbasseranno non solo il proprio costo, ma anche quello delle auto elettriche, incrementandone però prestazioni e autonomia.
Parlando di sostenibilità, spesso gli effetti positivi per l'ambiente sono messi in dubbio, soprattutto per quanto riguarda lo smaltimento delle batterie oppure alle emissioni prodotte dagli impianti che portano energia elettrica per consentirne la ricarica. La graduale dismissione dei motori a combustione fossile per la diffusione delle auto elettriche contribuirà a ridurre in modo significativo le emissioni di gas inquinanti, con indubbi benefici per l'ambiente. Per gli esperti di BloombergNEF l'ampia diffusione di auto elettriche, nonostante la produzione di energia da reti "sporche", rappresenta comunque una scelta dall'impatto ambientale elevato.
Non solo auto elettriche: combinando batterie sempre più economiche e potenti con impianti di energia rinnovabile, come ad esempio quella solare, consentirà nel tempo di abbandonare la dipendenza energetica dall'inquinante carbone, aprendo a un futuro sostenibile fatto di energia pulita.