Reti intelligenti, materie prime critiche e Industria 5.0: il paper di World Energy Council Italia e OIMCE sulle sfide della transizione energetica
Il futuro della transizione energetica non dipende soltanto dalla diffusione delle fonti rinnovabili. Per sostenere l’elettrificazione dell’economia serviranno infrastrutture completamente ripensate, reti elettriche più intelligenti, sistemi di accumulo sempre più efficienti e una strategia industriale capace di ridurre la dipendenza europea dalle materie prime critiche.
È il messaggio che emerge dal paper “L’adeguamento delle infrastrutture energetiche per l’Industria 5.0: reti intelligenti, decentralizzazione produttiva, approvvigionamento di materie prime e sfide autorizzative”, presentato alla Sala Stampa della Camera dei deputati dal World Energy Council Italia e dall’Osservatorio Italiano Materie Prime Critiche Energia (OIMCE).
Il documento, articolato in cinque capitoli e realizzato dalla rete dei Professional Fellows del WEC Italia insieme alla rete dell’OIMCE, affronta uno dei temi destinati a incidere maggiormente sul futuro dell’industria europea: come adeguare le infrastrutture energetiche a un sistema produttivo sempre più digitale, distribuito e sostenibile.
Il lavoro è stato coordinato da Gabriella De Maio, vicepresidente del World Energy Council Italia e coordinatrice del Programma Professional Fellows, insieme a Giuseppe Montesano, coordinatore dell’Osservatorio Italiano Materie Prime Critiche Energia. Alla ricerca hanno inoltre contribuito Angelica Agosta, Giuseppe Bellussi, Bruno Cova, Renato Di Belardino, Giuseppe Di Florio, Tommaso Ferrucci, Edoardo Lubin, Sofia Nunzi, Lorenzo Piscitelli e Pietro Rabassi.
Le nuove reti saranno la vera infrastruttura della transizione energetica
Secondo gli autori, l’Industria 5.0 richiede una trasformazione molto più profonda della semplice sostituzione delle fonti fossili con quelle rinnovabili.
Le reti elettriche dovranno infatti gestire una produzione sempre più decentralizzata, caratterizzata dalla naturale variabilità di sole e vento, mentre i consumi elettrici continueranno ad aumentare per effetto dell’elettrificazione dei trasporti, della progressiva sostituzione delle tecnologie termiche e della rapida crescita dei data center.
Questo scenario rende indispensabile un massiccio ammodernamento delle infrastrutture attraverso smart grid, digitalizzazione, sensoristica avanzata, sistemi di controllo automatico e nuove tecnologie di accumulo.
Ma ogni componente di questa trasformazione porta con sé un’altra conseguenza: una domanda senza precedenti di materie prime strategiche.
La corsa alle materie prime critiche è già iniziata
Dietro ogni rete intelligente si nasconde una quantità enorme di materiali indispensabili. Sensori, inverter, semiconduttori, batterie, cavi elettrici e sistemi digitali richiedono infatti rame, litio, cobalto, nichel, grafite, alluminio, gallio, germanio e terre rare.
Le batterie agli ioni di litio, oggi tecnologia dominante per i sistemi di accumulo, utilizzano grandi quantità di litio, cobalto, nichel, manganese e grafite.
Le turbine eoliche e molti motori elettrici impiegano invece magneti permanenti realizzati con neodimio, praseodimio e disprosio, mentre l’elettronica di potenza si basa su semiconduttori come carburo di silicio e nitruro di gallio.
Particolarmente significativo è il caso del rame, materiale destinato a diventare uno dei principali colli di bottiglia della transizione energetica.
Secondo il paper, il prezzo del rame ha già superato i 13.000 dollari per tonnellata nel febbraio 2026 e, guardando al medio periodo, la produzione mineraria mondiale potrebbe riuscire a soddisfare soltanto il 70% della domanda globale entro il 2035.
Una criticità che assume una rilevanza strategica considerando che circa il 50% della capacità mondiale di raffinazione del rame è concentrata in Cina, confermando una dipendenza che riguarda anche gran parte delle terre rare.
