Comunicazione della Commissione Europea sui Materiali avanzati per la leadership industriale.

Comunicazione della Commissione Europea sui Materiali avanzati per la leadership industriale.

Con questa comunicazione la CE definisce una strategia europea per garantire la leadership industriale nella tecnologia abilitante fondamentale dei “materiali avanzati”.

I materiali hanno plasmato l’evoluzione dell’umanità. Grazie alle conoscenze scientifiche e alla potenza di calcolo odierne, è possibile sviluppare materiali con prestazioni superiori o funzioni speciali con una velocità senza precedenti.

Questi materiali progettati e ingegnerizzati intenzionalmente sono definiti dall’OCSE materiali avanzati .

I materiali avanzati sono un fattore importante per la competitività delle industrie europee e costituiscono elementi fondamentali per la resilienza e l’autonomia strategica aperta dell’UE. Sono inclusi nell’elenco dei dieci settori tecnologici critici per la sicurezza economica dell’Unione .

I materiali avanzati offrono una grande quantità di soluzioni per un’attuazione efficace del Green Deal europeo. Essi stimolano le innovazioni nelle nuove tecnologie per l’energia pulita previste dalla normativa sull’industria a zero emissioni nette e possono sostituire determinate materie prime critiche, contribuendo in tal modo agli obiettivi della normativa sulle materie prime critiche. I materiali avanzati possono anche sostituire le sostanze pericolose, migliorare le prestazioni ambientali dei prodotti e dei processi e facilitare la circolarità. Essi agevolano pertanto la transizione della nostra economia e della nostra industria in molti modi, contribuendo alla strategia in materia di sostanze chimiche sostenibili, al piano d’azione per l’economia circolare e all’attuazione del pacchetto “Pronti per il 55 %”.

Sono essenziali anche nel contesto del regolamento sui chip, dato il loro ruolo nella prossima generazione di tecnologie dei semiconduttori. I materiali avanzati svolgono inoltre un ruolo fondamentale in settori quali lo spazio e la difesa, grazie alle loro proprietà potenziate per ambienti critici, aumentando la sicurezza, la protezione e la tutela del personale e consentendo la funzionalità delle attrezzature e delle infrastrutture strategiche. Hanno anche potenziali applicazioni in agricoltura (ad esempio per la sostituzione dei pesticidi), nel settore agroalimentare (ad esempio per gli imballaggi) o nei settori farmaceutico e sanitario.

La presente comunicazione sarà integrata dall’imminente iniziativa per le biotecnologie e la biofabbricazione nell’ambito del percorso verso materie prime alternative per produrre materiali avanzati e aumentare l’uso di fonti e materiali rinnovabili per la loro produzione.

Nei prossimi anni si prevede un aumento significativo della domanda di materiali avanzati , ad esempio per la produzione di energia rinnovabile , per batterie (, edifici a emissioni zero , semiconduttori , medicinali e dispositivi medici, satelliti, vettori spaziali, aerei o altre applicazioni a duplice uso, nonché per materiali di difesa.

L’Europa deve realizzare la duplice transizione per mantenere la sua leadership industriale globale e conseguire un’autonomia strategica aperta.

Per contribuire a tale obiettivo, l’UE dovrebbe:
i) accelerare la ricerca e lo sviluppo tecnologico nel campo dei materiali avanzati;
ii) espandere la sua capacità di innovazione e di produzione;
iii) accelerare l’adozione dei materiali avanzati da parte dell’industria.

Ciò richiede la creazione di un ambiente che faccia leva sui punti di forza esistenti, mantenga all’interno dell’UE gli investimenti nella ricerca e nell’innovazione e la produzione e stimoli la competitività, la resilienza e la crescita nel campo dei materiali avanzati e dell’attività manifatturiera.

L’obiettivo generale della presente comunicazione è pertanto quello di creare un ecosistema dinamico, sicuro e inclusivo per i materiali avanzati in Europa, che garantisca la leadership nella ricerca e acceleri le innovazioni nel mercato unico.

