Batterie di auto elettriche: percorso circolare anziché strada a senso unico

Le batterie impiegate nella gamma Mercedes-EQ hanno diverse vite. La loro durata di utilizzo è di almeno 30 anni: dapprima come batterie a bordo di uno o più veicoli, poi come accumulatori di energia verde e infine come materia prima riciclata.


28. Aprile 2021

 

Gli esperti dell’azienda zurighese «The Mobility House» stanno progettando soluzioni per dare una seconda vita alle batterie delle auto. La società, di cui detiene una quota anche Daimler AG, realizza soluzioni di stoccaggio per clienti industriali e commerciali a partire da batterie ad alto voltaggio dismesse – ad esempio per lo stoccaggio della corrente elettrica generata con energie rinnovabili. Prima di avere una seconda vita, ogni batteria vanta un primo impiego nella gamma Mercedes-EQ. Scopriamo, passo dopo passo, le diverse fasi.

 

È il quadro generale che conta 

Non è un segreto che, per la presenza delle batterie agli ioni di litio, la produzione di un veicolo completamente elettrico generi oggi più emissioni di CO₂ rispetto alla produzione di un veicolo convenzionale con motore a combustione. Tuttavia, quando si tratta di CO₂, ciò che conta è il bilancio complessivo. Solo considerando l’intero ciclo di vita delle batterie – ovvero produzione, durata, seconda vita e riciclaggio – si può avere un quadro realistico. Mercedes-Benz persegue questo approccio a tutto tondo nel suo piano «Ambition 2039», attraverso il quale dal 2019 viene promossa la transizione verso una mobilità a impatto climatico zero secondo le fasi «Reduce – Reuse – Recycle». Già entro il 2030, l’impiego di risorse primarie nel gruppo propulsore e nella batteria dovrà essere ridotto del 40 % rispetto agli attuali veicoli elettrici e ibridi.

Lifecycle

Standard per l’approvvigionamento sostenibile delle materie prime

L’approvvigionamento di materie prime per la produzione di batterie è un tema controverso. Con «Human Rights Respect System», Mercedes-Benz ha sviluppato un approccio per identificare e ridurre al minimo i rischi e le violazioni dei diritti umani nella catena di fornitura. Una società di revisione esterna supervisiona le catene di fornitura di cobalto dei fornitori di celle per batterie secondo gli standard dell’OCSE.
 

L’approvvigionamento di cobalto e litio esclusivamente da miniere certificate rende Mercedes-Benz un pioniere per il primo standard minerario transsettoriale «Standard for Responsible Mining» dell’«Initiative for Responsible Mining Assurance» (IRMA). Nella nuova generazione di celle per batterie, Mercedes-Benz sta già riducendo il contenuto di cobalto a meno del 10 % e in futuro intende utilizzare tecnologie innovative con nuove composizioni di materiali per eliminare materiali come il cobalto.

 

Batteria ad alto voltaggio prodotta in Germania

Il know-how sulle batterie è senza dubbio una delle competenze chiave di Mercedes-Benz. «In futuro offriremo ai nostri clienti oltre dieci autovetture completamente elettriche. Produciamo noi stessi le batterie e riteniamo che questo sia un importante fattore di successo nell’era dell’elettromobilità» spiega Markus Schäfer, membro del Consiglio direttivo di Daimler AG (Responsabile di Daimler Group Research) e Mercedes-Benz Cars Chief Operating Officer.

Batteria ad alto voltaggio prodotta in Germania
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Mercedes-Benz Cars gestisce attualmente nove fabbriche di batterie in sette sedi dislocate in tre continenti. Da settembre 2019, Daimler acquista celle per batterie prodotte a zero emissioni di CO2 grazie a una partnership all’insegna della sostenibilità con il partner cinese Farasis Energy. La rete di fornitori riveste un ruolo importante nella creazione di valore ed è pertanto indispensabile per il successo del piano «Ambition 2039». «Approvvigionandoci di celle per batterie prodotte a zero emissioni di CO₂ riduciamo di oltre il 30 % l’impronta di CO₂ dell’intera batteria nei futuri modelli di veicoli» evidenzia Markus Schäfer.

Uno sguardo alla produzione di batterie presso Mercedes-Benz.

Uno sguardo alla produzione di batterie presso Mercedes-Benz.

Uno sguardo alla produzione di batterie presso Mercedes-Benz.
Uno sguardo alla produzione di batterie presso Mercedes-Benz.

La corrente elettrica verde rende la guida veramente ecosostenibile

Gran parte dell’impronta di CO₂ di un veicolo elettrico si determina durante la fase di utilizzo. Molto dipende dunque dallʼenergia elettrica con cui si carica la batteria. Ecco perché, all’inizio del 2021, Mercedes-Benz ha introdotto Green Charging che consente ai nostri clienti della gamma EQ o di ibride plug-in di ricaricare il proprio veicolo in modo ecologico presso oltre 200 000 punti di ricarica pubblici me Charge Mercedes in Europa. Facciamo in modo che la quantità di energia elettrica prelevata con la ricarica venga compensata con l’immissione nella rete elettrica di altrettanta corrente proveniente da fonti rinnovabili.

Direttamente dal veicolo o tramite l’app Mercedes me: ricaricare il proprio veicolo Mercedes-EQ è semplice e, grazie a Green Charging, a zero emissioni di CO2.

Direttamente dal veicolo o tramite l’app Mercedes me: ricaricare il proprio veicolo Mercedes-EQ è semplice e, grazie a
Green Charging, a zero emissioni di CO2.

