13 Febbraio 2024

Quando e perchè le materie prime diventano critiche?

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Le materie prime possono essere classificate come critiche o strategiche a seconda della metodologia adottata. L’utilizzo di differenti indicatori rende difficile, se non impossibile, confrontare i risultati di valutazioni differenti, come mostra Alicia Mignone nel suo articolo pubblicato su ENERGIA 4.23.

Il sistema energetico globale è in una fase di grande transizione e la sua affidabilità e velocità saranno fortemente influenzate dalla disponibilità di materiali critici. Per questo, quello delle materie prime critiche è un tema sempre caldo della transizione energetica, ma anche di quella digitale, come emerge nell’articolo di Christophe Poinssot La sfida dei metalli strategici per la transizione energetica e digitale.

Sulle pagine di ENERGIA il tema ha fatto la sua comparsa nel 2017 con l’articolo di Daniel Quiggin I metalli critici per il successo dei veicoli elettrici. Da quel momento vi è ritornato molteplici volte, con particolare riferimento alle implicazioni geopolitiche ed ai rischi di dipendenza (si vedano Hache et al, Bonnet et al o Francesco Sassi) ma anche della disponibilità reale e di mercato, per lo più con analisi di singoli minerali e metalli su RivistaEnergia.it, per verificarne la compatibilità con le tempistiche attese e auspicate della transizione, lo sviluppo delle tecnologie che ne richiedono l’impiego e gli enormi investimenti nella loro complessiva supply chain. Con il lancio di misure protezionistiche, come l’Inflation Reduction Act statunitense e del Green Deal Industrial Plan, l’analisi della disponibilità si è andata incrociando con questioni di carattere industriale e commerciale.

Tuttavia, a fronte dell’estensione e dell’evoluzione del tema sia nei termini di dibattito che nelle implicazioni reali che si manifestano col procedere della transizione, vi è una questione di grande rilevanza che rischia di passare sottotraccia e di creare confusione: la questione metodologica.

Il termine “criticità” descrive una valutazione dell’importanza olistica di una risorsa, interpretabile come una valutazione del rischio connesso con la sua produzione, utilizzo e fine vita – Graedel e Nuss

Metalli, minerali, materiali o materie prime vengono infatti ad associati all’aggettivo “critico” o “strategico”, ma sulla base di cosa? Lo spiega sul numero 4.23 della rivista ENERGIA Alicia Mignone, già presidente del Comitato Energy Research and Technology della IEA. L’articolo descrive cosa s’intende per criticità e spiega come le differenze negli obbiettivi e nei campi di applicazione degli studi della criticità porti a risultati differenti.

La definizione di criticità non è per nulla semplice. L’utilizzo di differenti indicatori e la complessità dei dati sottostanti di solito rende difficile, se non impossibile, confrontare i risultati di valutazioni differenti. Come esempi di quest’ultima affermazione vengono esaminati due recenti studi: quello UE su Critical Raw Materials e quello del Dipartimento dell’energia americano sui materiali critici nel settore energetico.

Dopo aver brevemente presentato i metalli e i minerali critici che si sono succeduti nelle ere fin dai primordi della civilizzazione umana (par 1. I nuovi materiali critici), l’Autrice presenta quelle che sono le definizioni e valutazioni della criticità (par. 2).

“La valutazione della criticità ha un ruolo indispensabile sia per l’industria che per i decisori politici, ad esempio nella selezione dei materiali, nella progettazione di un prodotto e di un processo produttivo, nelle decisioni di investimenti, negli accordi commerciali, nelle strategie di collaborazione, nelle priorità assegnate ai progetti di ricerca, all’agenda politica e alle iniziative finalizzate a rendere più trasparente la catena del valore (Graedel e Reck 2015)”.

“Le differenti prospettive e motivazioni degli studi portano a considerevoli variazioni nell’identificazione dei CRM e nei relativi risultati, come illustra la Fig. 1.

