Le grandi batterie di Tesla non sono il problema del fuoco. Il litio è

Quando una Tesla Inc. batteria ha preso fuoco in un impianto di accumulo di energia che aiuta ad alimentare la California la scorsa settimana, i critici si sono affrettati a balzare. Michael Burry di “The Big Short”, che ha definito correttamente il crollo delle abitazioni della metà degli anni 2000, ha colpito il produttore di veicoli elettrici.

Tuttavia, incolpare l’azienda di Elon Musk per una batteria difettosa non ha senso. Invece, dobbiamo chiederci se i powerpack agli ioni di litio, tipicamente utilizzati nell’elettronica di consumo e nei veicoli elettrici, debbano essere utilizzati per tale accumulo di energia. Solo perché funzionano bene su piccola scala non significa che siano appropriati per grandi allestimenti.

Queste grandi batterie stazionarie vengono utilizzate per immagazzinare energia da fonti rinnovabili e di altro tipo, da utilizzare quando la domanda raggiunge il picco e, soprattutto, per la stabilità della rete. Con una crisi di potere incombente, questi pacchetti vengono utilizzati più frequentemente. In California, ad esempio, ora contribuiscono 60 volte di più al picco di capacità rispetto a cinque anni fa, che è più del nucleare e dell’eolico. Negli Stati Uniti, le installazioni sono triplicate l’anno scorso, mentre sono in aumento anche a livello globale.

Neanche questo è il primo incidente. In tutto il mondo, le batterie a scala di rete stanno bruciando a causa di problemi come il surriscaldamento e i difetti di fabbricazione. Ci sono stati diversi incendi di questo tipo in Corea del Sud, insieme a uno in un parcheggio per camper a Rio Dell, in Cina e nell’Australia rurale, tra gli altri. Il filo conduttore è che si tratta principalmente di prodotti chimici agli ioni di litio, ora il tipo più diffuso nei sistemi di accumulo di energia.

L’uso su larga scala comporta rischi significativi, sebbene la maggior parte dei moderni sistemi di alimentazione scelga questa formulazione perché vanta una maggiore densità di energia, nonché una maggiore efficienza di carica e scarica. Tuttavia, le batterie agli ioni di litio hanno un elettrolita volatile e infiammabile. Quindi, mentre ci sono misure di sicurezza per evitare incendi, tutti gli ingredienti combustibili sono ancora lì. Le fiamme possono accelerare attraverso reazioni a catena, note come fuga termica.

Le grandi batterie sono composte da più celle impacchettate insieme. La corrente scorre costantemente all’interno, che genera calore. Se non ci sono barriere tra i componenti, un guasto in una parte si verifica rapidamente a cascata. Mentre vengono installate apparecchiature elaborate (e critiche) per il raffreddamento del sistema, queste attinge all’energia del powerpack effettivo e ne riduce la produzione. Inoltre, una volta caricato, sulla superficie può formarsi uno strato di litio metallico e dendriti, o strutture aghiformi possono crescere e causare cortocircuiti.

Ci sono anche altre considerazioni. Ad esempio, nella sua revisione dei guasti della batteria nel 2019 e nel 2012, la Commissione statale dell’Arizona ha segnalato segnalazioni di “incendi con lunghezze di fiamma da 10 piedi a 15 piedi che sono cresciute fino a lunghezze di fiamma da 50 piedi a 75 piedi che sembravano essere alimentate da liquidi infiammabili in arrivo dagli armadi”. Dopo un incidente, ci sono voluti quasi tre mesi per scaricare l’energia bloccata.

Questa non è solo una chiamata per ricordare la sicurezza o l’allarmismo sugli incendi. Il pericolo nell’uso diffuso di questa tecnologia è reale. Il principale produttore mondiale di batterie, la Cina, l’anno scorso ha messo in atto un piano per fermare l’uso di alcuni tipi di sistemi di accumulo a ioni di litio dopo incidenti, incluso uno relativo a Contemporary Amperex Technology Co. All’inizio di quest’anno, la National Energy Administration del paese ha pubblicato un documento sulla sicurezza della generazione di elettricità, chiedendo il divieto di alcune formulazioni di powerpack di dimensioni medio-grandi.

Ci sono valide alternative. Tuttavia, i responsabili politici e le aziende sembrano aver deciso prematuramente che gli ioni di litio sono l’unico quando si tratta di questa tecnologia cruciale. Dovrebbero invece analizzare i dati e i rischi man mano che aumenta la capacità online. Gli standard di sicurezza e i metodi di prova stanno cambiando. Nessuno vuole essere il primo promotore di altri tipi di batterie a scala di rete che sono ad alta intensità di capitale e non sono state ancora ampiamente utilizzate.

Certo, alcune delle opzioni sono molto grandi o non altrettanto efficienti, o richiedono sistemi di supporto aggiuntivi che le rendono un po’ più costose. Tuttavia, il margine su queste metriche comparative è abbastanza piccolo da poter mettere la sicurezza in primo piano, soprattutto con l’aumento dell’utilizzo. questo non significa un ritiro dai tipi più vecchi; anche le sostanze chimiche stanno migliorando, il che significa che i produttori stanno lavorando per aumentare la densità energetica per queste formulazioni. Le batterie al vanadio redox, ad esempio, hanno un basso costo livellato, sono scalabili, non si degradano e non presentano rischi di combustione. Questi alimentatori utilizzano metallo riciclato dai rifiuti del petrolio e possono essere caricati e scaricati senza usura.

Poi ci sono le batterie a metallo liquido inventate da Donald Sadoway del MIT, realizzate con materiali fusi(1). La tecnologia supportata da Bill Gates funziona a temperature elevate e non utilizza materiali combustibili, quindi non vi è alcun rischio di incendio. Anche molti altri, compresi quelli realizzati con composti organici, sono in lavorazione. Il costo a livello di cella di questi è molto inferiore a quello degli ioni di litio.

Queste batterie sono una parte cruciale della transizione energetica. Ma la tecnologia dirompente può essere difficile da digerire e gli investitori sono spesso troppo concentrati su fattori principali come densità, ciclo di vita o kilowattora a scapito di seri problemi di sicurezza.

Con i prezzi del litio che hanno raggiunto i record, comunque non c’è abbastanza metallo per alimentare il futuro. I sistemi dovranno diversificarsi, quindi è tempo di cercare tecnologie con cui tutti possiamo convivere, senza il rischio incombente di incendi, costi esorbitanti o blackout.

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Anjani Trivedi è un editorialista di Bloomberg Opinion che si occupa di società industriali in Asia. In precedenza, è stata giornalista per il Wall Street Journal.

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