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La rivoluzione delle energie pulite minacciata dagli elementi critici come il Litio

La rivoluzione delle energie pulite minacciata dagli elementi critici come il Litio

Le energie rinnovabili e la produzione di energia pulita minacciate dalla scarsa reperibilità di quei materiali considerati critici. Le nuove tecnologie per produrre energia pulita necessitano di elementi rari e difficili da reperire in natura. La rivoluzione delle energie pulite è davvero sotto minaccia?

Le energie rinnovabili sono il futuro della produzione energetica mondiale, le nuove tecnologie necessitano però di alcuni elementi per rendere al meglio. Analizziamo insieme ad alcuni esperti quali sono i fattori determinanti per un successo di queste energie pulite.

Il futuro delle energie rinnovabili secondo William Tahil:

Nel dicembre 2006, William Tahil, un analista di energia, ha pubblicato online un documento dal titolo "The Trouble with Lithium." La sua tesi sarebbe allarmante per tutte quelle persone che avevano riposto le loro speranze nella rivoluzione delle energie pulite e in un'economia più prospera grazie al rapido sviluppo di auto elettriche alimentate da batterie agli ioni di litio.

Il problema secondo William è che il mondo non contiene abbastanza litio economicamente recuperabile per sostenere tale cambiamento. Inoltre, le tasche vitali di litio sono concentrate in pochi paesi. Ecco qui una delle citazioni dello stesso Tahil che rende al meglio l'idea di come sarebbe il mondo se al posto del petrolio si sfruttassero i "giacimenti di Litio": “If the world was to swap oil for Li-Ion based battery propulsion.” “South America would become the new Middle East. Bolivia would become far more of a focus of world attention than Saudi Arabia ever was. The USA would again become dependent on external sources of supply of a critical strategic mineral while China--home to significant lithium deposits--“would have a certain degree of self sufficiency.” In poche parole: il Sud America sarebbe diventato il nuovo Medio Oriente. La Bolivia sarebbe una sorta di Arabia Saudita mentre gli USA tornerebbero ad essere dipendenti da fonti di approvvigionamento esterne. Infine la Cina - sede di importanti giacimenti di litio avrebbe un certo grado di autosufficienza.

Tahil non è certo la fonte più credibile. All'inizio di quell'anno, aveva pubblicato un altro articolo, "Ground Zero: La demolizione nucleare del World Trade Center". In questo articolo l'analista sosteneva che due reattori nucleari sepolti circa 260 metri sotto il World Trade Center siano stati deliberatamente fusi nello stesso momento in cui gli aerei dirottati avrebbero colpito le Torri Gemelle l'11 settembre 2001.

La questione del litio nelle energie pulite:

Tuttavia l'impennata del litio è stata una storia irresistibile per Tahil. Tesla Motors e General Motors avevano entrambe recentemente svelato le prime auto elettriche del 21° secolo, entrambi i costruttori puntavano sulle batterie al litio. Nel luglio 2008, il Guardian britannico ha riassunto la questione: "Il petrolio fornisce una preoccupazione costante, l'attenzione si sta spostando verso il litio per i veicoli elettrici. Ma infuria un dibattito su quanto di questo materiale sia disponibile."

R. Keith Evans, un geologo che ha trascorso più di quattro decenni, studiando i depositi di litio mondiali si è detto ispirato da Tahil a scrivere una stima aggiornata dell'offerta di litio nel mondo: "l'abbondanza di litio." Lo stesso geologo parla di una conferenza urgente della US Geological Survey nel 1975 per trattare l'imminente carenza di litio per l'utilizzo in reattori a fusione nucleare. La prima stima di approvvigionamenti di litio del mondo occidentale scaturita da questa conferenza nel 1975 parla di 10,65 milioni di tonnellate. Negli anni successivi i geologi hanno costantemente scoperto più depositi tanto da arrivare al 2010 a 28,4 milioni di tonnellate di metallo dil litio o 150 milioni di tonnellate di litio carbonato, la forma più comune in cui viene prodotto e venduto il litio. Al contrario il mercato globale per il litio è stato di circa 100.000 tonnellate. Un boom dovuto alle auto elettriche. Tale domanda potrebbe raddoppiare nel giro di un decennio, in questo modo non ci sarebbe abbondanza di litio per soddisfarla.

