Come funzionano i biocarburanti di seconda generazione?

Stai guardando un campo di miscanto, un membro chiave della seconda generazione di biocarburanti che aiuta a spostare l'attenzione sui biocarburanti dal mais. Vuoi saperne di più? Dai un'occhiata a queste immagini di veicoli a carburante alternativo. Tim Graham / Getty Images

A prima vista, i campi di miscanto che ricoprono la contea di Sampson, N.C., sembrano di poca importanza. In piedi 4 piedi (1,21 metri) più alto di un canestro da basket, il miscanto è un'erba gigante, appuntita, immangiabile - e alcuni direbbero inutile -. Tuttavia, dal punto di vista degli altri, queste lame sovradimensionate potrebbero un giorno essere preziose come l'oro, o almeno un serbatoio di benzina. Una società chiamata Chemtex prevede di costruire una raffineria da $ 170 milioni nella contea di Sampson che convertirà 20 milioni di tonnellate di miscanto e altre erbe in etanolo ogni anno [fonte: Ramsey].

Per anni, politici, giornalisti e scienziati hanno sostenuto di trasformare le piante in etanolo e biodiesel per ridurre il consumo mondiale di combustibili fossili, in particolare petrolio greggio. Il biocarburante brucia in modo più pulito dei combustibili fossili, rilasciando nell'atmosfera meno inquinanti e gas a effetto serra, inclusa l'anidride carbonica.

La maggior parte dei biocarburanti nel mondo proviene da colture alimentari come grano, mais, soia e canna da zucchero. L'energia prodotta da questi impianti è nota come biocarburante di "prima generazione". A quanto pare, questi pionieri dei biocarburanti non mantengono la promessa che avevano una volta. Per prima cosa, alcune colture di biocarburanti di prima generazione, in particolare il mais, competono con le colture alimentari per la terra e l'acqua. Il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti afferma che le raffinerie che sviluppano etanolo dal mais consumano circa il 40% del raccolto di mais ogni anno [fonte: Blas]. Nel 2009, il 25% di tutti i raccolti di mais e cereali degli Stati Uniti non è andato alla produzione di alimenti, ma alla produzione di biocarburanti [fonte: Vidal].

Tale consumo di colture può creare molti problemi, tra cui l'aumento dei prezzi dei prodotti alimentari e la deforestazione. Inoltre, i costi di conversione e utilizzo di colture alimentari come fonte di carburante possono essere costosi. Questo perché le raffinerie possono utilizzare solo piccole parti dell'impianto per la produzione di biocarburanti, come il contenuto di olio, zucchero e amido. Tale inefficienza rende i biocarburanti di prima generazione meno rispettosi dell'ambiente. Inoltre, gli esperti ora ritengono che i biocarburanti non sostituiranno mai completamente il petrolio greggio come fonte di energia preferita. In breve, la produzione di biocarburanti è inefficiente e, per molti aspetti, dannosa dal punto di vista ambientale ed economico [fonti: Banca mondiale; Science Daily].

Ma il futuro dei biocarburanti come fonte alternativa di energia potrebbe non essere così desolante come si pensava una volta. Grazie all'erba di miscanto e ad altre colture di biocarburanti di "seconda generazione", il potenziale per ridurre la dipendenza del mondo dal petrolio straniero non è mai stato così grande.

L'estate del 2012 è stata calda e secca in gran parte degli Stati Uniti, in particolare nel Midwest, il granaio americano. Le condizioni aride hanno fatto appassire il mais e altri raccolti di cereali, facendo salire i prezzi e mettendo a dura prova un'economia già debole.

La storica siccità, la peggiore degli ultimi 50 anni, ha evidenziato i limiti delle materie prime per biocarburanti di prima generazione. Mentre i prezzi del cibo salivano alle stelle, agricoltori, burocrati e politici iniziarono a discutere sull'opportunità di deviare le colture alimentari alla produzione di biocarburanti. Era una scena che si svolgeva in un mondo sempre più caldo, secco e affamato. Il problema è diventato così grave che i gruppi di aiuto alimentare e le Nazioni Unite hanno iniziato a chiedere ai governi di abolire i mandati di produzione di biocarburanti per consentire una maggiore produzione alimentare. L'ONU ha affermato che quando il mondo deve affrontare una carenza di cibo, i paesi dovrebbero ripensare alle loro politiche sui biocarburanti [fonte: Blas].

Oltre a contribuire a una crisi alimentare, la produzione di etanolo e biodiesel da materie prime non è così rispettosa dell'ambiente e dell'economia come potresti pensare. I biocarburanti di prima generazione sono costituiti da zuccheri e amidi facilmente digeribili dal lievito. Se le raffinerie trasformassero ogni spiga di grano in etanolo, sostituirebbe solo il 12 per cento della fornitura di benzina [fonte: Brune].

Inoltre, gli agricoltori utilizzano abbondanti quantità di combustibili fossili, acqua e fertilizzanti per coltivare e trasformare le materie prime di prima generazione in biocarburanti. Il processo di coltivazione e produzione che trasforma il mais in etanolo, ad esempio, produce solo il 15% in meno di gas a effetto serra rispetto alla benzina [fonte: Tilman e Hill].

