Il DOE statunitense pubblica la valutazione dei materiali critici del 2023 per valutare la sicurezza della catena di approvvigionamento per le tecnologie energetiche pulite

Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) ha pubblicato la sua valutazione dei materiali critici del 2023 (2023 CMA), che ha valutato i materiali in base alla loro criticità per le catene di approvvigionamento globali di tecnologie energetiche pulite. Sulla base dei risultati della valutazione, il DOE ha determinato l'elenco dei materiali critici DOE 2023 dei materiali critici e quasi critici specifici per l'energia fino al 2035.

Oltre a informare le priorità trasversali del DOE, incluso il programma applicativo di ricerca, sviluppo, dimostrazione e commercializzazione di materiali critici (RDD&CA), l'elenco dei materiali critici del DOE informerà l'ammissibilità per i crediti d'imposta ai sensi della legge sulla riduzione dell'inflazione 48C.

La valutazione si concentra sui materiali chiave ad alto rischio di interruzione della fornitura che sono parte integrante delle tecnologie energetiche pulite. L'elenco finale comprende alluminio, cobalto, rame, disprosio, acciaio elettrico (acciaio a grani orientati, acciaio a grani non orientati e acciaio amorfo), fluoro, gallio, iridio, litio, magnesio, grafite naturale, neodimio, nichel, platino , praseodimio, terbio, silicio e carburo di silicio.

I punti salienti dei risultati della CMA 2023 includono:

I materiali delle terre rare (neodimio [Nd], praseodimio [Pr], disprosio [Dy] e terbio [Tb]) utilizzati nei magneti dei motori dei veicoli elettrici e dei generatori eolici continuano a essere critici. Sebbene Dy e Tb siano entrambi elementi pesanti delle terre rare che svolgono la stessa funzione nei magneti, la criticità di Tb è leggermente inferiore a quella del Dy nel breve termine a causa dell'uso diffuso di Dy nei magneti di alta qualità e dell'attuale ruolo di Tb come un sostituto. Allo stesso modo, Pr è critico a medio termine ma solo quasi critico a breve termine perché è più sostituibile nei magneti rispetto a Nd.

I materiali utilizzati nelle batterie per veicoli elettrici e per lo stoccaggio stazionario sono ora considerati critici. Mentre il cobalto (Co) è risultato fondamentale in questo e in precedenti rapporti, il litio (Li) diventerà critico nel medio termine a causa del suo utilizzo più ampio in vari prodotti chimici delle batterie e della crescita dilagante del settore dei veicoli elettrici. La grafite naturale è una nuova aggiunta in questa valutazione ed è anch'essa ritenuta critica.

I metalli del gruppo del platino utilizzati negli elettrolizzatori a idrogeno, come il platino (Pr) e l'iridio (Ir), sono fondamentali a causa di una maggiore attenzione alle tecnologie dell'idrogeno per ottenere emissioni nette di carbonio pari a zero, mentre quelli utilizzati nei convertitori catalitici, come il rodio (Rh ) e palladio (Pd), sono stati esclusi a causa della minore importanza dei convertitori catalitici nel medio termine.

Il gallio (Ga) continua ad essere fondamentale a causa del suo utilizzo nei diodi emettitori di luce (LED). Inoltre, l’uso del Ga è aumentato nella produzione di magneti e nei semiconduttori in forme come l’arseniuro di gallio (GaAs) o il nitruro di gallio (GaN).

I principali materiali come l’alluminio (Al), il rame (Cu), il nichel (Ni) e il silicio (Si) passano da non critici nel breve termine a quasi critici nel medio termine a causa della loro importanza nell’elettrificazione.

L’acciaio elettrico è quasi critico a causa del suo utilizzo nei trasformatori per la rete e nei motori elettrici dei veicoli elettrici.

Fonte: CMA 2023

Poiché i mercati dei materiali e della tecnologia sono globali, questa valutazione dei materiali critici ha una portata globale, collocando gli interessi nazionali degli Stati Uniti in tale contesto. Per ciascuno dei materiali critici identificati in questa valutazione, il DOE svilupperà una strategia integrata per affrontare i rischi specifici del materiale.

Questa valutazione è un aggiornamento delle valutazioni contenute nei precedenti rapporti sulla strategia sui materiali critici, il primo dei quali è stato pubblicato dal DOE nel 2010. Serve come analisi complementare ad altre valutazioni della criticità condotte dal governo degli Stati Uniti, come quelle dell'US Geological Survey ( USGS) per conto del Dipartimento degli Interni degli Stati Uniti e si basa sui rapporti sulla catena di fornitura di energia pulita del DOE del febbraio 2022.

Questa valutazione dei materiali critici del 2023 è stata gestita e finanziata dall'Advanced Materials and Manufacturing Technologies Office (AMMTO) di EERE ed è stata condotta dall'Argonne National Laboratory e dall'Idaho National Laboratory, in consultazione con i membri del DOE Critical Minerals and Materials Science and Energy Technology Team.