Il rischio è sostituire una dipendenza con un’altra
Il passaggio dalle fonti fossili alle tecnologie pulite rischia quindi di generare una nuova forma di vulnerabilità.
Se in passato la sicurezza energetica era legata soprattutto all’approvvigionamento di petrolio e gas naturale, oggi la competizione internazionale si sposta sul controllo delle materie prime critiche e delle relative filiere industriali.
Il documento evidenzia come la Cina mantenga una posizione dominante lungo gran parte della catena del valore delle terre rare e controlli quote decisive nella raffinazione del litio, del rame e di numerosi materiali strategici.
Le restrizioni alle esportazioni adottate negli ultimi anni e le politiche industriali di Pechino hanno reso evidente quanto questa concentrazione rappresenti un fattore di rischio per la sicurezza energetica europea.
Nel frattempo Stati Uniti, Unione Europea e Giappone stanno accelerando gli investimenti in nuove miniere, impianti di raffinazione, riciclo e accordi internazionali per diversificare le fonti di approvvigionamento. Tuttavia, ricostruire intere filiere industriali richiederà anni e ingenti investimenti, mantenendo elevata la dipendenza da pochi fornitori globali.
«La transizione energetica non è solo una sfida tecnologica, ma industriale»
Al centro del paper c’è anche il richiamo alla necessità di affrontare la transizione energetica con una visione integrata, nella quale infrastrutture, innovazione, industria e politiche pubbliche procedano nella stessa direzione.
La professoressa Gabriella De Maio, vicepresidente del World Energy Council Italia e coordinatrice del Programma Professional Fellows, sottolinea come la trasformazione delle infrastrutture energetiche rappresenta una condizione indispensabile per accompagnare l’Industria 5.0, rafforzando competitività, resilienza e sicurezza degli approvvigionamenti
L’Europa accelera sulle materie prime critiche
Il paper dedica un ampio spazio alla strategia europea per ridurre una dipendenza che oggi interessa quasi tutte le tecnologie della transizione energetica.
Il riferimento è al Critical Raw Materials Act (CRMA), il Regolamento europeo 2024/1252, che individua 34 materie prime critiche, di cui 17 considerate strategiche, introducendo obiettivi vincolanti da raggiungere entro il 2030.
L’Unione Europea punta infatti a garantire che almeno:
- il 10% dell’estrazione delle materie prime critiche avvenga all’interno dell’Unione;
- il 40% della trasformazione e raffinazione sia realizzato in Europa;
- almeno il 25% del fabbisogno provenga dal riciclo.
L’obiettivo non è raggiungere l’autosufficienza, considerata irrealistica, ma ridurre le vulnerabilità che derivano dall’eccessiva concentrazione geografica delle filiere.
Oggi, infatti, l’Europa dipende quasi completamente dalle importazioni di numerosi materiali essenziali. Il 97% del magnesio e delle terre rare pesanti arriva da Paesi terzi, mentre il 63% del cobalto proviene prevalentemente da aree extraeuropee come Repubblica Democratica del Congo, Cina e Sudafrica.
Secondo gli autori, la sicurezza energetica passa ormai anche dalla capacità di assicurarsi forniture affidabili di questi materiali.
Batterie sempre più strategiche, ma il litio non basta
Uno dei capitoli più rilevanti del documento riguarda i sistemi di accumulo, destinati a diventare il pilastro delle reti elettriche del futuro.
L’espansione delle energie rinnovabili rende infatti indispensabile immagazzinare grandi quantità di energia per compensare l’intermittenza della produzione.
Le batterie agli ioni di litio rappresentano oggi la tecnologia più diffusa grazie all’elevata densità energetica e all’efficienza, ma presentano anche limiti importanti.
La loro produzione dipende da materiali la cui disponibilità è fortemente concentrata in pochi Paesi e la Cina controlla tra il 70 e l’80% della capacità mondiale di raffinazione del litio, mantenendo una posizione dominante lungo l’intera filiera.
