Le batterie al piombo puro sono sempre più riconosciute nei settori industriale e dei servizi di pubblica utilità per la loro elevata densità di energia e longevità. Oltre alla loro abilità tecnica, queste soluzioni di accumulo di energia collaudate si distinguono anche per i loro vantaggi sostenibili nel ciclo di vita. Questa e-Guide esamina come le batterie al piombo puro supportino la sostenibilità attraverso prestazioni efficienti, manutenzione minima e piena riciclabilità. Sottolinea inoltre come l'adozione di batterie al piombo puro aiuti le organizzazioni industriali e di pubblica utilità a semplificare le operazioni, ottimizzare i costi e migliorare la reputazione nel percorso verso lo zero netto.
INTRODUZIONE
Le organizzazioni industriali e di pubblica utilità stanno cercando sempre più di implementare tecnologie e processi più sostenibili in tutte le loro operazioni. Diversi fattori motivanti stanno guidando questa transizione. Sistemi e soluzioni più rispettosi dell'ambiente possono offrire risparmi sui costi e ridurre i costi per l'intero ciclo di vita, ad esempio riducendo le bollette energetiche e il consumo complessivo di risorse, contribuendo al contempo a garantire la conformità normativa e a mitigare i rischi. Possono anche svolgere un ruolo significativo nel migliorare la reputazione e il marchio in un momento in cui gli stakeholder si aspettano sempre più che le aziende operino in modo più responsabile.
Le statistiche raccontano la storia di questo cambiamento verso l'adozione di processi e tecnologie più pulite. Un recente sondaggio di Deloitte ha rivelato che l'85% dei leader aziendali ha dichiarato di aver aumentato gli investimenti nella sostenibilità nel 2024, rispetto al 75% del 2023, e la metà ha iniziato a implementare soluzioni tecnologiche per aiutare a raggiungere gli obiettivi climatici. Nel frattempo, i dati della National Association of Manufacturers negli Stati Uniti hanno rilevato che nove membri su dieci concordano sul fatto che la sostenibilità è una priorità assoluta e che il settore ha una responsabilità speciale nei confronti della società nella transizione verso un'economia futura basata su metodologie più circolari. Anche le principali aziende europee sono impegnate a passare a operazioni più sostenibili, afferma l'Agenzia europea dell'ambiente, con punteggi medi per ambiente, società e governance che saliranno a 80,6 nel 2024, riflettendo un forte impegno ad allinearsi agli obiettivi climatici.
La scena è pronta, quindi. Le organizzazioni industriali e di pubblica utilità vogliono e si aspettano di adottare processi e tecnologie più sostenibili, e questo può essere fatto in molti modi. Molte organizzazioni stanno cercando sempre di migliorare l'efficienza delle operazioni interne e stanno studiando l'uso di fonti di energia rinnovabile all'interno delle strutture per ridurre le emissioni dirette e indirette di gas serra. Nello stesso contesto, altre iniziative mirano a ridurre gli sprechi e ad aumentare la gestione responsabile dell'acqua per proteggere le preziose risorse naturali. Queste aziende vogliono implementare prodotti e sistemi ben progettati che facciano un uso efficace delle materie prime, abbiano bassi requisiti di manutenzione e possano essere riciclati alla fine del ciclo di vita. In breve, adottando tecnologie sostenibili, le aziende industriali e di servizi pubblici possono raggiungere resilienza e competitività a lungo termine, contribuendo positivamente alla gestione ambientale.
SOSTENIBILITÀ IN AZIONE
Quindi, come si presenta questo programma di sostenibilità all'interno di EnerSys, uno dei principali fornitori mondiali di batterie industriali? In che modo l'azienda sta guidando il cambiamento a livello di top-line? Più specificamente, in che modo EnerSys sta influenzando positivamente il modo in cui il piombo puro a piastra sottile (TPPL) viene progettato, costruito, gestito e smaltito nel settore industriale e dei servizi pubblici?
