Quanta materia prima serve davvero per le batterie agli ioni di sodio? Il calcolo scientifico, spiegato semplice

Spoiler: no, non si desalinerebbe il mare se tutte le batterie che servono al mondo fossero agli ioni di sodio. Vediamo perché.

Quando si parla di batterie al sodio, una delle obiezioni più diffuse è questa: “Se il sodio viene dal mare, allora per fare abbastanza batterie bisognerebbe desalinizzare gli oceani”. È un’immagine suggestiva, ma è sbagliata.

La realtà è molto diversa: il sodio è uno degli elementi più abbondanti, diffusi e accessibili sulla Terra. Si trova nel mare, certo, ma anche in enormi giacimenti di sale, in salamoie naturali e in una filiera industriale che già oggi movimenta quantità gigantesche di cloruro di sodio. Per questo, dal punto di vista della disponibilità della materia prima, il sodio parte da una base molto più sostenibile e scalabile del litio, soprattutto per lo storage stazionario.

In altre parole: la sfida delle batterie agli ioni di sodio non è trovare abbastanza sodio. La sfida è trasformare una materia prima abbondante ed economica in celle sempre più efficienti, durevoli, sicure e industrializzabili.

Perché questo tema è importante

La transizione energetica richiederà una quantità enorme di sistemi di accumulo. Con l’aumento di fotovoltaico ed eolico, il mondo avrà bisogno di batterie in grado di immagazzinare energia in modo sicuro, economico e scalabile.

Ed è qui che entra in gioco una domanda decisiva: le materie prime bastano davvero?

Per il litio, la questione è centrale. Per il sodio, invece, il quadro cambia radicalmente: parliamo di un elemento estremamente abbondante, già presente in enormi flussi industriali e distribuito in modo molto più ampio. Questo è uno dei motivi per cui il sodio rappresenta una delle strade più promettenti per una sostenibilità reale dello storage su larga scala.

Quante batterie servirebbero al mondo?

Non esiste un solo numero definitivo, perché il futuro dello storage sarà composto da più tecnologie: batterie, pompaggio idroelettrico, accumuli termici, idrogeno e altre soluzioni. Ma per fare un ragionamento scientifico serve uno scenario di riferimento.

Possiamo usare tre livelli semplici:

• 1 TWh di accumulo: scenario molto grande ma ancora parziale
• 10 TWh: scenario globale molto rilevante
• 30 TWh: scenario mondiale molto ambizioso per lo storage elettrochimico

Per capire l’ordine di grandezza: 30 TWh significano 30 miliardi di kWh di capacità installata. È uno scenario volutamente estremo, utile proprio per testare la tesi più forte possibile: se davvero il mondo installasse decine di TWh di batterie al sodio, servirebbe una quantità irrealistica di materia prima?

La risposta, come vedremo, è no.

Quanto sodio serve per 1 kWh? Il calcolo fisico di base

Per rispondere bisogna partire dalla fisica, non dalle impressioni.

In una batteria agli ioni di sodio, ogni ione Na⁺ trasporta una carica elettrica elementare. Una mole di sodio corrisponde a circa 26,8 Ah di carica elettrica trasferibile.

Assumendo una tensione media di cella di circa 3,0 V, una mole di sodio può trasferire circa:

26,8 Ah × 3,0 V = 80,4 Wh

Poiché una mole di sodio pesa circa 23 grammi, il minimo teorico di sodio per accumulare 1 kWh è:

1000 Wh / 80,4 Wh × 23 g ≈ 286 g di sodio

Per semplicità divulgativa e per non sottostimare, arrotondiamo a:

0,30 kg di sodio per ogni kWh di batteria

Questo valore non è uno slogan commerciale, ma un ordine di grandezza fisico. Nella pratica può variare in base alla chimica specifica, ai materiali attivi, al design della cella e alle riserve di sodio presenti nel sistema, ma il punto chiave non cambia: la quantità di sodio necessaria resta sorprendentemente contenuta rispetto all’enorme disponibilità naturale del materiale.

Traduzione in numeri reali: da 1 TWh a 30 TWh

*Questo dato indica quanta acqua marina conterrebbe, in teoria, quella quantità di sodio. Non significa che sarebbe necessario trattare quell’acqua con impianti di desalinizzazione.

Confutazione chiara: no, non si desalinerebbe il mare

Qui è fondamentale essere molto chiari.

Le batterie al sodio non richiedono la desalinizzazione del mare.

La desalinizzazione è un processo pensato per ottenere acqua dolce da acqua salata. La filiera delle batterie, invece, ha bisogno di sali di sodio come materia prima chimica. Sono due cose profondamente diverse.

Dire che il sodio “può venire dal mare” non significa che il mondo dovrebbe costruire enormi impianti per togliere sale dagli oceani al solo scopo di fare batterie. Il sodio industriale può provenire da:

• salgemma o sale di roccia
• salamoie naturali
• evaporazione solare
• flussi chimici e industriali già esistenti

La rappresentazione corretta non è quindi “un mondo che prosciuga il mare”, ma una filiera che attinge a risorse saline vastissime, già oggi utilizzate dall’industria su scala globale.

Quanta parte della filiera del sale servirebbe davvero?