Per questo motivo il paper invita a diversificare rapidamente le tecnologie disponibili.
Tra le soluzioni considerate più promettenti figurano:
- batterie litio-ferro-fosfato (LFP), prive di cobalto e nichel;
- batterie allo stato solido;
- batterie al sodio;
- batterie a flusso, particolarmente adatte agli accumuli stazionari.
L’obiettivo è ridurre progressivamente la dipendenza dalle materie prime più critiche senza compromettere le prestazioni dei sistemi di accumulo.
La domanda di accumulo crescerà in modo esponenziale
La crescita prevista è impressionante.
Secondo le stime riportate nello studio, la capacità mondiale di accumulo energetico passerà da 0,81 terawattora nel 2023 a circa 28 terawattora nel 2050.
Anche in Europa il cambiamento è già iniziato.
La capacità dei sistemi elettrochimici autorizzati o in costruzione è oggi circa cinque volte superiore rispetto a quella già operativa.
Parallelamente, la capacità complessiva degli accumuli dovrà aumentare di circa sette volte e mezzo rispetto ai livelli attuali, con un progressivo superamento del tradizionale ruolo svolto dagli impianti idroelettrici a pompaggio.
Una trasformazione che comporterà inevitabilmente una crescita della domanda di litio, rame, nichel e altri materiali strategici.
Non solo batterie: gli accumuli termici possono ridurre la dipendenza
Accanto alle batterie, il paper individua negli accumuli termici una soluzione spesso sottovalutata ma destinata ad assumere un ruolo crescente.
A differenza degli accumuli elettrochimici, queste tecnologie utilizzano materiali abbondanti e facilmente reperibili, come sabbia, rocce vulcaniche, sali fusi o materiali a cambiamento di fase (PCM), evitando il ricorso a litio, cobalto o terre rare.
Si tratta di tecnologie già mature che consentono di immagazzinare energia sotto forma di calore, contribuendo alla stabilità della rete attraverso sistemi power-to-heat e heat-to-heat.
Il documento richiama anche alcune esperienze europee basate su grandi sistemi di accumulo in sabbia riscaldata e su impianti che sfruttano rocce vulcaniche come serbatoi termici.
Queste soluzioni permettono di aumentare l’autoconsumo locale, ridurre i picchi di produzione delle rinnovabili e diminuire la pressione sulle filiere delle materie prime critiche.
Digitalizzazione e intelligenza artificiale aumentano la domanda di materiali
L’evoluzione verso reti sempre più intelligenti comporta anche un’espansione della componente digitale.
Smart grid, sensori distribuiti, manutenzione predittiva, sistemi di automazione, cybersecurity e piattaforme digitali richiederanno una quantità crescente di microprocessori, semiconduttori e componentistica elettronica.
Materiali come gallio, germanio, rame e terre rare diventeranno quindi ancora più richiesti.
Il paper osserva che la digitalizzazione rappresenta un paradosso: da un lato permette di utilizzare in modo più efficiente le risorse e ridurre gli sprechi; dall’altro aumenta la necessità di infrastrutture digitali e, di conseguenza, il fabbisogno di materie prime critiche.
Anche lo sviluppo dell’intelligenza artificiale contribuirà ad accelerare questa tendenza, aumentando contemporaneamente l’efficienza dei sistemi energetici e la domanda di componenti avanzati.
La sovranità industriale passa dalle filiere
Per gli autori del paper, la vera sfida europea non consiste soltanto nell’assemblare tecnologie pulite, ma nel controllare i segmenti della filiera dove si concentra il maggiore valore strategico.
Oggi oltre l’80% della capacità manifatturiera mondiale dei pannelli fotovoltaici è localizzata in Cina, mentre la produzione di batterie, componenti elettronici e materiali raffinati rimane fortemente concentrata in Asia.
Secondo il documento, questa situazione espone l’Europa a rischi geopolitici, interruzioni logistiche e restrizioni commerciali.