A livello aziendale, sono stati fissati obiettivi ESG che rafforzano EnerSys come leader settoriale. Ad esempio, l'azienda mira a ridurre l'intensità energetica del 25% per kWh di stoccaggio prodotto entro il 2030 rispetto al 2020. Alla fine del 2023, dall'inizio del decennio si è registrata una riduzione del 13,3%. EnerSys ha anche l'ambizione di diventare CO2 neutrale per le emissioni di Scope 1 entro il 2040 e sono già stati compiuti notevoli progressi. Le emissioni sono inferiori del 25% in termini assoluti rispetto al 2019.
A LIVELLO AZIENDALE, SONO STATI FISSATI OBIETTIVI ESG CHE RAFFORZANO ENERSYS COME LEADER DEL SETTORE.
Tali risultati notevoli sono la somma di molte parti. EnerSys dispone di impianti di progettazione e produzione di batterie situati in tutto il mondo, tra cui Europa e Stati Uniti. In ogni caso, c'è uno sforzo continuo per ridurre l'impatto ambientale dei processi di produzione, offrendo al contempo vantaggi di sostenibilità in tutto il ciclo di vita del prodotto attraverso una minore manutenzione e facilità di riciclaggio. Queste iniziative mirano ad aiutare le organizzazioni industriali e di pubblica utilità a raggiungere i loro obiettivi ambientali nel percorso verso lo zero netto.
PRODUZIONE RISPETTOSA DELL'AMBIENTE
Diamo un'occhiata a cosa significa in termini di esempi pratici e reali. Le batterie al piombo puro rappresentano una tecnologia collaudata e affidabile per i sistemi di alimentazione ininterrotta all'interno di aziende industriali e di servizi pubblici grazie alla loro intrinseca elevata densità di energia e affidabilità. Ma come possono essere realizzati in modo più rispettoso dell'ambiente? E come si possono ottenere vantaggi in termini di sostenibilità al momento dell'uso? Il processo di produzione è un ottimo punto di partenza, con l'ubicazione dello stabilimento che gioca un ruolo importante nella storia. Per l'Europa e gli Stati Uniti, le batterie EnerSys® TPPL sono progettate e costruite vicino al punto di utilizzo, riducendo al minimo il trasporto.
Inoltre, molti paesi che ospitano impianti di produzione EnerSys, come la Francia, il Regno Unito e gli Stati Uniti, hanno investito somme significative in reti elettriche a basse emissioni di carbonio rispetto ad altre parti del mondo. La Francia, ad esempio, dove si trova lo stabilimento di produzione di Arras, che impiega più di 750 persone, beneficia di elettricità decarbonizzata e ha le emissioni pro capite più basse delle principali economie grazie al ruolo dell'energia nucleare. Secondo la World Nuclear Association, il 70% dell'energia in Francia proviene da un nucleare a zero emissioni di carbonio, mentre l'energia idroelettrica, una fonte di energia rinnovabile priva di emissioni di carbonio, fornisce un ulteriore 10%. Inoltre, il Regno Unito e gli Stati Uniti hanno percentuali relativamente alte di energia pulita rispetto a molti altri paesi, il che ha un impatto positivo sull'impronta di carbonio delle batterie prodotte in queste regioni.
I singoli stabilimenti EnerSys hanno inoltre investito in progetti di energia rinnovabile. Ad esempio, lo stabilimento di Bellingham, Washington, negli Stati Uniti, utilizza energia pulita generata da un pannello solare da 32,4 kW. Dalla sua installazione nel 2015, ha generato oltre 200.000 kWh ed EnerSys sta attualmente installando un impianto da 5,2 MW presso la sua sede globale di Reading, Pennsylvania, Stati Uniti.
