Cosa sono le terre rare e perché sono sempre più strategiche nella geopolitica della tecnologia

Le terre rare sono un gruppo di 17 elementi chimici che includono lantanidi, attinidi e lo scandio. Sono elementi molto importanti nella produzione di molte tecnologie, tra cui quelle utilizzate per la produzione di energia rinnovabile come i pannelli fotovoltaici e solari. Tuttavia, la lavorazione delle terre rare può avere un impatto significativo sull’ambiente e sulla salute umana. Se ne è parlato moltissimo nell’ultimo periodo, proprio perché – consapevoli del loro valore – i Paesi in cui questi elementi sono più presenti stanno cercando di limitare le loro esportazioni. Cina, India, Argentina, Russia, Vietnam e Kazakistan hanno deciso di alzare le tasse sulle esportazioni, mentre il resto del mondo – che da queste esportazioni sembra dipendere – si trova in un momento di difficoltà, dovuto proprio all’imprevedibile evoluzione di questo mercato così specifico. Un mercato che – in pratica – condiziona fortemente la transazione energetica e tecnologica di diversi Stati.

1. La lavorazione delle terre rare e il ruolo nella produzione di pannelli fotovoltaici e solari
2. L’impatto ambientale della lavorazione delle terre rare nei pannelli fotovoltaici e solari
3. Prospettive future per la produzione sostenibile di pannelli fotovoltaici e solari
4. Le terre rare e il mondo dell’auto elettrica
5. Geopolitica delle terre rare

La lavorazione delle terre rare e il ruolo nella produzione di pannelli fotovoltaici e solari

La lavorazione delle terre rare coinvolge diverse fasi, tra cui l’estrazione, la separazione e la purificazione dei metalli. Questo processo richiede l’utilizzo di sostanze chimiche tossiche e il consumo di grandi quantità di energia, che può avere un impatto significativo sull’ambiente circostante. Il processo di lavorazione delle terre rare è noto per essere molto complesso e può comportare la produzione di scarti tossici e acidi che rappresentano un problema per la salute umana e per l’ambiente circostante.

Le terre rare sono essenziali per la produzione di molte componenti dei pannelli fotovoltaici e solari, come le celle fotovoltaiche, i magneti permanenti e i semiconduttori. Ad esempio, il terbio è utilizzato per aumentare l’efficienza dei pannelli solari, mentre il neodimio è un componente importante dei magneti permanenti utilizzati nei generatori eolici. Il processo di lavorazione delle terre rare nei pannelli solari è molto complesso e comporta l’utilizzo di una serie di processi di lavorazione chimica che richiedono elevate temperature e quantità di energia.

L’impatto ambientale della lavorazione delle terre rare nei pannelli fotovoltaici e solari

La produzione di molte terre rare – come abbiamo detto in apertura – è concentrata in pochi paesi, il che può comportare rischi di approvvigionamento e ostacoli geopolitici. L’estrazione di terre rare richiede la rimozione di grandi quantità di roccia e terra dal suolo. Ciò può comportare la distruzione degli habitat naturali degli animali e la distruzione di terreni agricoli. Infine, i residui acidi prodotti durante il processo di lavorazione delle terre rare possono contaminare le acque sotterranee e le falde acquifere, causando problemi di salute pubblica. In Cina, uno dei maggiori produttori di terre rare al mondo, le attività minerarie hanno causato danni ambientali significativi, tra cui la contaminazione dell’acqua e del suolo e la deforestazione.

Le sostanze chimiche utilizzate nella lavorazione delle terre rare possono essere tossiche e rappresentare un rischio per la salute umana e per l’ambiente. Ad esempio, l’acido cloridrico e l’acido solforico sono comunemente utilizzati per la separazione e la purificazione dei materiali. Se queste sostanze non sono gestite correttamente, possono causare danni ai tessuti, alla pelle e agli occhi e contaminare le risorse idriche e del suolo. Spesso queste sostanze vengono trasportate su lunghe distanze attraverso navi e camion, aumentando le emissioni di gas serra e contribuendo al cambiamento climatico. Infine, molti dei Paesi che abbiamo citato in precedenza non prevedono delle regolamentazioni all’altezza per la tutela dei lavoratori impiegati nell’estrazione e nella lavorazione delle terre rare.

Per ridurre l’impatto ambientale della lavorazione delle terre rare, è necessario adottare politiche di gestione ambientale rigorose. Inoltre, la ricerca e lo sviluppo di tecnologie alternative che utilizzano meno terre rare o ne riducono la quantità necessaria può contribuire a una produzione più sostenibile di tecnologie pulite, con la conseguente adozione di standard internazionali che garantiscano che la lavorazione delle terre rare sia effettuata in modo sicuro. Una delle soluzioni per affrontare la crescente domanda di terre rare, e ridurre di conseguenza l’impatto ambientale dell’estrazione, è migliorare il riciclo e il recupero di questi materiali. Attualmente, solo una piccola frazione delle terre rare viene riciclata a causa delle difficoltà tecniche e dei costi associati al processo di recupero. Tuttavia, lo sviluppo di tecnologie di riciclo più efficienti ed economiche potrebbe contribuire a ridurre la domanda di nuove risorse e, di conseguenza, gli impatti ambientali associati all’estrazione.

