Veicoli elettrici alla carica
Veicoli elettrici favoriti dai mega-trend principali
Il mondo sta cambiando rapidamente. Nel corso del prossimo decennio ci aspettiamo che cinque importanti mega-trend plasmino la realtà in cui viviamo. Il connubio di due di essi - ossia innovazione tecnologica e cambiamento climatico- depone a favore dell’adozione dei veicoli elettrici (EV). I veicoli elettrici affrontano infatti il problema dell’aumento delle emissioni globali di anidride carbonica e, contemporaneamente, raccolgono i frutti del rapido avanzamento tecnologico.
Fonti: Mc Kinsey luglio 2016, Nazioni Unite (ONU) giugno 2017, IPCC (Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico) maggio 2018, US Department of Health and Human Services (HHS) maggio 2014 e WisdomTree
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Effetto del cambiamento politico
La volontà politica ha rappresentato la chiave di volta del passaggio all’elettrificazione. Oltre nove Paesi e dozzine di città o Stati hanno annunciato che vieteranno i motori a combustione interna nei prossimi dieci anni circa. I governi di tutto il mondo sostengono il passaggio all’elettrificazione del settore automobilistico prodigandosi a fornire le necessarie infrastrutture e incentivi fiscali. Così facendo, segnalano l’urgenza di passare ai veicoli ad emissioni zero per raggiungere gli obiettivi legati alla qualità dell’aria e al clima. Abbiamo indicato di seguito i più recenti annunci riguardanti gli sviluppi nell’ambito delle infrastrutture per i veicoli elettrici nei Paesi selezionati (in miliardi di dollari USA):
Fonte: Agenzia internazionale dell’energia, WisdomTree, dati disponibili al 28 giugno 2018
Cina più attenta ai problemi dell’ambiente
La Cina si sta facendo strada sul mercato dei veicoli elettrici e, nel 2017, ha rappresentato circa i tre quarti delle vendite mondiali di EV. Il Paese del Dragone deve ancora stabilire quando vietare la produzione di motori diesel e a gas. Il governo, nell’ambito del suo 13° piano quinquennale, ha tuttavia definito obiettivi molto specifici e verificabili sullo sviluppo della questione ambientale. La Cina si sta preparando a occupare una posizione di leadership nel campo dei “veicoli a nuova energia” (NEV) in termini sia tecnologici che di volumi di spedizione.
Dopo quattro decenni di crescita la qualità ambientale della Cina è oggi piuttosto scadente. Il governo centrale sta cercando di migliorare gli standard adottando nuove politiche. Nel 2015, sono state introdotte per la prima volta, nell’ambito del 13° piano quinquennale, strumenti di repressione contro l’inquinamento. Migliaia di proprietari di impianti industriali sono stati multati per cattiva condotta. Nonostante il leggero miglioramento della qualità dell’aria siamo ancora lontani dagli standard di salubrità stabiliti dalle organizzazioni internazionali. La maggior parte dell’inquinamento in Cina è causato dal massiccio impiego di carbone che, nel 2017, ha inciso per il 60,4% sui consumi complessivi di energia del Paese. Probabilmente, grazie agli interventi governativi in materia, si verificherà ora un incremento dei consumi di gas naturale e dei combustibili non fossili.
Dal 2009 la Cina è diventata il più grande mercato di auto del mondo. Le reti stradali incidono per il 76,8% sul traffico merci e rappresentano la maggiore fonte d’inquinamento atmosferico, donde si evince chiaramente l’importanza dell’adozione dei veicoli a nuova energia (NEV). Sia i consumatori che i produttori stanno beneficiando dei sussidi statali sui NEV. Nell’agosto del 2017 il governo ha promulgato un piano di controllo dell’inquinamento atmosferico delle città di Pechino-Tianjin-Hebei per l’autunno e inverno 2017-18. Il Consiglio di Stato ha annunciato inoltre un piano d’azione triennale contro l’inquinamento dell’aria, illustrando obbiettivi e misure dettagliate nel giugno del 2018. Il governo cinese punta alla vendita di 2mln di NEV nel 2020 e di 7mln di NEV entro il 2025.