Per questo viene proposto un piano industriale capace di rafforzare le produzioni europee nei comparti più strategici: raffinazione delle materie prime critiche, materiali per batterie, elettronica di potenza, semiconduttori, sensori, sistemi di controllo, piattaforme digitali e cybersecurity.
L’obiettivo indicato dalla Commissione europea è raggiungere entro il 2030 almeno il 40% della capacità produttiva europea nelle tecnologie net-zero, sostenendo investimenti, progetti IPCEI, standard comuni e una domanda pubblica in grado di creare un mercato stabile per le imprese.
Secondo il paper, non è necessario produrre tutto in Europa. È invece fondamentale ridurre le dipendenze più pericolose, rafforzare partnership affidabili e costruire filiere più resilienti, capaci di garantire maggiore autonomia strategica senza rinunciare all’apertura dei mercati internazionali.
L’Italia ha risorse, ma il tempo delle autorizzazioni resta il vero ostacolo
Se l’Europa punta a rafforzare la propria autonomia strategica, l’Italia parte da una posizione che presenta al tempo stesso opportunità e criticità.
Il paper evidenzia come nel sottosuolo italiano siano presenti almeno 15 materie prime critiche e circa 3.000 siti potenzialmente interessanti dal punto di vista minerario. Un patrimonio che potrebbe contribuire a ridurre la dipendenza dall’estero, ma che oggi rimane in gran parte inutilizzato.
Il motivo è noto: il settore minerario nazionale è sostanzialmente fermo da circa quarant’anni e continua a scontare procedure autorizzative lunghe, competenze amministrative frammentate e una normativa complessa che rallenta gli investimenti.
Proprio su questo fronte il quadro normativo sta cambiando. Il Critical Raw Materials Act introduce procedure accelerate con tempi massimi di 27 mesi per i progetti estrattivi e 15 mesi per quelli di trasformazione e riciclo, prevedendo inoltre punti unici di contatto per semplificare il rapporto tra imprese e amministrazioni.
Anche il Decreto-Legge 84/2024 punta a centralizzare le competenze e ad accelerare gli iter autorizzativi, fissando tempi di riferimento pari a 18 mesi per l’estrazione e 10 mesi per gli impianti di riciclo.
Secondo gli autori, tuttavia, le semplificazioni normative dovranno essere accompagnate da una maggiore capacità amministrativa e da una pianificazione territoriale più chiara per produrre effetti concreti.
Rinnovabili, la rete deve crescere quanto gli impianti
Un’altra delle principali criticità riguarda le infrastrutture elettriche. L’Italia punta a raggiungere 131 GW di capacità rinnovabile installata entro il 2030, ma, secondo il documento, mancano ancora circa 50 GW rispetto agli obiettivi fissati.
Non basta però costruire nuovi impianti, la rete di trasmissione e distribuzione dovrà essere profondamente potenziata per poter assorbire e distribuire l’energia prodotta.
Tra il 2025 e il 2040 la capacità della rete dovrà sostanzialmente raddoppiare, mentre sono previsti oltre 23 miliardi di euro di investimenti tra il 2025 e il 2034.
Gli autori richiamano inoltre il problema della cosiddetta saturazione virtuale della rete, fenomeno che limita la disponibilità di nuova capacità anche in presenza di infrastrutture non ancora pienamente utilizzate.
Le recenti modifiche introdotte dal cosiddetto DL Bollette cercano di affrontare il problema rendendo più trasparenti le procedure di assegnazione della capacità disponibile e introducendo meccanismi di verifica per evitare prenotazioni speculative.
Resta però essenziale accelerare la realizzazione delle nuove dorsali energetiche e rafforzare le interconnessioni internazionali, considerate decisive per gestire una domanda elettrica in continua crescita.
Economia circolare, il vero giacimento del futuro
Il paper individua nell’economia circolare uno degli strumenti più efficaci per rafforzare la sicurezza delle filiere e ridurre la dipendenza dalle materie prime vergini.
La transizione energetica farà aumentare in modo significativo il fabbisogno di materiali strategici.