“La valutazione della criticità è certamente un compito difficile.  (…) È possibile verificare che le differenze negli obiettivi e nei campi di applicazione portano a risultati diversi, che la disponibilità di dati di elevata qualità può rappresentare un limite alla validità dei risultati, che i metodi adottati dovrebbero essere più trasparenti. La diversità del metodo, la scelta degli indicatori e la complessità dei sottostanti dati rende difficile, se non impossibile, il confronto dei risultati dei singoli studi”.

Per l’Europa, Il rame e il nichel non superano la soglia dei CRM, ma sono inclusi tra le materie prime strategiche

La terza parte dell’articolo propone una sintesi della valutazione europea (par. 3). “Lo European Critical Raw Materials Act della Commissione europea (2023b) propone di aggiungere automaticamente la lista delle materie prime strategiche a quella dei CRM definiti dalla consolidata metodica adottata già nel 2017. La scelta di queste materie strategiche sarà eseguita secondo una nuova metodologia descritta nell’Annesso 1 del documento”.

“La metodologia è basata su due principali criteri:
– l’Importanza Economica (Economic Importance, EI), calcolata sulla base dell’importanza di un dato materiale nell’UE per applicazioni negli usi finali e la performance dei sostituti in dette applicazioni. Se il valore dell’EI è uguale o maggiore del 2,8, il materiale è considerato critico;
– il Rischio Fornitura (Supply Risk, SR), calcolato sulla base di fattori che valutano il rischio di interruzioni nella fornitura di un dato materiale. Se il SR è uguale o maggiore di 1 il materiale è considerato critico”.

“Tutte le materie prime, anche se non considerate critiche, sono importanti per l’economia europea, per cui la loro disponibilità non va trascurata. Inoltre, la disponibilità di nuovi dati e la possibile evoluzione nel mercato europeo e internazionale potrebbero in futuro modificare la lista attuale”.

Metodologie differenti portano all’inclusione o all’esclusione di diversi materiali, rendendo difficile se non impossibile la comparazione

Il quarto paragrafo prende invece in esame la valutazione dei materiali energetici critici del Department of Energy (par. 4). “Il rapporto del DOE del governo degli Stati Uniti è un’analisi aggiornata della Critical Materials Strategy (CMS) pubblicata negli anni 2010, 2011, 2019 ed è basata su priorità nazionali e globali, sui progressi tecnologici e sulle tendenze nella loro adozione. Presenta quindi una valutazione della criticità che identifica i materiali critici nello sviluppo mondiale delle tecnologie energetiche pulite”.

“Ci sono tre principali differenze rispetto ai precedenti rapporti. Innanzitutto, la definizione di materiali è stata allargata rispetto alle sole materie prime, includendo un certo numero di materiali ingegnerizzati, come l’acciaio magnetico e il carburo di silicio. In secondo luogo, è stato inserito un processo di screening che realizza un insieme più selettivo di materiali e tecnologie di cui valutare la criticità. Infine, è stata introdotta una classifica dei materiali, con soglie e criteri definiti in modo da assegnare un punteggio a ciascun fattore, così contribuendo a segnalare l’importanza di un materiale per il settore energetico in termini di rischio fornitura”.

Le conclusioni (par. 5) evidenziano alcune differenze nelle due valutazioni descritte, che “costituiscono un esempio della difficoltà di confrontare i risultati prodotti da differenti studi”.

“La metodologia dell’UE è basata su due principali criteri: l’importanza economica e il rischio fornitura. 34 sono le materie prime critiche presenti nella lista UE e di queste 13 sono considerate materie prime strategiche. L’analisi del DOE si avvale delle risultanze dei supply chain deep-dive reports del 2022 e valuta una lista iniziale di 38 materiali essenziali per le tecnologie energetiche pulite”. Metodologie differenti portano all’inclusione o all’esclusione di diversi materiali.


Il post presenta l’articolo di Alicia Mignone Materie prime: come e perché varia il concetto di criticità pubblicato su ENERGIA 4.23 (pp. 62-69)

Alicia Mignone, Già Presidente del Comitato Energy Research and Technology, IEA


Foto: Unsplash

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