INVESTIMENTI IN TECNOLOGIE PRODUTTIVE
L'efficienza energetica fa bene al pianeta e ai profitti. All'interno degli stabilimenti sono stati fatti investimenti per ridurre l'impatto ambientale del processo di produzione delle batterie. Storicamente, le batterie al piombo puro, incluso il TPPL, hanno comportato molti processi manuali manuali come la preparazione della pasta di piombo, la fabbricazione della griglia della batteria, l'incollaggio e l'indurimento delle piastre e l'assemblaggio delle celle. In post-produzione, i dipendenti sarebbero stati coinvolti anche nel controllo e nell'ispezione della qualità, nella finitura, nell'etichettatura e nell'imballaggio. Al giorno d'oggi, molti dei processi manuali sono stati automatizzati per ottenere una migliore ottimizzazione dei materiali, velocità di produzione più elevate, una migliore consistenza del prodotto, una riduzione degli sprechi e una migliore qualità. Ad esempio, presso lo stabilimento EnerSys di Springfield, MO negli Stati Uniti, sono stati investiti milioni di dollari in una linea ad alta velocità altamente automatizzata e digitalizzata per aumentare la produzione e ridurre il consumo energetico. Studi interni hanno dimostrato che ridurre la quantità di interazione umana nel processo di produzione, con una minore attività di movimentazione manuale sulla linea di produzione, può aumentare l'efficienza, la qualità e la precisione, riducendo così la necessità di rilavorazioni. Questa transizione verso operazioni più automatizzate consente al personale di svolgere ruoli a maggior valore aggiunto, con conseguente semplificazione delle operazioni e riduzione dei costi energetici e degli sprechi associati. Più in generale, EnerSys continua a esaminare come tecnologie avanzate come i veicoli a guida automatica, la robotica, i nastri trasportatori e i sistemi di visione, spesso sostenute da discipline in rapida evoluzione come l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico, possano essere adottate negli ambienti di produzione per ridurre l'impatto ambientale delle sue attività di produzione di batterie.
Anche altre iniziative di produzione possono raccogliere i frutti. Il processo di produzione delle batterie al piombo richiede la fusione del piombo in pentole per la fusione e la produzione a griglia. Tradizionalmente, questo processo prevede il riscaldamento di diverse tonnellate di metallo con un grande bruciatore a gas. Questo processo non solo produce emissioni di gas serra dalla combustione, ma ha anche effetti non ottimali sull'apparecchiatura. Il riscaldamento a gas è inefficiente, poiché l'applicazione diretta di calore per fondere il piombo può causare stress nelle pentole di acciaio e, in ultima analisi, provocare crepe nel tempo. Una pentola rotta può portare a una situazione potenzialmente pericolosa sia per i nostri lavoratori che per l'ambiente.
Pensando alla sicurezza e alla gestione ambientale, EnerSys ha deciso di trasformarsi in un processo più sicuro. L'energia necessaria per il riscaldamento proverrà ora dall'elettricità, che è sempre più prodotta da fonti rinnovabili. L'elettrificazione del processo di fusione riduce l'impronta di carbonio delle batterie prodotte. Oltre agli sforzi di elettrificazione, EnerSys cerca continuamente di perfezionare e migliorare altri aspetti del processo di fusione per ridurre ulteriormente l'impronta di carbonio delle sue batterie. Inoltre, con la decarbonizzazione delle nostre reti di trasmissione e distribuzione elettrica, e anche le batterie svolgono un ruolo in questo senso, il processo si avvicina alla neutralità carbonica, cosa che non sarebbe possibile con i processi a gas.
EnerSys ha anche adottato una nuova tecnica di produzione di batterie al piombo in stabilimenti selezionati negli Stati Uniti, in Francia e in Polonia, che elimina ulteriormente la necessità dei tradizionali processi di riscaldamento, fusione e raffreddamento del piombo ad alta intensità energetica. Il sistema di taglio Sovema Cold Cube utilizza un processo a freddo per rifilare il piombo direttamente dal suo stato solido in cubetti dello spessore necessario. Sostituendo i processi convenzionali di combustione a gas, EnerSys ha ottenuto una riduzione di circa 0,5 chilogrammi di CO2e per batteria prodotta, pari a una riduzione del ~20% delle emissioni di Scope 1 Greenhouse per batteria. Il nuovo processo riduce significativamente l'esposizione dei dipendenti al piombo nell'ambiente di lavoro, mitigando i potenziali rischi per la salute associati ai metodi di produzione tradizionali.
