L’economia circolare è un sistema che mira a ottenere il massimo dai materiali, mantenere prodotti e materiali in uso e progettarli per essere reinseriti in bicicletta nell’economia, eliminando gli sprechi. È anche un pilastro vitale della transizione energetica.
Oltre il 70% del PIL mondiale è ora coperto da un obiettivo zero netto, con molte economie avanzate che mirano a decarbonizzare entro il 2050 e la Cina che si impegna fino al 2060.
Trasformare il nostro attuale sistema economico è sia una sfida impegantiva ma è anche un’enorme opportunità, come il mondo non ha mai conosciuto.
Raggiungere lo “zero netto” entro il 2050 significherà realizzare ciò che sembra inimmaginabile, come eliminare gradualmente il motore a combustione interna o aggiungere l’equivalente del più grande parco solare del mondo ogni singolo giorno.
Per sostenere e ampliare questi sforzi, la velocità sarà essenziale, soprattutto alla luce del rapporto sul clima dell’anno scorso dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) che conferma che è necessaria un’azione urgente per impedire che le temperature globali salgano al di sopra di 1,5°C e 2°C . Per costruire l’infrastruttura energetica di cui il mondo ha bisogno in modo rapido e su larga scala, un’economia circolare svolgerà un ruolo fondamentale in tre modi principali.
Il riciclaggio può conservare materiali critici
La transizione energetica dipende dal passaggio all’energia rinnovabile, allontanandosi dal gas naturale e dal petrolio, e verso l’energia solare, eolica, idrogeno, geotermica o altre tecnologie a emissioni zero supportate dalle batterie.
Ma il passaggio a queste tecnologie sta innescando una massiccia domanda per i minerali critici necessari, come il litio, il cobalto e le terre rare.
Secondo l’Agenzia internazionale per l’energia (IEA), raggiungere lo zero netto entro il 2040 richiederà un aumento di sei volte dell’apporto di minerali entro il 2040, alcuni metalli chiave, come il litio, potrebbero registrare tassi di crescita di oltre 40 volte, con nichel e la domanda di cobalto cresce di oltre 20 volte. La domanda è già alle stelle, il prezzo del litio nel febbraio 2021 ha raggiunto il massimo storico di $ 50.000 per tonnellata rispetto ai $ 10.000 di appena un anno fa.
L’ottenimento di questi materiali esclusivamente tramite l’estrazione mineraria presenta sfide per la sostenibilità. Ad esempio, il processo di estrazione del neodimio, una terra rara utilizzata in molti motori elettrici e generatori, compresi quelli delle turbine eoliche, è altamente inquinante. Il metallo appare anche in concentrazioni relativamente piccole ed è difficile da catturare, rendendo la sua estrazione più intensiva rispetto ad altri minerali.
Questi materiali presentano anche potenziali sfide per la sicurezza energetica in Europa. L’UE attualmente fornisce solo l’1% delle materie prime necessarie per tecnologie chiave come l’energia eolica, le batterie al litio, gli assiemi fotovoltaici al silicio e le celle a combustibile.
L’economia circolare può ridurre la dipendenza dall’attività mineraria e garantire l’uso a lungo termine di questi materiali se implementata su larga scala. Il riciclaggio potrebbe aiutare a recuperare i metalli da quasi 60 milioni di tonnellate di smartphone, laptop, dischi rigidi e molti altri dispositivi elettronici. Attualmente, solo l’1% del neodimio viene riciclato e anche altri metalli nell’elettronica che sono fondamentali per la transizione (tantalio, litio, cobalto e manganese) devono affrontare bassi tassi di riciclaggio.
Alcune aziende stanno andando avanti su questo. Molte delle iniziative per riciclare questi materiali si basano su apparecchiature informatiche. I sistemi applicati oggi al riciclaggio degli smartphone potrebbero essere efficaci domani per le turbine eoliche e altre apparecchiature.
