Vanadio: metallo chiave per la transizione verde e la sicurezza europea

Perché il vanadio è critico

Il vanadio è una materia prima strategica, indispensabile in numerose applicazioni industriali ad alto contenuto tecnologico. È impiegato nelle leghe di acciaio e titanio per migliorarne la resistenza al calore, alla corrosione e alla deformazione, oltre che come catalizzatore in diversi processi chimici. La sua funzione principale è quella di elemento legante per la produzione di acciai ad alta resistenza (HSLA) e superleghe utilizzate nei settori aerospaziale, nucleare e motoristico ad alte prestazioni.
Un ulteriore elemento di criticità risiede nel suo impiego nel settore della difesa. Il vanadio è presente infatti in leghe speciali per acciai balistici e corazzature, fondamentali per la realizzazione di carri armati, veicoli blindati, sistemi di artiglieria e missilistici.
Negli ultimi anni, il crescente interesse per le batterie a flusso redox al vanadio (VRFB), impiegate nello stoccaggio su larga scala di energia rinnovabile, ne rafforza il ruolo nella transizione energetica e nella stabilizzazione delle reti elettriche.

La domanda globale di vanadio è destinata a crescere nel medio-lungo termine in tutte le sue principali applicazioni: acciai e leghe non ferrose, prodotti chimici e tecnologie di accumulo. In particolare, le batterie VRFB potrebbero diventare un importante motore della domanda nei prossimi decenni, trainate dall’integrazione sempre più diffusa di fonti rinnovabili e dallo sviluppo di sistemi di accumulo su scala industriale.

Nonostante la sua rilevanza strategica, l’Unione Europea dipende completamente dalle importazioni, non disponendo di produzione primaria interna. Questo la espone a elevati rischi di approvvigionamento, soprattutto in contesti geopolitici instabili. Inoltre, l’assenza di sostituti tecnicamente equivalenti per molte applicazioni aumenta ulteriormente la sua criticità. Per queste ragioni, il vanadio è incluso nella lista ufficiale delle materie prime critiche dell’UE^[1].

Merceologia del vanadio: prodotti, esportatori e fornitori UE

Il vanadio è presente in numerosi minerali, ma sempre in percentuali molto basse. Oggi, la quota più rilevante della produzione mondiale è ottenuta come sottoprodotto dell’industria siderurgica, sotto forma di scorie d’altoforno, o come residuo dell’industria petrolifera, in particolare dagli idrocarburi pesanti. In entrambi i casi, si tratta di una produzione secondaria, spesso derivante da veri e propri scarti industriali.

Questa natura "secondaria" ne limita fortemente la flessibilità di offerta: miniere e impianti metallurgici esistenti difficilmente possono incrementare rapidamente la capacità produttiva, anche in presenza di un forte aumento della domanda globale — come quello previsto per le batterie a flusso redox o per applicazioni strategiche nel settore della difesa.

Sul mercato, il vanadio è commercializzato principalmente in due forme:

• Ossidi e idrossidi di vanadio: impiegati come materia prima in numerosi processi industriali e, in particolare, per la sintesi del ferro-vanadio. Sono fondamentali anche per la produzione delle batterie redox.
• Ferro-vanadio (FeV): una lega utilizzata nella produzione di acciai speciali e ad alta resistenza; rappresenta la principale forma industriale di consumo del vanadio.

Con circa tre quarti della produzione mondiale di vanadio da minerali (circa 70.000 tonnellate), la Cina è di gran lunga il principale paese produttore, seguita da Russia (20.000 tonnellate), Sudafrica e Brasile. ^[2]

Considerando sia gli ossidi e idrossidi che il ferro-vanadio, la Cina è anche il primo esportatore mondiale. Seguono il Sudafrica e la Russia, le cui esportazioni si concentrano soprattutto sugli ossidi. Anche il Brasile e la Turchia esportano prevalentemente forme ossidiche. Tra gli esportatori di ferro-vanadio, ha un ruolo significativo anche la Corea del Sud.

L’Unione Europea importa principalmente ossidi e idrossidi di vanadio da Russia, Brasile, Sudafrica, Turchia e Cina. Per quanto riguarda il ferro-vanadio, i fornitori principali dell’UE sono il Sudafrica, la Corea del Sud e la Cina.

