La diffusione sempre maggiore di tecnologie energetiche pulite sta comportando un significativo aumento della domanda di minerali, metalli ed elementi delle cosiddette terre rare, necessarie per la produzione di queste nuove tecnologie.
L’International Energy Agency, nel report «Sustainable and responsible mineral supply chain», ha evidenziato come un’efficace transizione verso il raggiungimento della neutralità climatica (NetZero) necessiti di una rapida diffusione di dette tecnologie energetiche pulite, stimando che l’utilizzo di questi minerali verrà quasi quadruplicato nel 2030 rispetto al livello attuale.
Le terre rare sono un gruppo di 17 elementi chimici della tavola periodica, che includono, tra gli altri, il lantanio, il cerio, il neodimio, il samario, l’europio e il gadolinio. Questi elementi sono cruciali per molte tecnologie moderne, incluse quelle relative alle energie rinnovabili.
Infatti, le turbine eoliche moderne utilizzano magneti permanenti realizzati con leghe di neodimio, ferro e boro (NdFeB). Questi magneti sono fondamentali perché offrono una potenza magnetica elevata con un peso ridotto, migliorando l’efficienza delle turbine. Il neodimio e il disprosio sono particolarmente importanti in questo contesto.
Le terre rare sono utilizzate anche nella produzione di pannelli solari. L’ossido di cerio, ad esempio, è usato come agente lucidante per i vetri solari, mentre il lantanio è utilizzato nelle celle solari per migliorare la loro efficienza.
Inoltre, le batterie ricaricabili, in particolare le batterie al nichel-metallo idruro (NiMH), che sono utilizzate in molti veicoli ibridi ed elettrici, contengono terre rare come il lantanio e il cerio. Queste batterie sono essenziali per l’immagazzinamento di energia in applicazioni di energie rinnovabili, soprattutto per stabilizzare le reti energetiche che utilizzano fonti intermittenti come il solare e l’eolico.
Non bisogna dimenticare poi che le terre rare come l’europio e il terbio sono utilizzate per produrre i fosfori che permettono ai LED di emettere luce bianca. L’illuminazione a LED è più efficiente dal punto di vista energetico rispetto alle tecnologie di illuminazione tradizionali e quindi è importante per ridurre il consumo globale di energia.
Nonostante la loro importanza, però l’estrazione e la raffinazione delle terre rare presentano sfide ambientali e geopolitiche significative. La maggior parte delle terre rare viene estratta (140 milioni di tonnellate all’anno) e lavorata in Cina, il che crea dipendenze strategiche, soprattutto da parte dell’Europa. Il Vietnam e il Brasile hanno entrambi riserve molto elevate (22 milioni e 21 milioni di tonnellate), ma la loro produzione annuale è tra le più basse al mondo. Gli USA invece sono i secondi produttori per volumi annuali, ma le riserve a disposizione sono molto inferiori (Fonte: USGS Mineral Commodity Summaries, Rare Earths, 2020).
Il processo di estrazione e raffinazione può essere molto inquinante, richiedendo soluzioni per minimizzare l’impatto ambientale.
In definitiva, le terre rare sono fondamentali per il progresso delle tecnologie delle energie rinnovabili grazie alle loro proprietà uniche che migliorano l’efficienza e la performance di turbine eoliche, pannelli solari, batterie e veicoli elettrici. Tuttavia, la loro disponibilità e l’impatto ambientale dell’estrazione rappresentano sfide importanti che devono essere affrontate per garantire uno sviluppo sostenibile delle energie rinnovabili.
