L’industria del fosforo: oltre i fertilizzanti

Il fosforo è un elemento chimico fondamentale per numerosi settori dell’industria moderna. Oltre al suo ruolo storico e predominante nella produzione di fertilizzanti, trova largo impiego anche nei settori alimentare, farmaceutico, della detergenza e nella produzione di materiali plastici. Più recentemente, ha acquisito crescente rilevanza anche nell’ambito dell’accumulo energetico, in particolare grazie allo sviluppo delle batterie al litio-ferro-fosfato, considerate una valida alternativa alle tradizionali batterie agli ioni di litio per via della loro maggiore sicurezza e stabilità termica.

Cost pass-through del prezzo del fosfato di calcio naturale

Nella mappa sottostante sono illustrati i principali derivati industriali del fosforo e le relazioni tra il prezzo del fosforo e quello dei suoi prodotti derivati. Si tratta di una rappresentazione semplificata, in quanto molti dei composti chimici citati possono essere ottenuti tramite percorsi di sintesi alternativi. I valori numerici indicano l’elasticità del prezzo del derivato rispetto alle variazioni del prezzo dell’input fosforico.

Alla base dell’industria del fosforo vi sono le rocce fosfatiche, costituite prevalentemente da fosfato di calcio. Da queste si ottiene il fosforo elementare, impiegato nella produzione di numerosi composti industriali. Uno dei principali derivati è il tricloruro di fosforo, utilizzato nella sintesi di prodotti chimici fini, pesticidi, plastificanti e ritardanti di fiamma. Tuttavia, il composto più significativo in termini di volumi è l’acido fosforico, prodotto principalmente tramite trattamento dei fosfati naturali con acido solforico. Esso rappresenta l’intermedio chiave da cui si diramano diverse filiere industriali, che portano alla produzione di sali di fosfato (di calcio, potassio, sodio, ecc.), polifosfati, fosfiti e ipofosfiti, ciascuno con applicazioni specifiche nei fertilizzanti, detergenti, prodotti alimentari e nella tecnologia delle batterie.

L’analisi delle elasticità riportate nella mappa evidenzia un meccanismo di cost pass-through moderato tra i fosfati naturali (fosfato di calcio) e il fosforo elementare da un lato, e l’acido solforico dall’altro. Particolarmente elevata risulta invece l’elasticità tra l’acido fosforico e i sali inorganici che ne derivano: ad esempio, la trasmissione di prezzo tra l’acido fosforico e il fosfato di calcio industriale è prossima a 1. Ciò implica che una variazione del 10% nel prezzo dell’acido fosforico si traduce, in media, in una variazione analoga nel prezzo del fosfato di calcio.

Elevata è anche l’elasticità tra il prezzo dell’acido fosforico e quello dei polifosfati (0,79), poiché questi ultimi derivano da reazioni dirette e il costo della materia prima incide fortemente sul prezzo finale. Al contrario, l’elasticità risulta contenuta nel caso dei fosfiti e degli ipofosfiti, data la loro maggiore complessità produttiva, l’incidenza minore dell’acido fosforico sui costi complessivi e il loro più alto grado di differenziazione.

Anche la relazione tra il prezzo dell’acido fosforico e quello delle batterie al litio-ferro-fosfato presenta un’elasticità molto bassa. Questo dipende dal fatto che, pur essendo il gruppo fosfato parte integrante del materiale catodico, l’impatto dell’acido fosforico sul costo finale della batteria è limitato rispetto ad altri componenti a maggiore valore aggiunto.

Produzione e commercio mondiale

Il paese che svolge un ruolo di primo piano nell’industria del fosforo è senza dubbio il Marocco, grazie alle sue vastissime riserve di roccia fosfatica, che rappresentano oltre la metà delle riserve mondiali. Dal punto di vista della produzione mineraria, tuttavia, il Marocco è solo il secondo produttore mondiale, ampiamente superato dalla Cina, la cui produzione è circa tre volte superiore. Tra i principali produttori globali figurano anche Stati Uniti, Giordania, Russia, Arabia Saudita, Egitto e Perù^[1].

Le quattro figure che seguono mostrano i principali paesi esportatori a livello mondiale nei quattro segmenti in cui può essere suddivisa l’industria del fosforo:

• Fosfati di calcio naturali, ottenuti direttamente dalle rocce fosfatiche;
• Acido fosforico, composto intermedio da cui si diramano le diverse filiere dell’industria del fosforo;
• Fertilizzanti a base di fosforo, che rappresentano il principale impiego industriale dei derivati del fosforo;
• Altri composti a base di fosforo, che includono i derivati non destinati alla fertilizzazione.

Principali paesi esportatori nel 2024 di prodotti dell'industria del fosforo.

Fosfati di calcio naturali	Acido fosforico
Fertilizzanti a base fosforo	Composti di fosforo diversi dai fertilizzanti

Dall’analisi dei quattro grafici emergono chiaramente i seguenti elementi:

• Escludendo la Cina, tutti i maggiori produttori di rocce fosfatiche hanno sviluppato principalmente la filiera industriale che, passando per l’acido fosforico, porta alla produzione di fertilizzanti;
• La Cina è l’unico paese che, oltre a valorizzare la filiera dei fertilizzanti, ha esteso la propria attività anche alle altre filiere dell’industria del fosforo, assumendo così una leadership globale in più segmenti.

Conclusioni

Il fosforo è un elemento fondamentale per l’industria moderna. I suoi impieghi riguardano principalmente la produzione di fertilizzanti, ma riveste anche un ruolo rilevante nei settori alimentare, farmaceutico, della detergenza e dei materiali plastici.
Negli ultimi anni, il fosforo ha assunto una crescente importanza strategica per via del suo utilizzo anche nelle batterie elettriche, in particolare come componente del catodo nelle batterie al litio-ferro-fosfato.
La produzione mineraria di fosforo è distribuita tra numerosi paesi, ma il Marocco si distingue per la sua elevata quota di riserve mondiali.
Tutti i principali paesi produttori di rocce fosfatiche e di acido fosforico, il suo derivato più importante, hanno storicamente sviluppato soprattutto la filiera dei fertilizzanti. Solo la Cina ha saputo espandere anche le altre filiere dell’industria del fosforo, conquistando così una posizione di leadership indiscussa a livello globale.