Nel frattempo, EnerSys risparmia circa 495.000 galloni di acqua all'anno in ogni sito che utilizza il sistema di taglio Cold Cube, eliminando la necessità di raffreddamento ad acqua nel processo di produzione del cubo, contribuendo agli sforzi di conservazione dell'acqua. Eliminando la necessità di ventilazione di scarico per rimuovere i fumi di piombo e il processo di recupero del piombo, le emissioni ambientali di piombo nell'atmosfera sono state ridotte, mentre i rifiuti di piombo sono diminuiti di decine di migliaia di chilogrammi all'anno. Il sistema di taglio Cold Cube è in fase di implementazione in altri stabilimenti di produzione EnerSys, estendendo il suo impatto positivo oltre la sua implementazione iniziale.
Inoltre, per prodotti come le batterie al piombo puro, EnerSys infonde rigorose metodologie di qualità e tracciabilità per garantire un utilizzo ottimizzato dei materiali. Ogni lastra utilizzata nel processo di produzione viene pesata e datata per garantire la ripetibilità e l'uniformità del processo, riducendo al minimo gli sprechi. EnerSys si impegna inoltre a rispettare gli standard ambientali come le 140001 ISO per promuovere il miglioramento continuo in tutte le sue operazioni.
CASO DI STUDIO: LE BATTERIE ENERSYS® FORNISCONO UN BACKUP SOSTENIBILE PER LA CENTRALE ELETTRICA DEL KOSOVA
Le batterie al piombo puro a piastra sottile EnerSys® hanno migliorato l'affidabilità e la sostenibilità dell'infrastruttura elettrica della Kosovo Energy Corporation (KEK), garantendo operazioni ininterrotte in caso di guasto della rete.
Le batterie esistenti presso l'impianto KEK Termocentrali Kosova B (TCB) avevano raggiunto la fine del loro ciclo di vita ed erano considerate un rischio per l'affidabilità dell'alimentazione di backup. Il gestore dell'impianto cercava una soluzione con requisiti di manutenzione inferiori rispetto all'installazione di batterie allagate esistente. La soluzione è stata l'integrazione delle batterie PowerSafe® SBS XL da 2 Volt, sotto la supervisione del distributore regionale EnerSys EXBATT. Le batterie offrono prestazioni superiori e una maggiore durata rispetto alle soluzioni convenzionali esistenti. È importante sottolineare che possono funzionare senza manutenzione, riducendo il carico di lavoro di manutenzione e i costi associati alla manutenzione, offrendo un vantaggio in termini di sostenibilità. Le batterie sono state installate in un nuovo sistema di scaffalature resistente alle vibrazioni per un funzionamento di lunga durata.
LA SOLUZIONE È STATA L'INTEGRAZIONE DELLE BATTERIE POWERSAFE® SBS XL DA 2 VOLT, SUPERVISIONATE DAL DISTRIBUTORE REGIONALE DI ENERSYS EXBATT. LE BATTERIE OFFRONO PRESTAZIONI SUPERIORI E UNA MAGGIORE DURATA RISPETTO ALLE SOLUZIONI CONVENZIONALI ESISTENTI.
Le caratteristiche tecniche chiave includevano il funzionamento ad alta temperatura. Le batterie PowerSafe® SBS XL hanno una robusta tolleranza alla temperatura, che consente loro di funzionare in modo efficiente anche a temperature elevate. Questa caratteristica ha garantito che la sala batterie di KEK, con temperature comprese tra 25-40 °C (77-95 °F), potesse ancora beneficiare di prestazioni affidabili della batteria fino all'attivazione di un sistema di condizionamento dell'aria.