Prospettive future per la produzione sostenibile di pannelli fotovoltaici e solari

Come abbiamo visto, la produzione di pannelli fotovoltaici e solari richiede l’utilizzo di terre rare, con tutte le conseguenze del caso. Tuttavia, alcune soluzioni innovative stanno emergendo per garantire una produzione più sostenibile di queste tecnologie.

Ad esempio, alcuni ricercatori stanno sviluppando nuovi processi di lavorazione più efficienti, che utilizzano meno sostanze chimiche tossiche e consumano meno energia. Inoltre, alcune aziende stanno investendo in tecnologie di riciclaggio dei materiali che permettono di recuperare terre rare dai rifiuti e di riutilizzarle nella produzione di nuovi prodotti. I pannelli solari di tipo thin-film utilizzano meno terre rare rispetto ai pannelli tradizionali, mentre le turbine eoliche a magneti a flusso di aria non richiedono terre rare per produrre l’energia elettrica.

La produzione di energia rinnovabile – non lo si può negare – è essenziale per ridurre le emissioni di gas serra e mitigare i cambiamenti climatici, ma deve essere realizzata in modo sostenibile per minimizzare l’impatto ambientale e sociale. La produzione di pannelli fotovoltaici e solari è un esempio di come l’utilizzo delle terre rare può essere una sfida per la sostenibilità, ma anche di come la ricerca e lo sviluppo di nuove soluzioni possono contribuire a una produzione più sostenibile. Quest’ultima è agevolata, recentemente, anche da alcuni provvedimenti legislativi a livello comunitario. Nei nuovi report che arrivano da Bruxelles, infatti, si offrono spunti, suggerimenti e incentivi per nuovi filoni di ricerca che possano, in qualche modo, aiutare i Paesi europei a emanciparsi dalla dipendenza dalla Cina. Che, tuttavia, oggi resta il principale terreno per l’estrazione e la lavorazione di terre rare: all’interno dei suoi confini, infatti, si concentra fino al 30% delle riserve mondiali di questi materiali. 

Le terre rare e il mondo dell’auto elettrica

Le auto elettriche dipendono fortemente dalle terre rare per la produzione di batterie e motori elettrici. Ad esempio, i magneti permanenti utilizzati nei motori elettrici contengono neodimio, praseodimio e lantanio. La batteria di un’auto elettrica può contenere fino a 10 kg di cobalto e 20 kg di litio, che sono anch’essi considerati terre rare. Tuttavia, come per altri campi e altre produzioni, l’utilizzo delle terre rare nella realizzazione delle auto elettriche ha un impatto ambientale significativo.

Visti questi problemi e anche il fattore dello sfruttamento eccessivo di alcune categorie di lavoratori per l’estrazione di queste terre rare, si sta pensando a uno sviluppo di diverse tipologie di motori per le auto elettriche: quelli realizzati senza l’apporto delle terre rare, infatti, sono costruiti a partire da materiali come il rame e l’alluminio. Questi motori elettrici possono avere un rendimento simile a quelli con magneti in terre rare, ma sono meno costosi e più sostenibili dal punto di vista ambientale.

Geopolitica delle terre rare

Il Donbass è una regione che negli ultimi anni ha attirato l’attenzione internazionale per la sua straordinaria
ricchezza di risorse naturali, in particolare metalli e terre rare. Secondo le stime, il Donbass ospita le maggioririserve in Europa di terre rare e contiene anche giacimenti di carbone, gas, petrolio, ferro, manganese, titanio e uranio. Da quando la Russia ha annesso la Crimea nel 2014, il Donbass è diventato ancora più importante per la sua posizione strategica.

Da questo punto di vista, il Donbass ha giocato un ruolo fondamentale da quando la Cina – come abbiamo già visto – ha deciso di limitare fortemente le sue esportazioni per quanto riguarda le terre rare, sin dagli anni Ottanta. E le contromisure prese in questo senso dall’amministrazione americana di Joe Biden rappresentano sicuramente un altro motivo per concentrare le tensioni intorno a questa tipologia di materia prima. In ogni caso, sono stati proposti accordi internazionali per regolare l’approvvigionamento e l’uso delle terre rare, al fine di evitare conflitti e garantire un accesso equo e sostenibile a queste risorse.

In Italia non esiste alcun sito di estrazione significativo per le terre rare, il che significa che tutte le terre rare utilizzate dal Paese devono essere importate dall’estero. Questo rende l’Italia particolarmente vulnerabile alle fluttuazioni del mercato globale delle terre rare e alla concorrenza internazionale per l’acquisizione di queste
risorse.