Materia Rinnovabile numero 25 / gennaio-febbraio

CO2 sottoterra. Naturalmente

di Sergio Ferraris

Esiste la possibilità di rimettere la CO2 sottoterra con l’agricoltura, anche biologica, producendo più cibo, energia rinnovabile e usando meno risorse, con un modello tutto italiano. 

 

Le notizie che emergono dall’ultimo rapporto dell’Ippc, pubblicato nell’ottobre del 2018, sono due e non una sola, come hanno invece evidenziato i media. Tutti, infatti, si sono concentrati sulla soglia degli 1,5°C al 2100, che nel 2015 era considerata un “contentino” per le isole dell’Oceano Pacifico e ora è diventata essenziale per evitare gravi danni, mentre pochi hanno notato che per raggiungerlo questo obiettivo, non solo si devono ridurre le emissioni climalteranti e avviare un economia a zero emissioni, ma si deve “addirittura” levare CO2 dall’atmosfera. Ossia bisogna diventare un società carbon negative che deve diminuire, rispedendola al mittente, ossia sottoterra, la CO2 estratta con le fonti fossili. Sistemi per fare ciò sono i carbon sink naturali, piante, oceani e suolo, mentre tra quelli artificiali c’è la discussa Carbon Capture Sequestration (CCS) che utilizza le stesse tecnologie dell’estrazione delle fonti fossili e il cui utilizzo è da sempre auspicato dalle compagnie petrolifere. Al punto che una delle maggiori al mondo, il giorno dopo l’Accordo di Parigi, affermò di essere pronta nel mettere in pratica la CSS, anche perché la CO2 può essere utilizzata per il recupero enhanced del petrolio (Enhanced Oil Recovery, EOR), non altrimenti estraibile se non con i sistemi d’iniezione nei giacimenti. Insomma una sorta di economia circolare fossile, a caro prezzo visto che la seconda legge della termodinamica rimane pur sempre valida. 

 

 

Sequestro alternativo

Però è possibile un’altra strada per “sequestrare” la CO2 e confinarla nel terreno: è Made in Italy e si coniuga con una delle nostre eccellenze, il cibo. Non si tratta della scoperta del secolo che viola la seconda legge della termodinamica, ma di un’ottimizzazione delle coltivazioni in chiave energetica che utilizza come integrazione l’energia del sole, usata con il più antico dei metodi: la fotosintesi clorofilliana. “La mitigazione delle emissioni climalteranti solo con le rinnovabili non sarà sufficiente” ha detto a Materia Rinnovabile il ricercatore Bruce Dale, durante Biogas Italy 2018. “Sono molti gli studi in letteratura scientifica, infatti, che indicano come la più significativa riduzione del livello di CO2 in atmosfera sarà fatta con le tecnologie carbon negative, ossia tutte quelle che combinano la produzione di energia rinnovabile con il sequestro del carbonio presente in atmosfera.” E qui arriva il modello tecnologico, metodologico e agricolo del Biogasfattobene messo a punto dal Consorzio italiano biogas (Cib), partendo proprio dall’Italia. La cui validità è stata verificata, sulla base di dati forniti dal Cib e con analisi sul campo in aziende agricole italiane, con uno studio realizzato dall’istituto di consulenza olandese Ecofys (vedi box). 

 

Approccio circolare

Lo studio Ecofys voluto dal Cib sulle potenzialità e i vantaggi del Biogasfattobene è significativo perché osserva la sostenibilità ambientale sotto la lente dei processi produttivi, in questo caso quelli dell’agricoltura, coniugandoli con l’innovazione che sta entrando in maniera importante nel settore. Si tratta di uno studio sul metodo di processo, che unisce la produzione agricola, quella energetica e la tutela ambientale e che proprio per questo motivo ha una notevole valenza. Nella ricerca si analizzano questioni come la disponibilità e il risparmio di risorse idriche, il rischio legato a cambiamenti indiretti nell’uso del suolo (Indirect Land Use Change, ILUC) definiti con precisione nelle ultime direttive europee sui biocarburanti, le colture sequenziali e il modello di business collegato, la qualità del terreno, la riduzione di CO2 e gli indicatori sulla biodiversità. Il tutto verificato sul campo in una serie di aziende agricole della Pianura Padana.

 

In pratica si tratta di un metodo nel quale gli scarti delle coltivazioni agricole, i reflui zootecnici e le doppie colture nessuno dei quali va a intaccare minimamente le coltivazioni alimentari – sono utilizzati per la produzione di biogas. E tutto gira attorno all’integrazione, nelle aziende agricole, del digestore anaerobico nel quale le biomasse – omogenee, selezionate e di alta qualità energetica – generano biogas. Si tratta di un combustibile che può essere utilizzato per la produzione elettrica, oppure per quella di biometano – con un passaggio in più di raffinazione che avviene sul luogo di produzione – utile per aumentare la sostenibilità della mobilità più complessa da convertire all’elettrico, come il trasporto pesante e quello navale. E non basta. L’uso del digestato come biofertilizzante, a chilometri zero, usato con continuità sul terreno evita il ricorso di fertilizzanti chimici, blocca l’impoverimento del suolo apportandovi materia organica – utile a contrastare la desertificazione fenomeno che interesserà al 2100 il 21% dell’Italia con una punta del 41% nel meridione (dati Cnr) – e fissa la CO2 nel terreno in percentuali non trascurabili.