Il cloruro di sodio, cioè il comune sale, contiene circa il 39,3% di sodio in massa. Questo significa che per ottenere 1 tonnellata di sodio servono circa 2,54 tonnellate di NaCl.

Applicando questo rapporto allo scenario da 30 TWh, servirebbero circa 22,9 milioni di tonnellate di sale.

Sembra tanto? In assoluto sì. Ma su scala industriale globale è un numero pienamente compatibile con una grande filiera già esistente.

Il punto cruciale è proprio questo: anche in uno scenario mondiale molto spinto, il sodio necessario per le batterie rappresenta una quantità gestibile rispetto ai flussi globali del sale.

Questa è una delle ragioni per cui, dal punto di vista materiale, il sodio è strutturalmente più sostenibile del litio: non perché richiede “meno chimica”, ma perché si basa su una risorsa immensamente più diffusa, più accessibile e meno critica.

E dal mare quanto sodio si “prenderebbe” in teoria?

L’acqua marina contiene circa 35 grammi di sali per chilogrammo e il sodio è uno dei suoi componenti principali. In media, si può stimare una concentrazione di circa 10,8 grammi di sodio per chilogrammo di acqua di mare.

Questo significa che 1 metro cubo di acqua di mare contiene circa 11 kg di sodio.

Quindi, per lo scenario da 30 TWh, servirebbe un contenuto equivalente in circa 0,8 km³ di acqua marina.

Anche questo numero va interpretato correttamente:

• è minuscolo rispetto alla scala degli oceani;
• non implica alcuna “desalinizzazione del pianeta”;
• serve solo a mostrare che la quantità di sodio in gioco è piccola rispetto alle risorse disponibili.

Il vero confronto da fare è con il litio

Quando si valuta la sostenibilità di una chimica per batterie, non conta solo la prestazione elettrochimica. Conta anche la base materiale: dove si trovano gli elementi, quanto sono diffusi, quanto è critica la filiera, quanto pesa l’estrazione, quanto è vulnerabile la catena di approvvigionamento.

Ed è qui che il sodio mostra uno dei suoi vantaggi più forti.

Per il litio, una stima comunemente utilizzata è di circa 160 grammi di litio metallico per kWh. Applicando questo valore a 30 TWh di storage, si arriverebbe a circa:

4,8 milioni di tonnellate di litio

Il punto non è dire che il litio non servirà più. Il punto è capire la differenza tra due mondi molto diversi:

• il sodio si appoggia a una base materiale vastissima, distribuita, economica e chimicamente già presente in filiere enormi;
• il litio resta legato a una catena di approvvigionamento più delicata, più concentrata geograficamente, più esposta a tensioni industriali e geopolitiche.

In sintesi: il litio è più leggero e più energetico per unità di massa, ma il sodio è molto più abbondante e molto più naturale da scalare sul piano delle materie prime.

Perché questo conta davvero per la sostenibilità

Quando si parla di sostenibilità non bisogna fermarsi alla parola “green”. Bisogna chiedersi: questa tecnologia può essere prodotta in grandi volumi senza creare nuove dipendenze critiche?

Nel caso del sodio, la risposta è molto più incoraggiante rispetto al litio, soprattutto per applicazioni come:

• accumulo residenziale
• storage commerciale e industriale
• sistemi per fotovoltaico
• reti elettriche e utility scale

Per queste applicazioni, la priorità non è solo avere la massima densità energetica possibile. È avere anche:

• materie prime disponibili
• maggiore stabilità dei costi
• catene di fornitura più robuste
• maggiore sicurezza
• una tecnologia realmente scalabile nel lungo periodo

Ed è qui che il sodio può rappresentare una forma di sostenibilità più concreta: non teorica, non solo ambientale in senso narrativo, ma industriale, materiale e sistemica.

La conclusione scientifica

Se il mondo installasse decine di TWh di batterie agli ioni di sodio, non dovremmo desalinizzare il mare e non ci troveremmo davanti a un problema di scarsità intrinseca della materia prima.

Dovremmo invece fare ciò che ogni grande tecnologia richiede:

• industrializzare la produzione
• raffinare i materiali
• ottimizzare la chimica delle celle
• migliorare processi, elettronica, BMS e integrazione di sistema

Questo è il punto fondamentale: la sfida del sodio non è l’abbondanza della risorsa, ma la maturazione della tecnologia.

In sintesi: il sodio non è interessante perché “viene dal mare”, ma perché si basa su una materia prima straordinariamente abbondante, diffusa e già disponibile su scala industriale. Per questo, nel lungo periodo, rappresenta una delle basi più solide per uno storage davvero sostenibile.

Domanda finale: la vera sostenibilità dello storage passerà dal sodio?

Per alcune applicazioni ad altissima densità energetica il litio continuerà a essere centrale. Ma quando il tema è immagazzinare tanta energia in modo sicuro, accessibile, replicabile e scalabile a livello globale, il sodio ha un argomento molto forte dalla sua parte: la materia prima non è il problema.

Ed è proprio per questo che sempre più attenzione si sta spostando verso le batterie agli ioni di sodio: non come curiosità tecnologica, ma come candidata seria a rendere lo storage energetico più resiliente, più democratico e più sostenibile per il pianeta.