A tal fine le priorità dell’UE, nazionali e regionali in materia di ricerca e innovazione per i materiali avanzati devono essere coordinate in un approccio europeo e gli investimenti privati devono essere notevolmente aumentati. Gli innovatori e le piccole e medie imprese devono essere sostenuti nella progettazione di materiali con prestazioni e proprietà superiori e nella verifica della loro circolarità e sostenibilità. La diffusione più rapida e su più larga scala dei materiali avanzati deve fungere da catalizzatore di mercato per la duplice transizione e aumentare la resilienza e la sicurezza economica dell’UE.

SFIDE PER LA CREAZIONE DI UN ECOSISTEMA INCLUSIVO PER I MATERIALI AVANZATI
Per conseguire questi obiettivi l’Europa deve affrontare le sfide elencate di seguito.

1) Frammentazione dell’ecosistema della ricerca e dell’innovazione (R&I): l’UE è tradizionalmente leader mondiale nella scienza dei materiali, grazie: al forte sostegno nell’ambito di programmi nazionali dedicati a diversi ambiti di applicazione e ai programmi quadro dell’UE per la R&I. Tuttavia, solo una piccola minoranza di Stati membri dispone di strategie specifiche per i materiali, mentre altri affrontano la ricerca sui materiali nell’ambito di programmi nazionali generali. In assenza di una strategia congiunta e coordinata, le risorse pubbliche per la R&I nel campo dei materiali avanzati sono frammentate e non rafforzano in misura sufficiente la competitività e la capacità di innovazione dell’UE nella duplice transizione e per la resilienza dell’Unione.

2) Gli investimenti privati non sono commisurati alle crescenti esigenze: il piano industriale del Green Deal sottolinea la necessità per l’UE di garantire che i suoi mercati dei capitali siano in grado di sostenere il volume e la varietà dei finanziamenti necessari alle imprese dell’Unione in settori strategici. Gli investimenti industriali dell’UE nella R&I nel campo dei materiali avanzati non raggiungono nemmeno la metà di quelli degli Stati Uniti d’America (19,8 miliardi di EUR di investimenti nel 2020 rispetto ai 50,3 miliardi di EUR) e sono seguiti da vicino da quelli della Corea del Sud e del Giappone (rispettivamente 19,6 miliardi di EUR e 14,0 miliardi di EUR), mentre gli investimenti dell’industria cinese sono inferiori (7,7 miliardi di EUR) . Inoltre l’UE vede indebolirsi la sua posizione globale nei brevetti di proprietà industriale e nel 2019 si collocava al quinto posto dopo Stati Uniti, Giappone, Corea del Sud e Cina.

3) Mancanza di progressi nella circolarità e nell’efficienza dei materiali: il tasso di utilizzo circolare dei materiali nell’UE è attualmente fermo al di sotto del 12 % e le attività di R&I nel campo dei materiali non si concentrano ancora sufficientemente sulla circolarità, ad esempio a causa della mancanza di conoscenze approfondite sui flussi di materiali. La sostenibilità e la circolarità sono importanti per agevolare la transizione della nostra economia e della nostra industria e per mantenere la competitività delle nostre imprese sul mercato globale e sono fondamentali per conseguire gli obiettivi del regolamento sulla progettazione ecocompatibile dei prodotti sostenibili e della normativa sulle materie prime critiche. Per realizzare le ambizioni del Green Deal in materia di inquinamento zero e di ambiente privo di sostanze tossiche, i nuovi materiali avanzati dovrebbero essere possibilmente “sicuri e sostenibili fin dalla progettazione” .

