La sfida delle colture energetiche

I materiali vegetali processabili e trasformabili in biocombustibili, tecnicamente chiamati “biomassaDefinizione Massa di materia organica di orgine biologica non fossile che può essere sfruttata a fini energetici. Autorevoli riferimenti e risorse online http://www1.eere.energy.gov/biomass/ L'Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (Ufficio per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili) del Dipartimento U.S.A. per l'energia  dispone di un Programma biomassa che collabora con il mondo accademico e dell'industria nonché con gli US National Laboratories alla ricerca di materie prime per la produzione di biomassa e delle tecnologie di conversione più adatte.  Finalità dell'Ufficio è lo sviluppo di biocarburanti, bioprodotti e bioenergie ad elevato rendimento e costi competitivi.” sono molti.  Il biodieselDefinizione Mono-alchil esteri di acidi grassi a catena lunga derivati da oli vegetali o grassi animali da utilizzare nei motori diesel. Definisce il caburante puro prima della miscelazione con il carburante diesel. Le miscele di biodiesel sono denominate "BXX" con la doppia "XX" che rappresenta la percentuale di biodiesel contenuta nella miscela (cioè: B20 è biodiesel al 20% e 80% di diesel di petrolio). Autorevoli riferimenti e risorse online http://www.afdc.energy.gov/afdc/fuels/biodiesel.html L'Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (Ufficio per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili) del Dipartimento U.S.A. per l'energia dispone di un Centro per i carburanti alternativi e i dati sui veicoli tecnologicamente avanzati che contiene informazioni chiave su tutti i biocarburanti. è prodotto a partire da oli vegetali estratti da soia, girasole, colza, palma, noce di cocco o altre specie più esotiche come i semi di jatrofa. Il bioetanoloDefinizione il bioetanolo è etanolo di origine biologica. Le colture e i materiali contenenti zucchero o amido e coltivati a fini energetici comprendono rispettivamente barbabietola e canna da zucchero, mais e grano, paglia di scarto, salice o pioppo, segatura, fettuccia d'acqua, spartina, topinambur, miscanto e sorgo. Autorevoli riferimenti e risorse online http://www.eere.energy.gov/afdc/fuels/ethanol.html L'Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (Ufficio per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili) del Dipartimento statunitense per l'energia dispone di un Centro per i carburanti alternativi e i dati sui veicoli tecnologicamente avanzati che contiene informazioni chiave su tutti i biocarburanti. proviene dalla fermentazione di mais, barbabietola e canna da zucchero, panico verga (Panicum virgatum L.), e grano nonché da molti altri materiali vegetali “cellulosici”.

L’uso di etanolo supera complessivamente quello degli altri biocombustibili poiché l’etanolo ha mercati e infrastrutture più maturi.  Negli Stati Uniti, dove è prodotto principalmente a partire dal mais, l’etanolo è stato per molti anni mescolato alla benzina.

L’apporto elevato di energia dei combustibili fossili destinato alla produzione e ai trasporti mina attualmente la promessa di un etanolo derivato dal mais tutto statunitense quale soluzione al problema del riscaldamento globale e della sicurezza energetica. Alcuni programmi istituiti per promuovere la produzione di etanolo dipendono infatti dall'energia del carbone e del diesel per la gestione degli stessi impianti di produzione di etanolo. L'etanolo prodotto in Brasile dalla canna da zucchero si fonda, d'altro canto su un processo efficiente affinato sin dai tempi della crisi petrolifera del 1970 ed è in grado di ridurre le emissioni di gas serra dell’80%.

Il biodiesel rimane complessivamente più efficiente come carburante e produce meno emissioni dell’etanolo.  Gli studi indicano che il biodiesel di media è circa quattro volte più efficiente del diesel da petrolio considerati tutti gli input energetici, il chilometraggio del carburante e l’assunzione del carbonio da parte delle piante.  L’etanolo ha un'efficienza circa doppia.

La produzione e l’uso di biodiesel non comportano soltanto una riduzione delle emissioni di biossido di carbonio, ma diversamente dal diesel da petrolio evitano l’emissione di piombo, zolfo o composti aromatici tossici quali benzene, toluene e xilene.  In Europa, dove la tecnologia diesel è più avanzata e diffusa, il biodiesel ha attualmente un potenziale maggiore nei trasporti commerciali e civili di quanto avviene negli Stati Uniti.  La produzione di biodiesel in Europa supera di gran lunga la produzione statunitense. La facilità con cui il biodiesel può essere miscelato al petrodiesel convenzionale è forse il suo maggior pregio ai fini della vendita.  I veicoli con motori diesel convenzionali possono funzionare con miscele del 20% senza necessità di alcuna modifica.