Dinamica del prezzo del vanadio nella UE: tre forti cicli storici

Come evidenziato nel grafico riportato, nel corso di questo secolo il prezzo del vanadio in Europa ha attraversato tre forti cicli di crescita e contrazione.

Prezzo doganale UE degli ossidi e idrossidi di vanadio e del ferro-vanadio

Tra questi, il secondo ciclo — culminato a metà del 2008 — coincide con il picco del cosiddetto superciclo delle commodity (2004–2008), e accomuna il vanadio a molte altre materie prime. Le cause di questo ciclo vanno quindi ricondotte ai fattori strutturali alla base di quel superciclo, in particolare al forte aumento della domanda globale di commodity da parte della Cina.
Di maggiore interesse, tuttavia, sono il primo e il terzo ciclo, le cui dinamiche risultano legate a fattori più specifici del mercato del vanadio.

Il primo ciclo, culminato nel 2005, fu innescato da un’impennata straordinaria della domanda cinese, determinata dalla rapida crescita della produzione di acciaio: tra il 2003 e il 2005, la produzione siderurgica cinese raddoppiò. La correlazione tra domanda siderurgica e prezzo del vanadio è confermata dall’andamento parallelo del prezzo del molibdeno nello stesso periodo.

Il ciclo del 2018 fu invece il risultato di una combinazione di fattori:

• Aumento della domanda in Cina, dovuto all’introduzione di nuovi standard per le barre d’armatura (rebar), pensati per aumentare la resistenza strutturale in caso di sisma;
• Restrizioni sull’offerta, legate a normative ambientali più severe e al blocco dell’importazione di scorie contenenti vanadio;
• Speculazione finanziaria da parte di operatori che anticipavano un mercato in forte deficit.

La successiva fase discendente dei prezzi fu in parte determinata dalla crescente sostituibilità del vanadio con il niobio, utilizzato anch’esso per migliorare le proprietà meccaniche delle barre di acciaio strutturale.

Prezzo mondiale o regionale?

Nell’analisi precedente si è dato per scontato che esista un prezzo unico a livello globale, tale per cui le variazioni di mercato in Cina si riflettono anche sui prezzi in Asia, Europa e Stati Uniti. Questa ipotesi trova conferma nei dati disponibili attraverso il sistema informativo PricePedia.

Nel grafico seguente vengono messi a confronto tre serie di prezzi dell’ossido e idrossido di vanadio:

• Prezzi doganali UE: calcolati come media tra i prezzi CIF e FOB degli scambi intra-UE e i prezzi CIF delle importazioni da paesi extra-UE;
• Prezzi CIF delle importazioni degli Stati Uniti;
• Prezzi FOB delle esportazioni dalla Cina.

L’analisi dei dati mostra con chiarezza che gli shock che colpiscono i prezzi in una delle aree si trasmettono rapidamente anche alle altre, generando variazioni di prezzo molto simili tra regioni diverse.

Prezzo degli ossidi e idrossidi di vanadio; UE, USA e Cina

È ragionevole ipotizzare che il principale vettore di trasmissione sia rappresentato dai prezzi all’esportazione cinesi. Questa ipotesi è confermata anche dalle correlazioni tra le serie di dati: la correlazione tra i prezzi cinesi e quelli europei o statunitensi è sensibilmente più alta rispetto a quella tra prezzi UE e USA.

In sintesi

Il vanadio è senza dubbio una materia prima critica per l’Unione Europea. È fondamentale per numerose applicazioni industriali, difficilmente sostituibile, e la sua produzione interna è estremamente limitata, rendendo l’UE totalmente dipendente dalle importazioni.

Il commercio mondiale — sia per gli ossidi e idrossidi che per il ferro-vanadio — è dominato dalla Cina, rendendo il prezzo europeo fortemente influenzato dal mercato cinese e, in ultima analisi, dal livello di attività dell’industria siderurgica cinese.

Finché la produzione siderurgica cinese resterà debole, è probabile che il prezzo globale del vanadio si manterrà nel range di lungo periodo compreso tra 20 e 35 dollari al kg. In caso di una nuova fase espansiva dell’acciaio cinese, non si può escludere il ritorno di cicli di prezzo marcati, come quelli osservati in passato. Tuttavia, anche in futuro, la durata di questi cicli sarà probabilmente limitata, come già sperimentato storicamente.