Metalli greenIl paradosso delle terre rare e le sfide per una sostenibilità a ogni livello

Sono la chiave della transizione ecologica, ma le tecnologie per estrarle nel rispetto dell’ecosistema non sono ancora sviluppate. Mentre l’Unione europea sogna una grande industria del riciclo di questi materiali, in fondo al tunnel emergono le prime soluzioni incoraggianti

Unsplash

Per costruire i veicoli elettrici e i dispositivi di energia rinnovabile, e dunque realizzare nel concreto la transizione ecologica, l’Unione europea avrà bisogno di metalli in quantità: litio e nichel per le batterie; argento per i pannelli solari; rame per i cavi elettrici; terre rare per i magneti delle auto e delle turbine eoliche. Per assicurarsi però che la transizione sia ecosostenibile, cioè il meno impattante possibile sull’ambiente, il blocco vorrebbe ridurre al minimo l’apertura di nuove miniere e incoraggiare piuttosto le pratiche di riciclo: in gergo si parla di urban mining, cioè di estrazione dei materiali critici dai prodotti giunti a fine vita e diventati rifiuti. 

Nel Critical raw materials act, uno dei due strumenti di politica industriale per la rivoluzione verde, la Commissione fissa per l’appunto un obiettivo minimo interno di riciclo. Entro il 2030, almeno il quindici per cento del consumo annuale di metalli critici a livello comunitario dovrà provenire da attività di recupero effettuate da impianti dentro il territorio dell’Unione.

Il riciclo non è utile solo a ridurre gli sprechi e a limitare lo sfruttamento delle risorse naturali, ma anche a diminuire la dipendenza dall’estero dell’Europa per le nuove materie prime strategiche. Come ha evidenziato uno studio della Direzione generale del mercato interno, ad oggi pressoché l’intera domanda europea di metalli critici è soddisfatta dalle importazioni, provenienti spesso da nazioni problematiche come la Cina.

I metalli critici “più critici” di tutti sono forse le terre rare, un gruppo di elementi indispensabili per alcune tecnologie per le energie pulite ma anche per i dispositivi digitali e per il comparto della difesa. La filiera delle terre rare è controllata dalla Cina, che concentra il settanta per cento dell’estrazione mineraria globale, l’ottantacinque per cento della raffinazione (un processo molto dispendioso e inquinante) e oltre il novanta per cento della produzione di magneti permanenti al neodimio-ferro-boro. Ad oggi l’Unione europea praticamente non possiede né capacità minerarie né industriali sulle terre rare e ciò rappresenta un rischio, specialmente se si considerano le previsioni sull’aumento della domanda di questi materiali.

L’urban mining, secondo Bruxelles, permetterà di mitigare questo rischio. Oggi il riciclo contribuisce per meno dell’un per cento alla domanda europea di terre rare, faceva notare il Financial Times, tuttavia l’obiettivo è di aumentare significativamente la quota nei prossimi anni. Ma le volontà politiche potrebbero scontrarsi con una serie di ostacoli tecnici, a cominciare dal fatto che il recupero delle terre rare dai rifiuti è difficile perché vi sono presenti in quantità ridottissime e sono pure legate insieme, il che complica la separazione dell’elemento desiderato (il neodimio, di solito) dal resto.

Come spiegato in un ampio studio del think tank bruxellese Centre for european policy studies (Ceps), l’Unione europea deve ancora raggiungere le economie di scala necessarie alla nascita di una grande industria del riciclo delle terre rare. Le barriere non mancano. Innanzitutto, l’estrazione degli elementi dai prodotti esausti costa molto per via della bassa concentrazione e delle difficoltà di accesso, e pertanto non è competitiva con la produzione di magneti nuovi. I riciclatori europei non possono concorrere con i ben più bassi costi operativi delle aziende cinesi, avvantaggiate non solo dai sussidi ma anche dall’esistenza di una filiera nazionale. 

La seconda barriera è la mancanza di regole condivise sull’ecodesign, quelle che fanno sì che i prodotti vengano progettati già a monte per il loro riciclo, semplificando così l’estrazione dei materiali contenuti. Oggi però queste regole mancano, appunto, quindi i riciclatori hanno difficoltà sia a capire la composizione chimica dei magneti in terre rare sia a raggiungerli fisicamente (spesso vengono incollati alla frazione ferrosa) con lo smantellamento dei dispositivi esausti.

La terza barriera è la scarsità di prodotti esausti contenenti terre rare, che disincentiva gli investimenti nel riciclo. Le turbine eoliche attualmente installate in Europa, per esempio, non verranno smantellate prima degli anni 2030, quando però il settore del recupero dovrebbe essere – stando ai piani – già ben sviluppato. Il ciclo di vita di un parco eolico a terra è lungo venti-venticinque anni e quello di un impianto in mare arriva a trentacinque; i veicoli elettrici sono ancora lontani dalla rottamazione in massa.

In ultimo, l’ostacolo forse più grande all’urban mining è la sua complessità tecnica. Smantellare un prodotto, estrarne i magneti e separarne gli elementi è difficile, richiede tanto lavoro e tanto tempo, e quindi tante spese. Per recuperare i magneti di un veicolo elettrico, spiega il Ceps, bisogna smontare il motore. Per le turbine eoliche si aggiunge un problema di sicurezza perché i loro grandi magneti vanno prima smagnetizzati o potrebbero essere pericolosi. 

Una volta ottenuti i magneti, ci sono due modi per estrarne le terre rare. I metodi cosiddetti “indiretti” si dividono a loro volta in processi idrometallurgici (i magneti vengono dissolti con degli acidi minerali e le terre rare separate) e in processi pirometallurgici (i componenti ferrosi vengono fusi, dopodiché si estraggono le terre rare). La via idrometallurgica è la più comune, permette di ottenere soluzioni pure di terre rare ma consuma tante sostanze chimiche e tanta acqua, oltre a generare parecchi scarti. La pirometallurgia è solo leggermente meno impattante sull’ambiente, perché richiede comunque molta energia e gas corrosivi.

I metodi “diretti” consistono invece nel riciclo diretto – appunto – delle leghe magnetiche in terre rare per la produzione di nuovi magneti. In questo ramo c’è una nuova tecnologia che sta destando particolare interesse perché è più “sostenibile” dei processi visti finora: richiede meno energia e ha un’intensità chimica inferiore. Si chiama Hpms (Hydrogen processing of magnet scrap) e si basa sulla decrepitazione dell’idrogeno. Semplificando molto, l’Hpms consente di separare ed estrarre i magneti dai prodotti a fine vita in forma di polvere di lega idrogenata; questa polvere, ulteriormente trattata, può poi venire impiegata nella produzione di magneti.

Le newsletter de Linkiesta

X

Un altro formidabile modo di approfondire l’attualità politica, economica, culturale italiana e internazionale.

Iscriviti alle newsletter