Entro i prossimi dieci anni circa, la paglia residua dei cereali e dei fusti e delle foglie del mais dovranno offrire un contributo essenziale alla produzione dei biocarburanti. Attualmente, i cereali ed altre fonti di amidi e zuccheri vengono utilizzati per produrre bioetanolo di "prima generazione".  Presto, la tecnologia di processo necessaria a produrre biocarburanti di "seconda generazione" dalla cellulosa delle foglie e dei fusti e della paglia verrà integrata in ‘bioraffinerie’.
 

I biocombustibili necessitano di no-till e PQ

La paglia e le stoppie non sono prodotti di scarto e svolgono già un ruolo importante nei sistemi colturali. Il materiale residuo della coltivazione principale lasciato sul terreno dopo il raccolto contribuisce a prevenire l’erosione, fornisce l’habitat per la fauna selvatica ed aumenta il livello della materia organica del terreno. Arricchisce infine la materia organica, importante per la struttura, la stabilità e la produttività del suoloDefinizione Processo naturale di asportazione delle sostanze idrosolubili presenti nel terreno verso il basso fino alla falda acquifera. Autorevoli riferimenti e risorse online http://www4.agr.gc.ca/AAFC-AAC/display-afficher.do?id=1226330737632&lang=eng Un capitolo di un libro disponibile online intitolato: 'The health of our soils' (La salute della nostra terra) pubblicato sul sito web di Agriculture and Agri-Food Canada.. Nel prossimo futuro, pertanto, si verificheranno conflitti per l’uso del residui della coltivazione nella gestione del terreno o come biomassa per produrre i biocombustibili.

La soluzione al dilemma è aumentare la superficie di terra coltivata con no-till. Negli Stati Uniti è stato consigliato un considerevole aumento della superficie coltivata con non-lavorazione per rispondere ai requisiti annuali futuri del paese, stimato ad oltre un miliardo di tonnellate di biomassa. Il no-till ha tre vantaggi principali per la produzione dei biocombustibili:

1. I terreni a regime di non-lavorazione sono più stabili e meno suscettibili all’erosione oltre a consentire la rimozione di più paglia.
2. Non-lavorazione significa sostanzialmente minor consumo di combustibile per la produzione agricola e parallelo aumento del contributo netto di energia dei biocarburanti.
3. In parte perché si usa meno carburante, ma molto più significativamente perché i livelli di materia organica del terreno aumentano, i terreni gestiti con non- lavorazione sequestrano quantitativi considerevoli di anidride carbonica con importanti implicazioni inerenti al ruolo del gas serra nel riscaldamento del pianeta.

Poiché le erbe non vengono controllate dall’araturaDefinizione Lavorazione completa del terreno che ne perturba la superficie e viene eseguita prima e/o durante la semina. Dopo la semina la copertura dei residui è inferiore al 15%. In genere comprende un'aratura o numerosi passaggi del trattore. Per il diserbo si impiegano prodotti per la protezione delle colture e/o una coltivazione a file. Autorevoli riferimenti e risorse online Un articolo della FAO discute i problemi dell'aratura ed i vantaggi dell'agricoltura conservativa. nella non-lavorazione, il suo successo si fonda sull’uso di erbicidi non selettivi come il paraquat.  Il paraquat presenta indubbi vantaggi quando occorrano rapidità d’azione e resistenza al dilavamentoDefinizione Il raccogliersi delle acque in eccedenza (come la pioggia) originate a monte che si accumulano in quantità superiore a quella assorbita dal terreno. Il liquido in eccesso scorre via sulla superficie del terreno fino a raggiungere l'acqua superficiale più vicina (stagno, lago o fiume). Autorevoli riferimenti e risorse online http://www.sowap.org/index.htm SOWAP (Soil and Water Protection) è il prodotto della collaborazione tra industria, ONG, università e agricoltori per sperimentare metodi di gestione del suolo specifici per località, basati sul concetto di lavorazione conservativa. Monitora gli aspetti economici e ambientali, compresi gli effetti sull'erosione dei terreni e il ruscellamento.. Il paraquat non ha attività residua nel terreno e contribuisce a ridurne al minimo l’erosione  semplicemente distruggendo la ricrescita dei germogli.  Le radici rimangono intatte e contribuiscono a compattare il terreno.  Inoltre il paraquat è un componente essenziale nella rotazione degli erbicidi necessaria ad evitare lo sviluppo di resistenza nelle infestanti.