Utilizzo di materiali circolari a basse emissioni di carbonio
Per arrivare allo zero netto, le tecnologie pulite come le auto elettriche o le apparecchiature per la transizione energetica dovranno essere realizzate con materiali a emissioni zero, oltre a non produrre emissioni quando vengono utilizzate. Questa sarà una sfida significativa. Secondo uno studio del World Economic Forum, entro il 2040, quando si prevede che la maggior parte dei veicoli sarà elettrica, i materiali utilizzati per produrli potrebbero rappresentare il 60% delle emissioni totali della loro vita rispetto al 18% nel 2020.
Le emissioni generate dalla produzione di tutti i materiali a livello globale sono più che raddoppiate negli ultimi 20 anni. Un recente studio dell’UNEP stima che questo sia da 5 miliardi di tonnellate di anidride carbonica equivalenti nel 1995 a oltre 11 miliardi di tonnellate nel 2015, raggiungendo circa un quinto di tutte le emissioni di gas serra.
Progettazione di sistemi circolari
L’economia circolare può essere una fonte di materiali a basse emissioni di carbonio. Ad esempio, l’alluminio riciclato emette fino al 95% in meno di anidride carbonica rispetto alle fonti vergini. La costruzione di infrastrutture di transizione energetica da materiali secondari aiuterà la nostra transizione verso lo zero netto.
Creare una transizione energetica veramente sostenibile significa tenere conto dell’economia circolare in fase di progettazione.
Abbiamo bisogno di installare enormi quantità di energia rinnovabile nei prossimi decenni. Tuttavia, all’inizio degli anni ’30, la prima generazione di pannelli solari sarà offline e si prevede che entro il 2050 potremmo smantellare 78 milioni di tonnellate di pannelli all’anno. Nello stesso anno, le pale delle turbine eoliche potrebbero rappresentare 43 milioni di tonnellate di rifiuti.
Quindi ora è il momento giusto per pensare a come questi prodotti sono progettati per una maggiore durata, un facile smontaggio e riciclaggio e come creiamo e gestiamo i sistemi per gestire i rifiuti. Con la giusta progettazione e attenzione, i pannelli che andranno offline nel 2030 possono diventare i nuovi pannelli installati nel 2031.
Le aziende hanno iniziato a metterlo in atto. Ad esempio, Siemens Gamesa ha recentemente annunciato la prima pala di turbina eolica completamente riciclabile al mondo. La resina utilizzata nelle lame consente una facile separazione dei diversi materiali al termine della vita lavorativa della lama, consentendo il riciclaggio dei materiali componenti. Il produttore cinese di veicoli elettrici BYD afferma inoltre che la sua chimica della batteria più semplice e le grandi dimensioni delle celle consentono un riciclaggio più semplice.
Un’altra parte critica del design circolare è l’estensione della vita. Dovremmo realizzare prodotti durevoli progettati per essere riutilizzati per altri usi. Le batterie per auto usate che non possono più mantenere una carica sufficiente per l’autonomia necessaria in un veicolo a motore mantengono ancora una capacità residua del 60-80% e possono essere utilizzate efficacemente in altre applicazioni che richiedono prestazioni inferiori, come l’accumulo di energia stazionario per supportare la rete .
Questo sta già accadendo, anche se non su vasta scala. Lo stadio della squadra di calcio olandese Ajax ha utilizzato batterie Nissan di seconda mano per creare un’unità di accumulo equivalente all’energia utilizzata da 7.000 case in un’ora. Ciò consente al club di immagazzinare energia nelle giornate di sole che alimenta lo stadio nelle partite serali, oltre a supportare la rete locale.
Il design circolare può creare preziose opportunità economiche. La Global Battery Alliance prevede che il mercato delle batterie di secondo utilizzo potrebbe crescere fino a 4 miliardi di dollari entro il 2030, a condizione che possano essere introdotti standardizzazione e sistemi di gestione dell’energia migliori e più flessibili.
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