4) Lunghi processi di innovazione e un livello insufficiente di digitalizzazione: lo sviluppo di materiali avanzati con i metodi convenzionali può richiedere da 10 a 30 anni ( 12). La digitalizzazione della ricerca e dello sviluppo ha il potenziale per accelerare la scoperta di materiali innovativi e l’Europa potrebbe trarre vantaggio da un migliore utilizzo degli strumenti digitali in questo settore. Ad esempio, la potenza dell’intelligenza artificiale ha recentemente aiutato i ricercatori a prevedere quasi 400 000 strutture di cristalli stabili, aprendo la strada a progressi significativi nei settori dell’energia pulita e dell’elettronica. L’innovazione sta diventando sempre più rapida e complessa e sono necessari ingenti investimenti di capitale per sviluppare su più larga scala e produrre i materiali avanzati.

5) Mancanza di collegamento tra ricerca innovativa e adozione nelle applicazioni e nei processi industriali: il divario tra ricerca innovativa e applicazione industriale porta a una collaborazione e a un allineamento strategico limitati, ostacolando l’integrazione dei materiali avanzati nelle industrie. Senza forti legami e sinergie tra le esigenze industriali e le ambizioni in materia di ricerca, la posizione dell’Unione europea quale leader dell’innovazione è a rischio e le industrie faticano a utilizzare soluzioni basate sui materiali avanzati.

6) Mancanza di strutture di prova e di sperimentazione: le infrastrutture tecnologiche dotate di strutture per la sperimentazione, la creazione di prototipi, le prove e i progetti pilota contribuiscono a portare i prodotti più velocemente sul mercato. Le industrie tecnologiche, in particolare le start-up e le piccole e medie imprese (PMI), spesso non possono permettersi infrastrutture interne e hanno pertanto bisogno di un migliore accesso a tali strutture per poter convalidare e ottimizzare tecnologie nuove ed essenziali prima della commercializzazione. Per diffondere l’eccellenza in tutta Europa e sostenere una più ampia partecipazione allo Spazio europeo della ricerca, è importante collegare le infrastrutture esistenti nelle diverse regioni e sostenerne la specializzazione intelligente .

7) Necessità di norme armonizzate: le norme sono particolarmente importanti per: i) rafforzare la fiducia degli investitori e dei consumatori nelle nuove soluzioni innovative; e ii) consentire la digitalizzazione. Ad esempio, i progressi nella transizione digitale sono ostacolati dalla proliferazione di approcci divergenti alla digitalizzazione, tra l’altro nella descrizione dei dati e nei formati. Per promuovere la diffusione sul mercato e facilitare il processo normativo, è altrettanto importante garantire l’armonizzazione delle norme in materia di caratterizzazione dei materiali, prestazioni dei materiali e metodologie di valutazione della sicurezza e della sostenibilità.

8) Competenze insufficienti: per aumentare la capacità di innovazione e la produzione di materiali avanzati è necessario che ricercatori e lavoratori dispongano di competenze tecniche basate sull’UE in una serie di discipline. Tuttavia, come indicato nel piano industriale del Green Deal , tra il 2015 e il 2021 la carenza di manodopera e di competenze è raddoppiata nei settori considerati fondamentali per la transizione verde. Tale circostanza è aggravata dalla sottorappresentanza delle donne nei sottosettori della scienza, della tecnologia, dell’ingegneria e della matematica (STEM), che rivestono grande importanza per i materiali avanzati. L’aumento del numero di professionisti è particolarmente importante per le tecnologie pulite e deep tech, sono necessari fondatori qualificati per le start-up, nonché per migliorare il livello delle competenze dei ricercatori e dei lavoratori nell’uso degli strumenti digitali, compresa l’IA.

In tale contesto, la presente comunicazione si articola intorno a cinque pilastri:
i) R&I europea nel campo dei materiali avanzati: un trampolino di lancio per la duplice transizione, la resilienza e l’autonomia strategica aperta dell’UE;
ii) rapido passaggio dalla fase di progettazione a quella di realizzazione;
iii) aumento degli investimenti di capitale e maggiore accesso ai finanziamenti;
iv) promozione della produzione e dell’impiego di materiali avanzati
v) quadro generale di governance.

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