Entro il 2040 la domanda mondiale di rame potrebbe crescere di circa 4,7 volte, mentre quella di nichel aumenterebbe fino a 6,6 volte rispetto ai livelli attuali.
In questo scenario, riciclo, riutilizzo, remanufacturing, eco-design e tracciabilità dei materiali diventano elementi centrali della politica industriale europea.
Nonostante i progressi tecnologici, la situazione resta complessa. Secondo il documento, l’economia circolare rappresenta oggi soltanto il 6,9% dell’economia mondiale, una quota addirittura inferiore rispetto agli anni precedenti, a causa della continua crescita della domanda di risorse.
Le reti energetiche continueranno inoltre a richiedere enormi quantità di rame, alluminio, litio, terre rare e metalli di transizione, rendendo indispensabile sviluppare filiere di recupero sempre più efficienti.
Il riciclo può ridurre costi, emissioni e dipendenza
Il recupero delle materie prime critiche rappresenta una delle principali leve individuate dagli autori.
Per alcuni metalli il potenziale è particolarmente elevato. Alluminio, rame e cobalto possono raggiungere percentuali di riciclo prossime al 100%, mentre per litio e terre rare i tassi attuali rimangono ancora molto bassi, compresi tra l’1 e il 3%.
Nuove tecnologie come idrometallurgia e biolisciviazione potrebbero aumentare significativamente il recupero di materiali strategici provenienti da batterie esauste, apparecchiature elettroniche e componenti delle reti.
Anche così, il riciclo da solo non sarà sufficiente. Secondo le stime riportate nel paper, entro il 2050 le materie seconde potranno soddisfare solo una parte del fabbisogno complessivo, rendendo comunque necessario continuare a diversificare le fonti di approvvigionamento.
Meno estrazione, più innovazione
Ridurre la pressione sulle attività minerarie significa anche progettare prodotti diversi.
Il documento evidenzia come il riciclo dell’alluminio permetta di ridurre fino al 95% i consumi energetici rispetto alla produzione primaria, mentre il recupero del rame consente un risparmio energetico dell’85%.
Anche l’impronta ambientale risulta notevolmente inferiore: fino al 96% in meno per l’alluminio, all’85% per il rame e al 79% per il disprosio.
Per questo il paper richiama l’importanza della progettazione modulare, della tracciabilità dei materiali e dell’eco-design, che consentono di facilitare il recupero delle componenti a fine vita.
Un ruolo crescente sarà svolto anche dalle tecnologie di additive manufacturing, in grado di ridurre gli scarti di produzione, e dai principi della lean manufacturing, che permettono di utilizzare in modo più efficiente le risorse lungo tutta la filiera.
Gli autori ricordano però come modelli produttivi estremamente ottimizzati, come il just-in-time, possano aumentare la vulnerabilità delle catene di fornitura in caso di crisi geopolitiche o interruzioni logistiche.
La sfida dell’Industria 5.0 è costruire un sistema energetico più resiliente
Il messaggio conclusivo del paper va oltre il tema delle sole materie prime. La transizione energetica viene descritta come un processo che richiede contemporaneamente innovazione tecnologica, politiche industriali, infrastrutture moderne, semplificazione amministrativa e cooperazione internazionale.
L’obiettivo non è l’autosufficienza assoluta dell’Europa, ma una maggiore capacità di controllare i segmenti strategici delle filiere, diversificare gli approvvigionamenti, rafforzare il riciclo e costruire un sistema energetico capace di resistere agli shock geopolitici.
Per gli autori, l’integrazione tra Industria 5.0, digitalizzazione ed economia circolare rappresenta la strada per coniugare competitività industriale, sicurezza energetica e sostenibilità ambientale.
In un contesto internazionale sempre più instabile, la capacità di innovare le reti, valorizzare le materie seconde e ridurre le dipendenze strategiche non è più soltanto una questione ambientale, ma una scelta di politica industriale destinata a incidere sul futuro economico dell’Europa.
