Il riciclaggio è, matematicamente parlando, la risposta ovvia al fatto che non possiamo continuare a scavare roba dal terreno per sempre. Ma economicamente? È lì che le cose si fanno delicate. I materiali vergini spesso sottocostano quelli riciclati sul prezzo, e con una tecnologia in rapido movimento come quella dei veicoli elettrici, c'è un ulteriore colpo di scena: quando un'auto viene rottamata, l'industria potrebbe essere già passata a una chimica delle batterie diversa, rendendo la vecchia batteria preziosa quanto un tovagliolo usato.
Tuttavia, un nuovo studio guidato da Xin Xiong all'Università di Nanchino suggerisce che in Cina, il riciclaggio potrebbe diventare la fonte dominante di molti materiali chiave per la produzione di veicoli elettrici nei prossimi decenni. I ricercatori hanno modellato come l'offerta riciclata si confronta con la domanda di produzione dal 2010 al 2050, coprendo i materiali delle batterie per ibridi, elettrici puri e persino veicoli a celle a combustibile - litio, cobalto, nichel, manganese, fosforo, sodio, zolfo e grafite - più elementi per motori come rame, neodimio, disprosio, samario e cerio.
Hanno eseguito quattro scenari su come la tecnologia delle batterie e dei motori potrebbe evolversi, da cambiamenti lenti a batterie allo stato solido e al sodio, a transizioni rapide con motori che usano meno terre rare. Il modello calcola il 'potenziale di circolarità' di ogni elemento - quale quota della domanda di produzione può essere soddisfatta da materiale riciclato nello stesso anno. Tiene anche conto delle recenti politiche cinesi volte ad aumentare i tassi di riciclaggio di alcuni elementi delle batterie dall'attuale 40 percento ad almeno il 98 percento, e ad aumentare la quota di veicoli elettrici sulle nuove vendite dal 45 al 60 percento entro il 2030.
Nel modello, gli ibridi e gli ibridi plug-in alla fine svaniscono, ma le vendite di veicoli elettrici puri continuano a salire fino al 2050. Ciò significa che il numero di veicoli che finiscono nel riciclatore è in ritardo ma cresce costantemente - soprattutto perché il modello presuppone che le batterie verranno sostituite spesso a causa della perdita di capacità prima della fine della vita del veicolo, in particolare nell'uso commerciale pesante. Aggiungi le stazioni di cambio batteria della Cina al mix, e hai batterie extra prodotte e riciclate.
In tutti gli scenari, il riciclaggio generalmente aumenta per soddisfare una parte piuttosto consistente della domanda di produzione, anche se i modelli variano. All'inizio, l'offerta riciclata sale mentre il boom dei veicoli elettrici produce alla fine un corrispondente boom di veicoli elettrici morti. Ma per alcuni elementi come il cobalto, la domanda può scendere mentre l'industria si sposta verso chimiche a basso contenuto di cobalto, e improvvisamente l'offerta riciclata è in eccesso. Al contrario, le esigenze di nichel e manganese potrebbero gonfiarsi, mantenendo la quota riciclata relativamente piatta.
Gli elementi del motore raccontano una storia simile, ma sono sensibili ai cambiamenti tecnologici - come se il cerio iniziasse a sostituire terre rare più costose. A seconda di quale scenario si sceglie, il modello mostra quali domande il riciclaggio può coprire e quali richiederanno ancora la buona vecchia estrazione mineraria.
Naturalmente, tutto dipende dalla parola 'efficace' in 'riciclaggio efficace'. I ricercatori sottolineano diversi anelli deboli che devono essere rafforzati per raggiungere il massimo dei loro numeri. La Cina sta già usando regolamenti per aiutare - imponendo 'passaporti delle batterie' che identificano la chimica di ogni batteria, e spingendo più batterie rottamate verso riciclatori autorizzati. Ma notano che la Cina non ha ancora richiesto un livello minimo di contenuto riciclato nelle nuove batterie. E la complessa catena di riciclaggio potrebbe incontrare colli di bottiglia mentre si espande per gestire più veicoli elettrici.
Proprio come la grafite nelle batterie spesso non viene riciclata ora perché è economica, nuove tecnologie come le batterie al sodio potrebbero essere un'arma a doppio taglio: batterie più economiche sono ottime, ma danno ai riciclatori meno roba preziosa con cui lavorare. Tuttavia, nonostante le complicazioni, il modello suggerisce che la matematica potrebbe funzionare abbastanza bene per molti materiali.