La Cina produce circa il 95 per cento di metalli rari al mondo, un gruppo di elementi ampiamente utilizzato nella produzione di auto ibride, mulini a vento e di altre tecnologie pulite. Ora la Cina stessa avrebbe deciso, sempre secondo Evans di tagliare le esportazioni, sostenendo di voler ridurre la produzione al fine di tutelare le proprie riserve. Detto fatto lo scorso settembre la Cina ha usato il suo monopolio come arma sospendendo le spedizioni verso il Giappone come rappresaglia per il sequestro di un peschereccio cinese.

Da allora la preoccupazione per la fornitura di elementi usati in tecnologie di energia pulita è diventata più acuta. Gli Stati Uniti si basano su altri paesi per il 90 per cento dei loro "energy-critical elements". Ben 29 elementi tra cui le cosidette "rare earths" le cui caratteristiche intrinseche le rendono ingredienti essenziali per pannelli solari, turbine eoliche ad alta efficienza, motori per veicoli elettrici , batterie ad alta capacità e ad altre innovazioni in ambito di energie pulite.

Non tutti questi elementi sono rari, ma nessuno è così abbondante come le materie prime del settore dominante del 20° secolo: ferro, alluminio, silicio e gli altri nove elementi che compongono il 99 per cento della crosta terrestre.

Storicamente solo gli scienziati lavoravano con questi materiali, per lo più su progetti in scala di laboratorio e non erano per tanto richieste quantità importanti. In questo modo i geologi avevano pochi incentivi a cercare nuove fonti, la conseguenza è una grave mancanza di conoscenza sulla disponibilità e sul costo di questi elementi critici. Questa mancanza di conoscenza genera ansia. Nel mese di agosto del 2010, per esempio, la rivista Reason ha titolato: “Forget peak oil. What about peak lithium, peak neodymium, and peak phosphorus?” Nel caso del litio il panico ha cominciato ad attenuarsi, in quanto ci siamo resi conto dell'abbondanza dell'elemento. Ma sarà lo stesso per gli altri 28 elementi critici?

Per capire perché un gruppo di elementi oscuri riscontri improvvisamente tale attenzione dobbiamo considerare la concorrenza tra i veicoli a gas ed elettrici. Il motore a combustione interna è una macchina intrinsecamente inefficiente. La vettura media alimentata a gas converte solo 12,6 per cento dell'energia della benzina in lavoro. Ma la densità di energia stravagante del petrolio compensa le carenze di un motore. Ogni gallone di benzina contiene 33.000 watt-ora di energia. Anche il 12,6 per cento di ciò è sufficiente per spingere un auto a diversi km/h in autostrada. E fin quando il petrolio è a buon mercato e apparentemente senza limiti, come lo era per la maggior parte del ventesimo secolo, un'inefficienza tale è accettabile.

Ora però il petrolio non è più a buon mercato e certamente non è senza limiti. Siamo entrati in quello che il professor Michael Klare dell'Hampshire College chiama "l'età del petrolio difficile", in cui i depositi facilmente estraibili sono stati esauriti. Nel frattempo, la crescenti classi medie cinesi e indiane sembrano sul punto di raddoppiare il numero delle auto sul pianeta entro il 2050, arrivando a ben due miliardi di automobili.

Le auto elettriche e la produzione di energia pulita:

Se come si ipotizza i veicoli elettrici andranno a sostituire le auto a gas avremo bisogno delle migliori batterie possibili e oggi quelle batterie sono basate sul litio. Il litio è il terzo elemento più leggero sulla tavola periodica e ben si adatta allo stoccaggio di energia leggera. A causa della sua estrema reattività può costituire la base per le batterie con la più alta densità energetica. La batteria al litio ricaricabile ha già contribuito a trasformare i dispositivi elettronici portatili, consentendo il passaggio dal 30 once-Motorola DynaTAC (comunemente noto come Michael Douglas-telefono-in-Wall Street) all'iPhone da 4,8 once. Ora le case automobilistiche stanno scommettendo sul fatto che il litio potrebbe essere ugualmente utile per la trasformazione dei mezzi di trasporto.

