Litio ed energy storage: batterie per le reti del futuro

Produrre sempre più elettricità da sole e vento non basta. Una rete alimentata da una quota crescente di fonti rinnovabili deve riuscire anche a gestire quando l’energia viene prodotta e quando viene richiesta. È qui che l’energy storage sta assumendo un ruolo sempre più importante.

I Battery Energy Storage Systems (BESS) possono accumulare elettricità nelle ore in cui è abbondante e restituirla alla rete quando serve, contribuendo al bilanciamento del sistema e all’integrazione di fonti variabili come fotovoltaico ed eolico. E oggi questa espansione dello storage è strettamente legata alle batterie agli ioni di litio.

Per questo il litio non è strategico soltanto per la mobilità elettrica. Sta diventando un materiale sempre più importante anche per un’altra infrastruttura essenziale della transizione energetica: le reti elettriche del futuro.

Solare ed eolico hanno una caratteristica che li distingue dalle centrali programmabili: la loro produzione dipende dalla disponibilità della risorsa. Un impianto fotovoltaico può generare molta energia nelle ore centrali della giornata, mentre la domanda può raggiungere il picco nelle ore serali. Allo stesso modo, la produzione eolica può cambiare sensibilmente nell’arco di poche ore.

Con l’aumento delle rinnovabili, diventa quindi sempre più importante introdurre flessibilità nel sistema elettrico, cioè la capacità di adattare rapidamente produzione, consumo e accumulo alle condizioni della rete.

Secondo l’International Energy Agency, per sostenere una rapida crescita di fotovoltaico ed eolico coerente con gli obiettivi climatici globali, la capacità mondiale di energy storage dovrebbe aumentare di circa sei volte entro il 2030, fino a 1.500 GW. Nello scenario Net Zero Emissions dell’IEA, le batterie rappresenterebbero circa il 90% di questa crescita, raggiungendo 1.200 GW di capacità installata. (Fonte: IEA, Batteries and Secure Energy Transitions, 2024).

Lo storage non sostituisce quindi le rinnovabili: le rende più facilmente integrabili nella rete. Accumulare l’energia quando la produzione supera la domanda permette di renderla disponibile alcune ore più tardi, riducendo sprechi e squilibri e aumentando l’utilizzo effettivo della generazione rinnovabile.

Un BESS è molto più di una grande batteria che immagazzina elettricità in quanto è in grado di svolgere contemporaneamente diversi servizi per il sistema elettrico.

Uno dei principali è l’energy shifting: l’energia viene accumulata nei momenti di maggiore disponibilità o minore domanda e rilasciata quando il sistema ne ha più bisogno. Secondo IRENA, nel 2024 questa applicazione rappresentava circa il 68% della nuova capacità di battery storage installata. (Fonte: IRENA, Renewable Power Generation Costs in 2024).

Le batterie possono inoltre contribuire al peak shaving, riducendo i picchi di domanda, e alla frequency regulation, intervenendo molto rapidamente per mantenere stabile la frequenza della rete. Possono fornire servizi di bilanciamento, capacità e supporto alla rete e, in alcuni casi, ridurre o rinviare la necessità di nuovi investimenti infrastrutturali.

La velocità di risposta è uno dei loro principali vantaggi. L’IEA definisce oggi il battery storage uno degli strumenti più versatili per fornire flessibilità di breve periodo. Nel solo 2024 sono stati installati a livello globale circa 63 GW di nuovi sistemi utility-scale, portando la capacità complessiva a circa 124 GW. Nello stesso anno, i costi dei progetti battery storage sono diminuiti di circa il 40%. (Fonte: IEA, Electricity 2026).

La riduzione dei costi è ancora più evidente guardando al lungo periodo. Secondo IRENA, tra il 2010 e il 2024 il costo totale installato dei BESS utility-scale è sceso del 93%, passando da 2.571 a 192 dollari per kWh.

Questa evoluzione economica sta trasformando lo storage da tecnologia complementare a componente strutturale delle reti elettriche.

Non tutte le tecnologie di accumulo sono uguali e non tutte rispondono alle stesse esigenze. Per lo storage di lunga durata esistono diverse soluzioni, ma per applicazioni da poche ore le batterie agli ioni di litio hanno assunto una posizione dominante grazie alla combinazione di efficienza, rapidità di risposta, modularità e progressiva riduzione dei costi.

Nello storage stazionario, però, le priorità sono diverse rispetto a quelle di un’automobile.

In un veicolo elettrico peso, volume e densità energetica sono parametri fondamentali: una batteria più leggera e compatta consente di aumentare l’autonomia senza appesantire eccessivamente il veicolo. In un impianto stazionario questi vincoli sono generalmente meno stringenti. Diventano invece particolarmente importanti costo, sicurezza, stabilità termica, durata e numero di cicli di carica e scarica.

È anche per questo che le batterie LFP (Lithium Iron Phosphate) hanno acquisito un ruolo centrale nei BESS. IRENA indica le batterie agli ioni di litio, e in particolare le chimiche LFP, come dominanti nelle installazioni utility-scale.

Questa evoluzione ha conseguenze anche per la filiera dei materiali. Le LFP non utilizzano nichel o cobalto nel catodo, ma continuano a utilizzare litio. Il cambiamento delle chimiche può quindi modificare profondamente il fabbisogno di alcuni critical minerals senza eliminare la centralità del litio.

La crescita dei BESS pone quindi una questione che va oltre il numero di batterie installate. Una maggiore domanda di storage richiede una filiera capace di trasformare il litio estratto in materiali adatti alla produzione di batterie, attraverso processi industriali affidabili e scalabili.

È in questa fase che si colloca il contributo di De Nora.

Attraverso la piattaforma di elettrolisi Enso, De Nora applica il salt splitting elettrochimico alla conversione di sali come litio cloruro e litio solfato in idrossido di litio. La route elettrochimica punta a semplificare alcuni processi convenzionali, riducendo passaggi intermedi, consumo di reagenti e produzione di waste streams e permettendo di recuperare alcuni sottoprodotti utili.

Per il mercato dello storage è particolarmente interessante anche la relazione tra le diverse forme del litio. Le batterie LFP utilizzano soprattutto carbonato di litio, mentre la tecnologia elettrochimica De Nora produce direttamente idrossido di litio (LiOH). Se ottenuto in modo competitivo, tuttavia, l’idrossido può essere utilizzato anche come intermedio per produrre carbonato di litio attraverso un successivo processo di carbonatazione.

Nel lungo periodo, alla crescita della produzione primaria si affiancherà inoltre la necessità di recuperare il litio contenuto nelle batterie a fine vita. Le stesse tecnologie di raffinazione possono contribuire a valorizzare flussi contenenti litio provenienti dal recycling, riportando il materiale nella filiera produttiva.

L’energy storage mostra così un altro volto della centralità del litio nella transizione energetica. Non serve soltanto ad alimentare milioni di veicoli elettrici: attraverso le batterie, può contribuire a rendere le reti più flessibili, resilienti e capaci di integrare quantità crescenti di energia rinnovabile.

La sfida, di conseguenza, non sarà soltanto installare più BESS. Sarà costruire, parallelamente, una filiera del litio capace di fornire i materiali necessari su scala industriale e, progressivamente, di mantenerli in circolo.