Fornire energia alla transizione ecologica, grazie alle batterie e all’idrogeno

L’evoluzione delle batterie e l’integrazione dell’intelligenza artificiale stanno ridisegnando il futuro dell’energia e dei trasporti. Li-ion e fuel cell a idrogeno aprono scenari di efficienza, sicurezza e sostenibilità che superano i confini dell’automotive

L’energia del futuro si costruisce oggi attorno a due pilastri tecnologici destinati a dominare il panorama industriale: le batterie agli ioni di litio e le celle a combustibile a idrogeno.

La loro rapida evoluzione, accompagnata dall’ingresso dell’intelligenza artificiale nei processi di progettazione, utilizzo e riciclo, delinea un orizzonte in cui decarbonizzazione ed efficienza non sono più prospettive astratte, ma concrete opportunità di sviluppo.

La corsa globale alla capacità di accumulo

Secondo le analisi di IdTechEx, nel 2023 la domanda globale di batterie ha raggiunto gli 800 GWh, trainata per l’86% dalle auto elettriche. L’incremento è stato vertiginoso: da appena 10 GWh nel 2010 si è passati a 1.000 GWh previsti nel 2024.

Un mercato che, nel solo segmento delle celle Li-ion, potrebbe superare i 400 miliardi di dollari entro il 2035. Non più soltanto automobili: il fabbisogno energetico elettrico coinvolge ormai scooter, veicoli a tre ruote, furgoni e mezzi pesanti, delineando una rivoluzione dei trasporti su vasta scala.

Le politiche pubbliche giocano evidentemente un ruolo cruciale. Da un lato, incentivi e sussidi sostengono la transizione; dall’altro, le restrizioni sulle emissioni penalizzano i ritardi.

È la logica del bastone e della carota, che sta accelerando l’elettrificazione dei trasporti e la diffusione di sistemi di accumulo stazionario, fondamentali per compensare l’intermittenza delle energie rinnovabili.

Second life e riciclo: la vera sostenibilità delle batterie

Il nodo delle materie prime – nichel, cobalto, rame – impone nuove strategie di approvvigionamento. Tecnologie di second life e processi di riciclo avanzati stanno aprendo la strada a una gestione circolare delle batterie, riducendo l’impatto ambientale legato all’estrazione mineraria e contenendo i costi industriali.

Un approccio che consente di prolungare la vita utile dei moduli e di ottimizzare l’intera catena del valore. Inoltre, l’intelligenza artificiale introduce strumenti in grado di rivoluzionare lo sviluppo e la gestione delle batterie.

Dalla scelta dei materiali alla diagnostica predittiva, fino al riciclo a fine vita, gli algoritmi consentono di anticipare guasti, migliorare la sicurezza (per esempio prevenendo fenomeni di thermal runaway) e individuare le migliori strategie di utilizzo.

Idrogeno: le celle a combustibile fra mobilità e industria

Accanto alle batterie, le celle a combustibile a idrogeno si affermano come soluzioni versatili e a basso impatto ambientale. Le Proton Exchange Membrane Fuel Cells (Pemfc), grazie a compattezza, tempi di avviamento ridotti e alta densità energetica, trovano applicazione ideale nei veicoli elettrici.

Per applicazioni industriali e commerciali, invece, le Solid Oxide Fuel Cells (Sofc) offrono elevata potenza e flessibilità nell’uso dei combustibili, configurandosi come investimenti strategici per la generazione elettrica distribuita.

L’espansione dei sistemi di accumulo – dalle Bess (Battery Energy Storage Systems) basate su Li-ion alle fuel cell stazionarie – è determinante per garantire stabilità alla rete elettrica in un contesto di crescente penetrazione delle rinnovabili.

Tecnologie che, combinate a nuove soluzioni di generazione come la fusione nucleare o l’eolico offshore, delineano un futuro di maggiore sicurezza energetica.

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