Le difficoltà dell’industria dei veicoli elettrici
Il numero complessivo di veicoli elettrici plug-in venduti in tutto il mondo, durante i primi nove mesi di quest’anno, si attesta a 1.279.000 unità (in rialzo del 68% anno su anno), vale a dire una quota di mercato dell’1,8%. I veicoli elettrici puri (BEV) si sono piazzati in testa con un rialzo del 61% mentre i veicoli elettrici ibridi (HEV) sono saliti del 36% durante l’anno precedente. Restano ottimistiche le proiezioni sul mercato EV. Secondo le previsioni dell’Agenzia internazionale dell’energia (AIE) i veicoli elettrici si rivolgeranno al mercato di massa nei prossimi 10- 15 anni. Sono tre gli ostacoli che al momento frenano l’adozione di massa degli EV:
Fonte: WisdomTree
I costi elevati delle batterie sono uno dei principali ostacoli che impediscono ai consumatori di acquistare i veicoli elettrici. Le innovazioni nell’ambito della tecnologia per le batterie hanno consentito di abbattere i costi passando da oltre 1000USD per kWh (Kilowatt all’ora) nel 2010 a meno di 250USD per kWh, secondo S&P Global Platts. I prezzi delle batterie dovrebbero scendere ancora di 100USD entro il 2030 e, a quel punto, gli EV probabilmente diventeranno competitivi con i veicoli a motore con combustione interna (ICE).
Progressi della tecnologia per le batterie
Le batterie agli ioni di litio (LiB) sono quelle più usate nei veicoli elettrici a causa dell’elevata densità energetica. I metalli rappresentano il 40% dei costi delle LiB, secondo la società di consulenza Roskill. Queste batterie richiedono più del solo litio, poiché anche altri metalli vengono impiegati negli elettrodi (anodo e catodo), inclusi grafite, cobalto, nichel e manganese. Le LiB adottano diversi tipi di chimiche delle batterie che impiegano svariate combinazioni di materiali di anodo e catodo. Le cinque tecnologie più avanzate usate nelle batterie agli ioni di litio sono: ossido di manganese di litio (LMO), ossido di cobalto di litio (LCO), alluminio di nichel cobalto (NCA), nichel manganese cobalto (NMC) e litio ferro fosfato (LFP).
Fonte: Boston Consulting Group (BCG), gennaio 2010
Ciascuna delle tecnologie agli ioni di litio di cui sopra può essere messa a confronto con le altre basandosi su sei parametri: sicurezza, durata della vita (misurata in termini sia di numero di cicli di carica e scarica che di età complessiva della batteria); prestazione; energia specifica (quanta energia può immagazzinare una batteria per chilogrammo di peso); potenza specifica (quanta energia può immagazzinare la batteria per chilogrammo di massa) e, infine, costo. La sicurezza è di gran lunga il criterio più importante per le LIB. Nel frattempo, i produttori di batterie sono impegnati in un costante tiro alla fune tra costi e sicurezza poiché nessuna tecnologia da sola soddisfa tutti e sei i parametri.
Fonte: WisdomTree
L’NCA vanta alte prestazioni ma pone problemi di sicurezza, la LFP è più sicura ma possiede energia specifica inferiore. Anche se la tecnologia per le batterie ha fatto passi da gigante, non esiste ancora una singola tecnologia che si sia dimostrata pienamente soddisfacente in rapporto a tutti e sei i parametri. La lotta per trovare la chimica giusta che consenta di ottenere prestazioni ottimali secondo tutti e sei i parametri rimane costante.
Allo stato attuale, la batteria NMC che contiene parti uguali di nichel, cobalto e manganese (in un rapporto di 1: 1: 1) ha ottenuto consenso generale tra i produttori. I produttori di batterie stanno sperimentando i rapporti di composizione di questi metalli e al momento sembrano privilegiare una maggiore percentuale di nichel. Una percentuale più elevata di nichel offre energia superiore per le batterie su lunghe distanze e le rende anche più leggere. Tuttavia la vita di queste batterie è breve. A ciò si aggiunge il fatto che rapporti più elevati di nichel riducono la dipendenza dei produttori di batterie dal cobalto. La maggior parte dell’offerta mondiale di cobalto proviene dalla Repubblica Democratica del Congo. A causa dell’instabilità politica del Paese, insieme alla questione dei diritti umani sollevata dallo sfruttamento del lavoro minorile, gran parte dell’offerta mondiale di cobalto rimane a rischio. Secondo Roskill and Benchmark Mineral Intelligence (BMI), le batterie NMC con percentuali più alte di nichel 5: 2: 3 e 6: 2: 2 sono già in uso e i produttori stanno spingendo per commercializzare la NMC 8: 1: 1. Tuttavia i severi requisiti della tecnologia NMC 8: 1: 1 in termini di polvere, umidità e controllo della contaminazione stanno frenando gli sforzi per rendere la batteria commerciale. Si prevede che la NMC 8: 1: 1 conquisti una quota considerevole sul mercato dei veicoli elettrici entro il 2020.
Riteniamo che il rapido ritmo delle innovazioni nella tecnologia per le batterie accelererà l’adozione di massa dei veicoli elettrici. Il momentum positivo degli EV avrà implicazioni di vasta portata per le commodity. Ci aspettiamo che metalli come il nichel, il rame, l’argento e elementi più piccoli, come il cobalto e il litio, traggano beneficio dall’adozione dei veicoli elettrici, di cui parleremo in dettaglio nella seconda parte del nostro blog.
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