 

 

Il confronto tra la metodologia del Biogasfattobene e l’esperienza francese del progetto Afterre2050 che è simile ha, infatti, prodotto una sostanziale identità circa i risultati per quanto riguarda la CO2 sequestrata nel terreno: il tasso di crescita delle riserve di carbonio nel suolo sarebbe del 4 per mille annuo. E in Francia hanno anche fatto i calcoli su uno scenario energetico più generale. Usando questo sistema in maniera capillare sul territorio francese si potrebbero produrre tra i 130 e i 150 TWh di elettricità da biogas al 2050, abbattendo, nel settore agricolo le emissioni di CO2 e NOx del 55%, diminuendo l’utilizzo di acqua e di fertilizzanti del 70% e quello d’energia del 40%. 

Discorso analogo per l’Argentina dove l’Istituto Nazionale di Tecnologia Agroeconomica ha osservato che adottando sistemi di rotazione delle colture e utilizzando reflui zootecnici e sottoprodotti agricoli su nove milioni di ettari si abbatterebbero del 50% le importazioni di gas naturale fossile del paese, sostituendolo con gas rinnovabile. Così come negli Stati Uniti dove Tom Richards, ricercatore della Pennsylvania State University, dopo aver analizzato parecchie ricerche sull’argomento, ha stimato che le colture in sequenza possono essere applicate negli Usa su 35 milioni di ettari, anche grazie al fatto che le agricolture di precisione e conservative li sono molto diffuse (in Italia per fare un confronto ci sono 12,4 milioni di ettari di superficie agricola utilizzata) che sommate a agli effluenti zootecnici e ai sottoprodotti agricoli, garantirebbero una produzione di biometano pari al 21% di quello fossile consumato dal Paese a stelle e strisce. “L’approccio del Biogasfattobene oltre a essere adattabile a realtà molto diverse, è un sistema conservativo in grado di collegare l’energia rinnovabile programmabile con la produzione alimentare, in maniera sinergica e con un alto tasso di sostenibilità ambientale”, afferma Geremy Woods, dell’Imperial College di Londra. Per quanto riguarda l’Italia il potenziale di biometano producibile al 2030 è stato stimato in 8 miliardi di metri cubi l’anno, cosa che ci consentirebbe il raggiungimento dei target della nuova direttiva europea, la Red II, che fissa per quella data il 12% di rinnovabili per il settore del trasporto. E anche quelli della Strategia energetica nazionale (Sen) che fissa al 30% per il trasporto pesante e al 50% per quello navale, la quota di energia rinnovabile. 

 

Confronto diretto

Il Consorzio italiano biogas con il Centro ricerche produzioni animali e la Michigan State University ha realizzato uno studio per quantificare l’impronta del carbonio dell’energia elettrica prodotta con il metodo del Biogasfattobene. Lo studio ha preso in esame quattro tipi di impianti a biogas. Uno è un impianto convenzionale alimentato solo a trinciato di mais; il secondo è un impianto alimentato per la maggior parte a doppi raccolti, liquami e sottoprodotti agricoli; il terzo è alimentato a letami; il quarto impianto è alimentato a letami e sottoprodotti agricoli. Rispetto all’energia elettrica generata con gas naturale, emissioni di 72 grammi di CO2eq per MJ di elettricità prodotta, quella generata da un impianto di biogas alimentato 100% a mais produce 34 grammi di CO2eq per MJ,. In quelli fatti secondo le regole del Biogasfattobene la riduzione delle emissioni è grande. Si passa infatti dai 10 grammi di CO2eq per MJ alle emissioni negative di meno 36 grammi di CO2eq per MJ.

 

Ma non sono solo le grandi questioni ambientali a trovare risposte valide in queste metodologie. I benefici sociali sono infatti tutt’altro che irrilevanti, grazie all’integrazione del reddito agricolo con la produzione energetica e l’innovazione. La vendita dell’energia consente una differenziazione degli utili, una valorizzazione degli scarti che da costo diventano una risorsa, con un conseguente aumento della produzione agricola a cui si deve aggiungere l’efficienza energetica indotta dall’utilizzo, presso la stessa azienda agricola, del calore cogenerato. Insomma gli elementi della circolarità ci sono tutti e a questi si aggiunge l’innovazione legata all’agricoltura di precisione. Se da un lato c’è la questione della doppia coltivazione in un anno, una destinata all’alimentazione e l’altra alla produzione energetica, sotto a un altro punto di vista l’agricoltura di precisione consente di iniettare il digestato liquido in punti precisi grazie alla memorizzazione della posizione Gps, informazione che viene utilizzata successivamente per seminare il singolo seme, con una seminatrice di ultima generazione, esattamente dove si trova il digestato. Evitando così lo spargimento inefficiente del digestato sul terreno e l’aratura che rimette in atmosfera la CO2 presente nel suolo e fa perdere sostanza organica. Si semina a sodo, in pratica, ottenendo risultati sia ambientali, sia produttivi, migliori rispetto a quelli a cui siamo abituati da secoli e mandando così in pensione l’aratro. E le prospettive sul medio periodo sono ancora maggiori rispetto alla produzione energetica. Sono stati messi a punto processi per ottenere carburanti liquidi, destinati all’aviazione, da biometano, così come le bioraffinerie alimentate da questo gas potranno realizzare prodotti simili a quelli petrolchimici odierni. Aumentando la circolarità del processo. 

 

 

Ipcc Special Report, Global Warming of 1.5 ºCwww.ipcc.ch/sr15

Consorzio italiano biogas, www.consorziobiogas.it

Afterre2050, https://afterres2050.solagro.org

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