"Sono entusiasta di sottolineare l'eccezionale collaborazione del nostro team nella trasformazione dell'infrastruttura di alimentazione di KEK con la gamma di batterie di punta PowerSafe® SBS XL di EnerSys®", ha affermato Blerim Blaku, direttore di EXBATT. "Insieme, abbiamo raggiunto una notevole affidabilità e contribuito a garantire operazioni ininterrotte durante i guasti tecnici al principale produttore di elettricità del Kosovo. La dedizione e l'esperienza del nostro team, combinate con soluzioni eccezionali e il supporto di EnerSys®, hanno spianato la strada a un futuro resiliente per la rete del Kosovo".
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RIDUZIONE DELLA MANUTENZIONE IN LOCO
Quindi, questo delinea alcuni dei vantaggi in termini di sostenibilità ottenuti dallo sviluppo di processi interni. Tuttavia, i vantaggi ambientali delle batterie al piombo puro nelle applicazioni industriali e di pubblica utilità si estendono al funzionamento, alla manutenzione e alla fine del ciclo di vita. In termini di applicazioni, le batterie al piombo puro vengono utilizzate per molteplici casi d'uso in tali ambienti, fornendo un backup affidabile, supportando l'integrazione di energia rinnovabile, alimentando apparecchiature critiche e migliorando la resilienza complessiva. Vengono regolarmente selezionati per le loro capacità tecniche intrinseche, come i lunghi cicli di vita, l'elevata densità di energia, la ricarica rapida e le prestazioni affidabili in condizioni estreme. Le batterie al piombo puro incoraggiano anche l'adozione di sistemi e tecnologie più elettrificati in loco piuttosto che, ad esempio, soluzioni alimentate a diesel o gas per veicoli, attrezzature o alimentazione di riserva, che avrebbero emissioni molto più elevate nel punto di utilizzo.
Tuttavia, il vantaggio più significativo in termini di sostenibilità deriva da attività di manutenzione più snelle, che derivano da caratteristiche intrinseche di progettazione e produzione. Le batterie al piombo puro utilizzano materiali di alta qualità, piastre sottili e tecniche di sigillatura avanzate, che conferiscono loro una durata fino a 15-20 anni. La riduzione della gassificazione e l'elevata efficienza di ricombinazione all'interno delle batterie riducono al minimo la perdita d'acqua, riducendo la necessità di rabboccare l'elettrolita con acqua distillata. Inoltre, le batterie al piombo puro sono più resistenti alla corrosione rispetto ad altre sostanze chimiche per batterie. Inoltre, l'involucro complessivo (contenitore e coperchio) in cui è alloggiata ciascuna batteria mostra una robustezza leader del settore. La capacità di queste custodie di resistere a forti urti e vibrazioni supporta la longevità sul campo.
Questi fattori, in combinazione, riducono la necessità di attività di manutenzione regolari e le relative visite al sito. I minori requisiti di manutenzione delle batterie con tecnologia TPPL, rispetto ai tipi di batterie tradizionali, si traducono in un minor consumo di risorse e in un minore impatto ambientale nel corso della vita. Nel frattempo, le batterie al piombo puro sono anche molto efficienti con la carica di mantenimento grazie alla minore resistenza interna. Il funzionamento a una corrente di mantenimento inferiore rispetto alle tradizionali batterie al piombo riduce il consumo di elettricità, riducendo quindi le emissioni di gas serra Scope 2 (dall'elettricità) per l'utente finale. In definitiva, le batterie al piombo puro offrono prestazioni affidabili e a bassa manutenzione in ambienti industriali e di pubblica utilità, riducendo i costi del ciclo di vita e migliorando le credenziali di sostenibilità.
