Come l’ecodesign delle batterie può rivoluzionare la sostenibilità?

Le batterie stanno subendo un’evoluzione tecnologica rapida che le trasforma da componenti secondarie a elementi fondamentali per l’innovazione. Tale evoluzione rappresenta infatti una svolta cruciale per i sistemi energetici e i modelli economici, poiché influenza profondamente il modo in cui produciamo, immagazziniamo e utilizziamo l’energia. Un settore in particolare che ne beneficia enormemente è quello dei veicoli elettrici a batteria (BEV), considerati un’alternativa più sostenibile rispetto ai veicoli tradizionali a combustione interna grazie a emissioni ridotte e al potenziale per diminuire la dipendenza dai combustibili fossili. Tuttavia, per massimizzare l’impatto positivo dei BEV sull’ambiente è essenziale affrontare le sfide legate alla produzione e al riciclo delle batterie, garantendo che l’intero ciclo di vita dei veicoli sia improntato alla minimizzazione degli impatti.

Nell’ambito del progetto “Training for Circularity – Borse di Studio (WEEE Edition)”, promosso dal Centro di Documentazione sui Conflitti Ambientali in collaborazione con Erion WEEE ed ENEA – Dipartimento Sostenibilità dei Sistemi Produttivi e Territoriali, la ricerca condotta dai borsisti Fabiola Pignatelli e Gianluca Lubrano sotto la supervisione dei ricercatori dell’ENEA Tiziana Beltrani, Silvio Viglia e Federica Forte ha tracciato le possibili linee guida per lo sviluppo di regole standardizzate relative alle batterie e al loro ciclo di vita, che risultino conformi al Regolamento sulla progettazione ecocompatibile della Commissione Europea. I risultati di questa ricerca saranno divulgati nel dettaglio in un paper di prossima pubblicazione di cui EconomiaCircolare.com anticipa le linee guida.

Il futuro del ciclo di vita delle batterie

L’estrazione e l’utilizzo delle materie prime necessarie per la produzione dei BEV pongono sfide significative per l’Unione europea. Queste sfide includono la scarsità di risorse, le vulnerabilità della catena di approvvigionamento, l’impatto ambientale dello smaltimento e il riciclo delle batterie. Per affrontarle è necessario rivolgersi anche all’ecodesign che, con la Life Cycle Assessment (LCA), permette di quantificare gli impatti ambientali e sociali di prodotti e servizi, quindi anche di una batteria o di un veicolo, e di individuare le aree di intervento per migliorare specifiche fasi del ciclo di vita.

“Fare ecodesign – spiega Pignatelli – significa adottare principi di economia circolare e design thinking, con particolare attenzione alla prevenzione dei rifiuti, al diritto alla riparazione e alle pratiche di riutilizzo e riciclaggio. Una progettazione che consideri le fasi di dismissione e riciclo è infatti cruciale per il recupero efficiente dei materiali, e tecnologie come la manutenzione predittiva possono migliorare la durata e la sicurezza delle batterie, allineandole agli standard ambientali lungo tutto il loro ciclo di vita”.

Per dare priorità alle azioni sostenibili nel settore delle batterie, è importante distinguere tra strategie di ecodesign facilmente implementabili e quelle che richiedono ulteriori sviluppi. La tabella (figura 1) evidenzia le aree chiave per il miglioramento nell’applicazione dei principi di progettazione ecocompatibile delle batterie, categorizzate in base alla loro fattibilità. La fattibilità è un indicatore della praticabilità delle raccomandazioni di progettazione ecocompatibile entro diversi periodi di tempo. Un’alta fattibilità indica che una pratica può essere adottata nel breve termine utilizzando le tecnologie esistenti o pratiche già pronte per l’implementazione. Una fattibilità moderata, invece, indica soluzioni che, sebbene realizzabili, potrebbero necessitare di ulteriori sviluppi tecnologici o di una più ampia accettazione da parte dell’industria. Questa distinzione è fondamentale per pianificare interventi efficaci e mirati nel miglioramento sostenibile delle batterie.

Gli impatti ambientali delle batterie

Per approfondire l’impatto ambientale delle batterie è stato utilizzato il software SimaPro, uno strumento avanzato di analisi del ciclo di vita (LCA) che permette di raccogliere, analizzare e monitorare dati relativi alla sostenibilità di prodotti e servizi. SimaPro consente di valutare l’impatto ambientale lungo l’intero ciclo di vita di un prodotto, dalla fase di estrazione delle materie prime fino allo smaltimento finale, attraverso l’applicazione di metodologie riconosciute a livello internazionale.