Ma le batterie al litio sono solo una parte di un sistema molto più ampio. Per sfruttare ogni milliwatt di elettricità immagazzinata nelle batterie sono richiesti dei motori elettrici il più efficienti possibile ed i magneti all'interno di questi motori richiedono a loro volta elementi rari come il neodimio e come il dysprosium. Anche la generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili come il vento e il sole richiede macchine ultra efficienti. Naturalmente le turbine eoliche più efficienti utilizzano magneti costituiti da elementi rari così come i pannelli solari avanzati a film sottile.

In ciascuno di questi casi l'energia è così preziosa che vale la pena spendere denaro e tempo nella ricerca di questi materiali dalle prestazioni elevate. Per ora, gli elementi critici non sono necessari negli apparecchi domestici. Le turbine eoliche e le auto elettriche invece sono dipendenti da questi materiali a tal punto che non converrebbe costruirle senza di essi.

Anche se dovessimo gestire al meglio la nostra offerta di elementi critici per l'energia, ad un certo punto avremo bisogno di nuove miniere. Negli ultimi anni, le compagnie minerarie hanno annunciato piani per le miniere in Australia, Brasile, Canada, India, Kazakhstan e il Vietnam. Nel frattempo, gli investitori e i politici stanno facendo pressioni su quello che è stato considerato un tabù per molto tempo ovvero: le miniere per gli elementi critici negli Stati Uniti.

Gli Stati Uniti posano su almeno 13 milioni di tonnellate di depositi, quattro milioni di tonnellate di litio e altri depositi significativi per altri elementi critici. Pochi di questi depositi sono stati estratti, in gran parte a causa di rigorosi processi di autorizzazione e di normative ambientali. Tali vincoli determinano tipicamente un ritardo di sette o più anni tra l'esplorazione di una miniera e il suo sfruttamento reale. E' bene ricordare che l'estrazione di litio non comporta rifiuti tossici e scorie radioattive, ma l'impatto ambientale di una miniera è sempre dannoso.

In conclusione possiamo affermare che le nuove tecnologie richiedono materiali sempre più sofisticati per rendere al meglio, è chiaro che dovremo staccarci dalla dipendenza verso il petrolio il prima possibile ma questo rischia di portarci verso un circolo vizioso di dipendenze. Che si chiami petrolio, gas oppure litio siamo davvero destinati a dover rincorrere materiali per produrre energia? e soprattutto con ciò che ne consegue: sfruttamento, guerre e impatto ambientale. Chissà da qui a qualche anno l'attenzione del mondo potrebbe veramente spostarsi dalle zone odierne, interessate dal petrolio, verso altri stati ricchi di materiali innovativi e considerati rari come quelli sopracitati. Resta la speranza che le energie pulite o cosiddette rinnovabili possano contribuire al fabbisogno energetico senza per forza doversi appoggiare a tecnologie che richiedono dei materiali così difficili da reperire.

 

 

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ritratto di Casciana17

Ma se le nuove tecnologie

Ma se le nuove tecnologie richiedono materiali sempre più sofisticati per rendere al meglio,quali sono le fonti alternative nel caso dovessero "finire" data la loro rarità?Evidentemente come la maggior parte di voi sà le compagnie petrolifere non sono molto d'accordo con le innovazioni delle nuove energie pulite perchè,perderebbero il loro prodotto,ormai il monopolio lo hanno loro!

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

io personalmente cercherei di

io personalmente cercherei di investire nella tecnologia zinco-aria

ritratto di Ser_gio

Il punto è proprio questo...

Le energie rinnovabili sono rinnovabili, ma richiedono materiali rari per essere sfruttate al meglio, un sistema di pannelli solari costruito con determinati materiali può rendere il doppio di un sistema che invece usa altri tipi di materie prime. Di per sè l'energia del sole, del vento e dell'acqua sono rinnovabili, ma i nostri mezzi per sfruttarli no...

 

 

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