Il biochar per la sostenibilità e contro i cambiamenti climatici

Il biochar è carbone vegetale che si ottiene dalla pirolisi di diversi tipi di biomassa vegetale. Di particolare interesse risulta la sua produzione a partire da residui/sottoprodotti agricoli.

La pirolisi permette di ottenere: un gas(syngas) con un potere calorifico pari al GPL che può essere utilizzato in processi produttivi che necessitino di calore e biochar o carbone vegetale (90% di contenuto di carbonio) che, se applicato ai suoli, è un potente ammendante.

Le proprietà fisiochimiche del biochar variano a seconda del tipo di materia prima. Il biochar può essere modificato da acidi, alcali, agenti ossidanti, ioni metallici, materiali carboniosi, vapore e gas di lavaggio.

La scelta dei metodi di modifica dipende dai campi di applicazione ambientale. Il biochar è stato utilizzato per la bonifica e il miglioramento del suolo, per il sequestro del carbonio, per il compostaggio dei rifiuti solidi organici, per la decontaminazione di acqua e acque reflue, come catalizzatore e attivatore, come materiale per elettrodi e come modificatore di elettrodi.

Il potenziale di sequestro del carbonio sotto forma di biomassa stabilizzata termicamente (carbonizzata) utilizzando le risorse organiche esistenti è stimato in almeno 1 Gt/anno e il "biochar", definito in base alla sua utile applicazione al suolo, dovrebbe fornire un beneficio grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche durature. Gli studi sul carbone di legna tendono a suggerire una stabilità dell'ordine di 1000 anni nell'ambiente naturale e varie tecniche analitiche permettono di quantificare e comprendere i processi di ricambio.

I meccanismi di funzionamento del biochar nel suolo, che sembrano essere sensibili alle condizioni prevalenti durante la sua formazione o produzione, sono anche influenzati dal materiale da cui è prodotto. I meccanismi proposti e alcune evidenze sperimentali indicano una funzione ambientale aggiuntiva nella mitigazione dell'inquinamento diffuso e delle emissioni di gas in traccia dal suolo; la prevenzione della possibilità di accumulo di contaminanti nel suolo a seguito dell'incorporazione di biochar è importante per garantire la sicurezza e la conformità normativa.

Devono essere considerate le risposte biofisiche al modo in cui viene utilizzato il biochar, nonché la fattibilità tecnica, i vincoli economici e la sicurezza. Ad esempio, le proprietà di finezza (“polverosità”), rischio di combustione spontanea, rischi occasionali per la salute e densità di impaccamento molto bassa del biochar possono rappresentare sfide specifiche per un’applicazione sicura ed economicamente vantaggiosa al suolo.

Il biochar contro i cambiamenti climatici (climate change)

Nuove mappe, realizzate a partire da un set di dati globali ad alta risoluzione, primo nel suo genere, sui residui delle colture, rivelano le aree in cui i residui possono essere utilizzati in modo sostenibile per produrre biochar.

La ricerca, "Potential for Biochar Carbon Sequestration from Crop Residues: A Global Spatially Explicit Assessment" pubblicato sulla rivista GCB Bioenergy, rileva che 12 Paesi hanno la capacità tecnica di sequestrare oltre il 20% delle loro attuali emissioni totali di gas serra convertendo i residui delle colture in biochar. Il Bhutan è in testa con il potenziale di sequestrare il 68% delle sue emissioni sotto forma di biochar, seguito dall'India, con il 53%.

"Stiamo entrando in un'era senza precedenti in cui anche una rapida e profonda riduzione dell'uso di combustibili fossili non sarà sufficiente per evitare gravi danni agli esseri umani e agli ecosistemi dovuti al cambiamento climatico", ha dichiarato il coautore Dominic Woolf, ricercatore senior associato presso la School of Integrative Plant Science della Cornell University.

"Dobbiamo anche eliminare la CO2 in eccesso", ha aggiunto. "La produzione di biochar dai residui delle colture è uno dei pochi strumenti che possiamo utilizzare su scala senza competere per i terreni".

Il biochar migliora la fertilità del suolo e favorisce la crescita delle piante, offrendo anche un modo per rimuovere la CO2 dall'atmosfera. Quando viene aggiunto al suolo, il biochar sequestra il carbonio nel terreno per secoli.

Lo studio rileva che se la quantità totale di residui colturali generati dall'agricoltura a livello globale venisse convertita in biochar, verrebbe sequestrato un massimo di un miliardo di tonnellate metriche di carbonio immagazzinato ogni anno. Tre quarti di questo carbonio rimarrebbero sequestrati dopo 100 anni, il che rappresenta una quantità sufficiente a compensare circa l'80% di tutte le emissioni di gas serra prodotte dall'agricoltura.

"Anche considerando le limitazioni sulla raccolta sostenibile dei residui e sull'uso concorrente dei residui delle colture, come i mangimi per il bestiame, il potenziale di produzione globale di biochar è circa la metà di questa quantità", ha detto Woolf.

Considerando queste limitazioni, la potenziale produzione globale di biochar ammonta a 510 milioni di tonnellate metriche di carbonio all'anno, con circa 360 milioni di tonnellate metriche che rimarranno sequestrate dopo 100 anni.