In particolare, questo software permette di fare analisi del ciclo di vita di prodotto e di comparare prodotti simili o versioni migliorate degli stessi, facilitando così il processo di ecoprogettazione, ovvero la progettazione di prodotti con un basso impatto ambientale fin dalla loro concezione: infatti, un aspetto cruciale dell’ecoprogettazione è l’integrazione di strategie che considerano non solo la riduzione degli impatti durante l’uso del prodotto, ma anche la minimizzazione delle risorse utilizzate e la facilità di riciclaggio alla fine del ciclo di vita.

“L’esperienza di uso del software Simapro – specifica Lubrano – ha permesso di acquisire competenze pratiche anche nel calcolo di indicatori di impatto ambientale, come il potenziale di riscaldamento globale (GWP), che è la categoria d’impatto più critica, ma anche l’ODP (Ozone Depletion Potential) e il FEP (Freshwater Eutrophication Potential). Questi indicatori sono essenziali per comprendere la portata dei danni ambientali associati a diversi processi, materiali e prodotti. SimaPro supporta una vasta gamma di indicatori d’impatto, molti dei quali sono calcolati utilizzando i dati del database ecoinvent, uno dei più completi e rispettati nel campo della LCA. Il database presenta dati conformi per supportare le dichiarazioni ambientali relative alle norme ISO 14025, ISO 21930 e EN15804+A2:2019, e include un metodo che permette il calcolo della valutazione d’impatto e degli indicatori d’inventario del ciclo di vita. Questi strumenti sono fondamentali per lo sviluppo di una Environmental Product Declaration (EPD), un documento che fornisce informazioni trasparenti e comparabili sull’impatto ambientale di un prodotto durante il suo intero ciclo di vita, contribuendo così a promuovere scelte informate e sostenibili nel mercato.

La necessità di un design proattivo

L’obiettivo principale dell’approfondimento tramite SimaPro era dunque valutare come il ciclo di vita delle batterie incida su questi indicatori, identificando le fasi critiche dove gli impatti ambientali sono maggiori. Un’analisi di questo tipo, unitamente a quella della letteratura scientifica in tema di RAEE e LCA delle batterie, ha evidenziato – spiega Lubrano – “la necessità di un design proattivo che faciliti il recupero e la rigenerazione dei materiali fin dalla fase di progettazione. Questo approccio richiede una comprensione profonda della complessità e dell’interconnessione dei vari impatti ambientali lungo l’intero ciclo di vita delle batterie, dalla produzione allo smaltimento. Solo attraverso una progettazione che tenga conto di questi aspetti sarà possibile mitigare gli impatti negativi e favorire una transizione verso un’economia più circolare e sostenibile”.

Bullet Executive Summary

Il tema dell’ecodesign delle batterie è cruciale per la transizione ecologica, poiché affronta direttamente le sfide legate alla sostenibilità delle risorse naturali e alla gestione dei rifiuti. Adottare strategie di ecodesign significa non solo ridurre gli impatti ambientali durante l’uso dei prodotti, ma anche minimizzare le risorse utilizzate e facilitare il riciclaggio alla fine del ciclo di vita. Questo approccio è essenziale per promuovere un’economia circolare, dove i materiali vengono continuamente riutilizzati, riducendo così la necessità di nuove risorse e limitando la produzione di rifiuti.

Una nozione avanzata di transizione ecologica applicabile al tema dell’articolo riguarda l’adozione di tecnologie di manutenzione predittiva per le batterie. Queste tecnologie permettono di monitorare in tempo reale lo stato delle batterie, prevedendo guasti e ottimizzando la loro durata. Questo non solo migliora la sicurezza e l’efficienza delle batterie, ma contribuisce anche a ridurre i rifiuti e a promuovere un uso più sostenibile delle risorse. In un contesto di economia circolare, la manutenzione predittiva rappresenta un passo avanti verso la realizzazione di prodotti che durano più a lungo e che possono essere facilmente riciclati o riutilizzati alla fine del loro ciclo di vita.

In conclusione, l’ecodesign delle batterie non è solo una questione tecnica, ma una necessità imperativa per garantire un futuro sostenibile. È un invito a ripensare il modo in cui progettiamo, utilizziamo e smaltiamo i prodotti, ponendo la sostenibilità al centro delle nostre scelte. Solo attraverso un impegno collettivo e una visione a lungo termine possiamo sperare di affrontare le sfide ambientali che ci attendono e costruire un mondo più sostenibile per le generazioni future.