Litio, tra prezzi e scarsità

Secondo Elon Musk il problema del litio è il lento tasso di estrazione e raffinazione, attualmente incompatibile con la crescita della domanda con conseguente impatto negativo sui prezzi che schizzano alle stelle. Per contro, riserve e risorse non sarebbero un problema. È davvero così?

Il litio è elemento cruciale delle batterie: per telefoni cellulari, computer, macchine fotografiche e veicoli elettrici. Altri usi dell’ossido di litio, per circa il 32%, sono nel settore della ceramica e dei vetri speciali.

Alcuni mesi fa Elon Musk in un suo tweet dichiarava “Il prezzo del litio è andato a livelli folli. Non c’è carenza dell’elemento stesso, poiché il litio è quasi ovunque sulla Terra, ma il ritmo di estrazione e raffinazione è lento”.

Ad oggi sul fronte dei prezzi è cambiato ben poco come nella velocità dei processi estrattivi ma un altro aspetto del tweet merita ulteriore analisi: la disponibilità, teoricamente infinita secondo Musk, del litio nel Pianeta. Quanto è veritiera questa affermazione?

Da 31 a 116 mil. tonn. la forbice tra le stime delle risorse mondiali di litio riscontrabile in letteratura

Secondo l’USGS la produzione primaria nel 2021 è stata di circa 100.000 tonnellate e le riserve sono stimate in circa 20 milioni di tonnellate. Sempre l’USGS ci spiega che le risorse di litio in tutto il mondo potrebbero ammontare a circa 89 mil. tonn..

La domanda esponenziale non sembra destinata ad essere soddisfatta
Fonte: Joint Research Centre (JRC).

Il primo aspetto su cui porre attenzione è l’attendibilità di queste cifre che, come precisato anche dallo stesso USGS, sovente sono analisi probabilistiche, più precisamente geostatistiche. Le riserve, pari a 20 mil. tonn., sono solo in parte identificate: cioè è stimato con sufficiente affidabilità il loro tenore ed il loro cubaggio, mentre un’altra parte non sono convalidate da campioni e misure. Inoltre, vengono suddivise anche in base all’economicità per cui esistono riserve identificate ma non economicamente estraibili.

Molto più complessa l’analisi delle risorse, pari a 89 mil. tonn., definite inesplorate,che spiega bene il loro grado di attendibilità. Si tratta di dati, spesso ipotetici, come nel caso delle risorse mondiali di cobalto che includono quelle presenti nei noduli e nelle croste di manganese sul fondo degli oceani Atlantico, Indiano e Pacifico, la cui disponibilità è quanto meno aleatoria.

Frequentemente non vi è accordo, anche nel caso del litio, tra i dati forniti dall’USGS e quelli degli enti territoriali. A titolo di esempio, per il dipartimento di competenza del governo australiano le riserve australiane sono 3,4 mil. tonn. mentre per l’USGS sono 4,7 mil. tonn.

Dal 2000 le stime delle risorse sono aumentate, passando da 12,76 mil. tonn. a quasi 90 mil. tonn. Altre stime suggeriscono che le risorse mondiali di litio siano comprese tra 31 e 71 mil. tonn. È di 116 mil. tonn. la stima delle risorse massima trovate in letteratura.

Nessuna risorsa finita può sostenere, oltre un breve periodo, un tasso di crescita esponenziale della produzione

Un esempio di analisi delle risorse nel caso del litio è stato simulato utilizzando il modello del picco di Hubbert che si basa sul tasso di estrazione e sulla quantità totale di risorse disponibili.

Il modello si fonda sulla considerazione che nessuna risorsa finita può sostenere, oltre un breve periodo, un tasso di crescita esponenziale della produzione: pertanto, sebbene i tassi di produzione tendano inizialmente ad aumentare in modo esponenziale, i limiti fisici, ovvero la quantità totale di risorse disponibili, impediscono che continui a farlo.

La qualità dei minerali da cui si estraggono i metalli degrada con il passare del tempo conseguentemente il picco massimo di produzione viene raggiunto quando le risorse di qualità superiore (con tenori più elevati e conseguentemente con una spesa energetica minore) sono state estratte e la produzione inizia a diminuire man mano che vengono estratte risorse di qualità inferiore.

Il picco di Hubbert applicato al litio con diverse stime delle risorse.
Fonte: Guiomar Calvo G., Valero A., Valero A., 2017.

Aspetto interessante, da notare nel confronto tra i vari scenari delle risorse del grafico, è che il picco massimo di produzione è ritardato solo di 28 anni mentre le risorse sono aumentate di quasi 4 volte. Pertanto, anche se vengono effettuate più esplorazioni e la quantità delle risorse aumenta, il picco viene spostato solo di pochi decenni. Fatto questo anche connesso alla rarità termodinamica del litio rispetto ad altri elementi verso cui la stessa industria delle batterie sta volgendo la sua attenzione come il sodio.

Attualmente il tasso di riciclaggio del litio è quasi trascurabile (circa l’1%)

Il miglioramento della circolarità lungo le catene del valore potrebbe ridurre la crescita esponenziale della curva dell’estrazione primaria e la disponibilità di litio potrebbe aumentare notevolmente: attualmente il tasso di riciclaggio del litio è quasi trascurabile, circa l’1%.

Percentuale prevista al 2040 del riciclo sulla domanda primaria in EU
Fonte: Joint Research Centre (JRC).

Per contro, a causare qualche intralcio all’intera supply chain potrebbero incorrere questioni legate alla salute. Nel settembre 2021, il comitato di valutazione del rischio dell’Agenzia europea per le sostanze chimiche ha affermato che tre sali di litio – carbonato di litio, cloruro di litio e idrossido di litio – dovrebbero essere etichettati come tossine riproduttive dopo che uno studio ha scoperto che potrebbero essere potenzialmente tossici per le donne incinte e lo sviluppo dei feti.

Detto questo, per tornare ai timori di Elon Musk, conveniamo con lui che il problema principale relativo al litio riguardi l’aumento esponenziale della domanda di materiale e l’inadeguatezza del tasso di estrazione e raffinazione dell’industria. Tuttavia, non si può dare per infinita una risorsa che tale non è. Il tema delle riserve e delle risorse esiste, nonché quello dell’accuratezza dei relativi dati.

Quanto questi elementi saranno di ostacolo alla transizione energetica dipenderà dalle risposte che l’industria mineraria saprà fornire. Nello stabilire con buona precisione l’effettiva consistenza delle risorse o nell’innovazione tecnologica a identificare nuovi e migliori elementi quali elettroliti per le batterie qualora il tasso di crescita della domanda non dovesse essere compatibile con quello di estrazione/raffinazione.

Giovanni Brussato è ingegnere minerario e autore del volume Energia verde? Prepariamoci a scavare, ed. Montaonda

Potrebbero interessarti anche: