Dentro le batterie, cosa riserva il 2023? Nichel, manganese, grafite

Cosa riserva il 2023 per i minerali che compongono le principali batterie (litio-ferro-fosfato e nichel-cobalto-manganese)? Diamo un’occhiata a litio, cobalto, nichel e manganese, per chiudere con la grafite, uno dei minerali per le batterie meno considerati dal mercato, anche se è il più utilizzato.

Dopo aver presentato le prospettive di litio e cobalto, proseguiamo la nostra analisi sugli scenari relativi alle batterie per il 2023 guardando ad altri 2 minerali – nichel e manganese – che vanno ad alimentare le principali tecnologie delle batterie impiegate nella auto elettriche: litio-ferro-fosfato (LFP) e nichel-cobalto-manganese (NCM). Chiudiamo questa disamina guardando alla grafite, uno dei minerali per le batterie meno considerati dal mercato, anche se è il più utilizzato.

Nichel, possibile una forte crescita della produzione

Dopo la crisi del 2022, il più antico mercato dei metalli al mondo, il London Metal Exchange (LME) potrebbe addirittura mettere in discussione la sua esistenza. A prescindere dalle cause, che esulano dal presente approfondimento, quello che è importante rilevare è la contrazione dei volumi scambiati, che aumenta il rischio di instabilità dei prezzi.

Si prevede per il 2023 una forte crescita della produzione di minerale di nichel, in particolare in Indonesia e Filippine. Necessario, tuttavia, che si verifichino alcune condizioni. La principale è che i forti investimenti fatti in Indonesia per lo sviluppo degli impianti di lavorazione rispettino le tempistiche previste. Quel che porterebbe la produzione a crescere ad una media del 12,5% nel periodo 2022-2026.

Una delle maggiori sfide tecnologiche ed ambientali per l’Indonesia risiede nel processo di conversione, a costi contenuti, di grosse quantità di minerale di laterite di nichel ossia di classe 2 (qualità inferiore, con un contenuto di nichel inferiore al 99,8%) in nichel di classe 1 per batterie   (per le differenze tra nichel classe 1 e 2 si rimanda a Nichel: l’offerta non è più un problema?)

L’attenzione al nichel di classe 2 è anche legata alla crescente scarsità di produzione di quello di classe 1: la Russia rappresenta il 21% della produzione globale di nichel di classe 1 ma i depositi di solfuro di qualità superiore, necessari per la produzione del metallo per batterie, sono per lo più esauriti ed ora sono necessari ingenti investimenti per prospezioni in nuove aree potenzialmente più rischiose.

Nel 2023 potrebbe anche riprendere l’attività estrattiva nelle Filippine, interrotta da anni a causa di preoccupazioni ambientali, ora favorita dall’aumento della domanda di minerale dalla Cina e dagli alti prezzi della materia prima.

Le previsioni del mercato del nichel per il 2023 mantengono sullo sfondo le trattative di Tsingshan Group con alcune grandi fonderie di rame in Cina per utilizzare questi impianti per la lavorazione del nichel: un processo già applicato con successo su impianti di dimensioni contenute.

La finalità del gruppo è raddoppiare la produzione di nichel raffinato per il 2023, portandosi a oltre 350.000 tonnellate, per occupare lo spazio di mercato che potrebbe liberarsi qualora nuove sanzioni colpissero Norilsk Nickel, uno dei principali produttori globali di nichel di classe 1.

Manganese: impennata dei prezzi all’orizzonte?

Il manganese è un metallo molto economico che spesso si dà per scontato, ma che di recente sta attirando sempre più attenzioni. La crescita della domanda, coniugata alla concentrazione della produzione in Cina, potrebbe spingere il prezzo a oltre 3.000 $/tonnellata in pochi anni.

La domanda è destinata ad una crescita significativa trainata dal settore automotive europeo e nordamericano, in particolare per il crescente ruolo nelle batterie nickel-cobalto-manganese (NCM) al fine di contenerne il prezzo, e in quelle che adottano celle del tipo litio-manganese-ferro-fosfato (LMFP), con l’obiettivo di offrire una maggiore densità energetica rispetto a quelle basate sulle celle litio-ferro-fosfato (LFP).

Le ambizioni europee e nordamericane sono tuttavia frenate dall’insufficiente capacità di lavorazione del minerale ad alta purezza per rifornire un gran numero di gigafactory di batterie e impianti catodici in fase di sviluppo.

In Europa è previsto il solo progetto Chvaletice nella Repubblica Ceca sviluppato dalla società Euro Manganese Inc. Un progetto senz’altro interessante che mira ad estrarre il manganese da un deposito di rifiuti minierari ma di cui non è definita la capacità produttiva e l’avvio della prima produzione è previsto per la fine del 2024.

Altra dinamica rilevante è l’ormai evidente strategia di integrazione verticale delle case automobilistiche, che le spinge ad entrare nell’industria mineraria al fine di garantirsi gli approvvigionamenti necessari per rimanere nel mercato.

Ne è esempio l’accordo quinquennale vincolante di Stellantis con l’australiana Element 25 per la fornitura di solfato di manganese monoidrato (MSM) per le batterie dei suoi veicoli elettrici che prevede – ufficialmente a latere, ma nostro avviso è piuttosto un cardine dell’accordo – un investimento azionario di Stellantis in Element 25.

I rischi di collo di bottiglia per questo metallo provengono principalmente dal comparto raffinazione. Il raffinato che si utilizza nelle batterie è il solfato di manganese ad alta purezza (HPMSM) e la Cina detiene circa il 92% della sua capacità di conversione.

Tuttavia, sebbene vi sia capacità teoricamente sufficiente per soddisfare la domanda, le misure che l’Europa e gli Stati Uniti hanno adottato per rafforzare le proprie catene di approvvigionamento delle batterie ne ostacolano l’utilizzo pur in assenza di progetti che ne amplino la capacità su larga scala al di fuori della Cina.

L’offerta potrebbe quindi rivelarsi insufficiente già nel corso del 2023 o al più nel prossimo anno, in considerazione del fatto che limitati cambiamenti nella chimica del catodo per includere maggiori quantità di manganese sposteranno significativamente l’ago della domanda.

Ci sono stime che collocano il prezzo del solfato di manganese a 3.300 $/tonnellata entro il 2027, e fino a 4.000 entro il 2031 per Europa e Nord America.

Grafite, il passaggio da sintetica a naturale può causarne carenza

La grafite è uno dei minerali per le batterie meno considerati dal mercato, eppure è quello più utilizzato: quasi quattro volte il litio e nove volte il cobalto.

Si divide in naturale e sintetica, ovvero estratta o prodotta dall’uomo a partire dal petrolio. La maggior parte delle batterie agli ioni di litio utilizza grafite sintetica, e questa viene principalmente prodotta in Cina.

Il problema è che il processo di grafitizzazione è ad alta intensità energetica e costituisce buona parte delle emissioni di CO₂ riferite alla produzione della batteria, con stime che arrivano al 50% del totale. Secondo Benchmark Mineral Intelligence, l’impronta carbonica della grafite sintetica può essere sino a quattro volte superiore rispetto a quella della grafite naturale.

La scelta politica di puntare sull’auto elettrica per ridurre le emissioni globali di CO₂ dovrebbe quindi tenerne conto indirizzando verso l’adozione della grafite naturale la cui offerta rischia di risultare deficitaria entro il 2030 di oltre 1 milione di tonnellate per un’industria che attualmente è in grado di fornire solo 1 milione di tonnellate all’anno.

L’ago della bilancia, o meglio la parte del leone, la fa come sempre la Cina, che detiene circa 2/3 delle miniere di grafite operative a livello globale, fornisce quasi i 2/3 della grafite naturale e poco più della metà del needle coke, un derivato del petrolio greggio e del catrame di carbone che è la materia prima per la produzione di anodi di grafite sintetica.

Secondo Benchmark Mineral Intelligence, il Dragone fornisce il 90% degli anodi mondiali, il che significa che oggi, ovunque una batteria venga prodotta al di fuori della Cina, da LG o Panasonic ad esempio, la grafite proviene dal Regno di Mezzo.

Escludendo, la Cina oggi ci sono scarsi sviluppi di nuova capacità in cantiere che fanno presagire gravi carenze di approvvigionamento. Ciò si tradurrà probabilmente in un periodo di forti margini per la produzione di anodi, spingendo maggiori investimenti per nuove capacità di produzione anodica.

La domanda di grafite (naturale e sintetica) per batterie potrebbe, secondo Fastmarkets, aumentare già quest’anno di un ulteriore 36%, mentre l’offerta di grafite naturale potrebbe essere deficitaria dal 2023 a causa di una domanda di anodi per batterie cresciuta nel 2022 del 46% a cui l’offerta si è adeguata solo per un terzo (14%).

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Giovanni Brussato è ingegnere minerario

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Foto: Unsplash