RICICLAGGIO DI TUTTI I COMPONENTI PRINCIPALI
Alla fine, però, tutti i prodotti a batteria raggiungono la fine del loro ciclo di vita. C'è anche una storia di sostenibilità da raccontare, con il riciclo e il riutilizzo che entrano in gioco come parte dell'economia circolare. Una ricerca del Battery Council International (BCI) mostra che i tre componenti principali delle batterie al piombo (piombo, plastica, acido) sono riciclabili al 100%. I lingotti di piombo vengono utilizzati per produrre nuove griglie per batterie, mentre la plastica viene recuperata per realizzare nuove coperture e custodie. Nel frattempo, gli elettroliti possono anche essere recuperati e riutilizzati nella produzione di nuove batterie. In altri casi, composti come il solfato di sodio possono essere separati dagli elettroliti usati e riciclati o venduti per l'uso nella produzione di tessuti, vetro e detergenti. Secondo BCI, questi processi creano le materie prime necessarie per le nuove batterie al piombo convenzionali e una nuova batteria al piombo convenzionale è formata da almeno l'80% di materiale riciclato; infatti, i produttori di batterie al piombo convenzionali negli Stati Uniti acquistano l'83% del piombo necessario dagli impianti di riciclaggio nordamericani.
UNA RICERCA DEL BATTERY COUNCIL INTERNATIONAL (BCI) MOSTRA CHE I TRE COMPONENTI PRINCIPALI DELLE BATTERIE AL PIOMBO (PIOMBO, PLASTICA, ACIDO) SONO RICICLABILI AL 100%.
Questo ciclo di vita consolidato e a circuito chiuso significa che le batterie al piombo, che secondo BCI sono il prodotto di consumo più riciclato negli Stati Uniti, sono una componente estremamente vantaggiosa della transizione verso un'economia circolare a basse emissioni di carbonio. Guardando avanti alla maturità di altre sostanze chimiche per batterie, EnerSys sta anche lavorando in collaborazione con associazioni di categoria e altre parti interessate per avviare un processo di riciclaggio simile per le batterie agli ioni di litio, che contengono metalli come litio, cobalto, nichel e rame. Questa chimica comporta diverse sfide alla fine del ciclo di vita ed EnerSys sta aiutando a sviluppare nuovi processi e tecnologie per il recupero di parti di batterie agli ioni di litio che hanno un impatto minore sull'ambiente, sia attraverso una minore impronta di carbonio che producendo meno sostanze chimiche sintetiche che possono causare danni ecologici. Questo lavoro in corso continuerà ad alimentare la narrativa della sostenibilità intorno ai nuovi prodotti per l'accumulo di energia.
SUPPORTARE GLI UTENTI FINALI NEL PERCORSO VERSO L'AZZERAMENTO DELLE EMISSIONI NETTE
È chiaro che le batterie al piombo puro rappresentano una soluzione tecnologica convincente per le organizzazioni industriali e di pubblica utilità che desiderano migliorare le proprie credenziali ambientali nel percorso verso lo zero netto. Le batterie al piombo puro rappresentano una tecnologia collaudata e affidabile per molteplici applicazioni in questi ambienti grazie alla loro intrinseca elevata densità di energia, affidabilità e altre caratteristiche tecniche prestazionali. Ma offrono anche molti vantaggi in termini di sostenibilità, dalla fase di progettazione e produzione fino al funzionamento, alla manutenzione e alla fine del ciclo di vita. EnerSys produce batterie industriali da oltre cento anni, ponendosi all'avanguardia nelle capacità di produzione e nello sviluppo di nuovi prodotti. L'azienda si impegna a migliorare continuamente i propri prodotti e processi, investendo costantemente in iniziative di sostenibilità durante l'intero ciclo di vita. Altri strumenti, come i calcolatori di carbonio online, supportano questi progressi, aiutando i clienti a fare scelte di prodotto più informate. In definitiva, si tratta di garantire che le batterie al piombo puro continuino a fornire un accumulo di energia stabile e affidabile, contribuendo al contempo alle reti energetiche più pulite e distribuite di domani.