Direttamente dal veicolo o tramite l’app Mercedes me: ricaricare il proprio veicolo Mercedes-EQ è semplice e, grazie a Green Charging, a zero emissioni di CO2.
Direttamente dal veicolo o tramite l’app Mercedes me: ricaricare il proprio veicolo Mercedes-EQ è semplice e, grazie a Green Charging, a zero emissioni di CO2.

In Svizzera, lʼenergia elettrica verde è fortunatamente disponibile in abbondanza, anche senza Green Charging. Ben due terzi dell’energia elettrica prodotta in Svizzera provengono da fonti di energia rinnovabili. Anche chi carica il proprio modello EQ a casa tutela lʼambiente – grazie all’utilizzo di corrente elettrica verde certificata dal fornitore locale. 

 

Trattamento rigenerante per una vita molto lunga

All’acquisto di un modello EQ, i clienti Mercedes-Benz ricevono un certificato della batteria che, nel caso di una EQC, garantisce il perfetto funzionamento della batteria ad alto voltaggio fino a 8 anni o 160 000 chilometri. Se si verificano danni o malfunzionamenti durante il periodo di garanzia, il concessionario provvederà a sostituire gratuitamente la batteria difettosa. 

 

Che fine fa la batteria rimossa? Sarà sottoposta a un «trattamento rigenerante». Il cosiddetto «remanufacturing» è un processo di rigenerazione in cui le celle delle batterie non più funzionanti vengono sostituite. In questo modo, la batteria può essere utilizzata per ulteriori 20 anni su diversi veicoli. 
 

Fino a oggi, il remanufacturing team di Mercedes-Benz di Mannheim ha ricondizionato più di mille batterie dismesse provenienti da modelli elettrici e ibridi plug-in, le quali sono state riutilizzate su altri veicoli elettrici. Poiché la domanda di rigenerazione delle batterie è destinata ad aumentare notevolmente, Mercedes-Benz sta  progettando uno stabilimento di remanufacturing in Cina. 

Uno sguardo allo stabilimento di remanufacturing di Mannheim, dove le batterie vengono rigenerate per tornare in strada.

Uno sguardo allo stabilimento di remanufacturing di Mannheim, dove le batterie vengono rigenerate per tornare in strada.

Uno sguardo allo stabilimento di remanufacturing di Mannheim, dove le batterie vengono rigenerate per tornare in strada.
Uno sguardo allo stabilimento di remanufacturing di Mannheim, dove le batterie vengono rigenerate per tornare in strada.
Uno sguardo allo stabilimento di remanufacturing di Mannheim, dove le batterie vengono rigenerate per tornare in strada.

La seconda vita di batterie di prima qualità 

Che fine fanno le batterie agli ioni di litio dopo la loro vita a bordo di un’auto? Mercedes-Benz collabora, da tempo, con partner come l’azienda svizzera «The Mobility House» per sviluppare idee «afterlife» per batterie.

 

Con una capacità residua di ca. il 70-80 % della sua potenza originale, una batteria dismessa proveniente da un veicolo è particolarmente adatta per essere utilizzata come accumulatore di energia nella rete elettrica. Gli esperti dell’azienda «The Mobility House» donano alle batterie almeno altri dieci anni di vita. 

 

Impiego industriale e privato

L’utilizzo delle cosiddette batterie second life è interessante sia per l’industria che può così garantirsi una fornitura costante di energia e bilanciare le fluttuazioni dei consumi sia per il settore privato che può immagazzinare l’energia solare o eolica autogenerata.

 

In Francia, Germania e nei Paesi Bassi ci sono enormi impianti di stoccaggio di energia. Uno dei più grandi impianti di stoccaggio di batterie rigenerate, con 1024 batterie Daimler, si trova a Lünen. Qui viene conservata una quantità di energia equivalente al fabbisogno giornaliero di corrente elettrica di 2300 famiglie.

Enorme impianto di stoccaggio flessibile di batterie di veicoli usate a Lünen in Germania).

Enorme impianto di stoccaggio flessibile di batterie di veicoli usate a Lünen in Germania).

Enorme impianto di stoccaggio flessibile di batterie di veicoli usate a Lünen in Germania).
Enorme impianto di stoccaggio flessibile di batterie di veicoli usate a Lünen in Germania).

Anche in Svizzera, le batterie agli ioni di litio dismesse hanno una seconda vita: un esempio è la funivia Staubernbahn nel Canton San Gallo, alimentata con energia solare immagazzinata in questi accumulatori.

Staubernbahn nel Canton San Gallo

Processo di riciclaggio: fondere o triturare 

Per una batteria della gamma Mercedes-EQ, due vite non sono sufficienti: gli attuali processi di riciclaggio permettono di recuperare fino al 96 % dei componenti di una batteria e di reimmetterli nel ciclo di produzione, rendendo così possibile una terza vita. Mentre, nel processo di fusione, i metalli vengono separati l’uno dall’altro attraverso alte temperature, la triturazione rappresenta un’alternativa con minore consumo energetico. In questo processo, le batterie vengono triturate in corrente di azoto e ridotte in polvere fine che poi viene separata meccanicamente. Tramite un processo chimico, i singoli metalli come cobalto, litio, manganese e nichel vengono estratti e recuperati. Queste materie prime secondarie riducono del 40 % le emissioni di CO₂ nella produzione di nuove batterie agli ioni di litio.