Fortunatamente, c'è una nuova generazione in attesa di intervenire. A differenza dei biocarburanti a base di mais, soia o altre materie prime di prima generazione, i biocarburanti di seconda generazione sono prodotti da piante che nessuno vuole mangiare. Sebbene sia un processo difficile trasformare i prodotti di scarto delle piante, come steli di mais, steli, foglie, bucce e trucioli di legno in biocarburanti, i potenziali benefici sono enormi. La tecnologia di seconda generazione può produrre molto più carburante rispetto ai biocarburanti di prima generazione, con un impatto minimo sull'approvvigionamento alimentare e sull'ambiente.

Lavori verdi in crescita

Secondo la Biotechnology Industry Association, l'industria dei biocarburanti creerà 190.000 posti di lavoro negli Stati Uniti entro il 2022. Inoltre, la produzione di biocarburanti potrebbe ridurre le importazioni di petrolio dagli Stati Uniti di $ 70 miliardi in 12 anni [fonte: Biotechnology Industry Association].

Il miscanto è un ottimo esempio di coltura di biocarburanti di seconda generazione. L'erba cresce rapidamente, è resistente alla siccità e prospera in un terreno povero che non può essere utilizzato per colture alimentari. A differenza del mais e del grano, il miscanto è una pianta perenne. Gli agricoltori devono piantarlo solo una volta e tornerà anno dopo anno. Inoltre, il miscanto e altre colture di seconda generazione richiedono molto meno fertilizzanti e coltivazioni rispetto alle colture di prima generazione, il che si traduce in un minore degrado ambientale e in un minore consumo di energia.

Nella contea di Sampson, Chemtex spera che gli agricoltori locali pianteranno il miscanto nella primavera del 2013 in modo che l'azienda abbia erba sufficiente per nutrire la sua raffineria quando aprirà un anno dopo. Chemtex ha già firmato un accordo con Gulf Oil per l'acquisto di tutto l'etanolo prodotto dalla raffineria. L'azienda costruirà la sua struttura su 166 acri. Dovrebbe impiegare 300 persone [fonte: Ramsey].

I campi di miscanto non saranno in competizione per la terra utilizzata dai coltivatori di mais e soia. I funzionari statali hanno già identificato 100.000 acri in una regione di tre contee, inclusa la contea di Sampson, che gli agricoltori possono utilizzare come terreno agricolo per biocrop. Una parte di quella superficie è nella migliore delle ipotesi terra marginale. Una parte è sabbiosa e renderebbe facile la coltivazione di miscanto e altre colture di biocarburanti di seconda generazione. Gli allevatori di suini usano già alcuni di questi acri come campi di irrorazione di rifiuti di maiale [fonte: Ramsey].

Sebbene la produzione di biocarburanti di seconda generazione possa sembrare la risposta ai nostri problemi energetici e ambientali, la situazione è molto più complicata. Allo stato attuale, il processo per convertire le colture di seconda generazione in biocarburanti è più costoso rispetto alla produzione di biocarburanti di prima generazione. Questo perché ci vuole molta più energia per produrre biocarburanti da colture di biocarburanti di seconda generazione rispetto a quanto non ne faccia da materie prime di prima generazione. Di conseguenza, gli scienziati sono alla disperata ricerca di modi più nuovi e meno costosi per convertire i biocrop di seconda generazione in biocarburanti.

L'efficienza e la capacità di produzione sono altri due problemi che gli scienziati devono superare. Uno studio recente suggerisce che solo uno dei nove biocarburanti di seconda generazione emette meno gas serra nell'aria rispetto ai combustibili fossili. Inoltre, molti esperti non sono così sicuri che i biocarburanti di seconda generazione possano fornire abbastanza carburante per alimentare le automobili del mondo [fonte: Birdlife International].

Sebbene esistano questi altri problemi, scienziati e ingegneri sono fiduciosi di poter far funzionare i biocarburanti di seconda generazione. Non ci si aspetta che diventino commercialmente realizzabili per molti anni, ma gli esperti prevedono che la nuova generazione sia la migliore risposta per risolvere i problemi energetici e ambientali del nostro mondo.

Ho scritto numerosi articoli sulle fonti di energia rinnovabile, compresi i biocarburanti. Durante quel periodo, mi sono convinto che nessuna fonte di energia placherà la nostra sete di combustibili fossili. Invece, una combinazione di fonti, dall'energia solare all'energia eolica, al combustibile ricavato dalle piante, offre la migliore alternativa per salvare il mondo dal cambiamento climatico, che noi umani abbiamo causato. Ci vorrà del tempo per ridurre il costo della produzione di combustibili da energia rinnovabile in modo che possa diventare accessibile. Sono rincuorato dal fatto che scienziati di tutto il mondo stiano lavorando al problema.

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fonti

• Organizzazione dell'industria biotecnologica. (28 agosto 2012) http://www.bio.org/
• Birdlife International. "Precauzioni per l'ulteriore sviluppo di biocarburanti". (28 agosto 2012) http://www.birdlife.org/eu/EU_policy/Biofuels/eu_biofuels7.html
• Blas, Javier. "La siccità alimenta il dibattito sui biocarburanti". Financial Times. 12 agosto 2012. (28 agosto 2012) http://www.ft.com/cms/s/0/12dbb322-e48d-11e1-affe-00144feab49a.html#axzz24vypflsb
• Brune, Michael. "Coming Clean: rompere la dipendenza americana dal petrolio e dal carbone". Sierra Club Books. 2008.
• Ramsey, John. "Energia dalle piante. L'erba può diventare il carburante del futuro". Fay Observer. 20 agosto 2012. (28 agosto 2012) http://fayobserver.com/articles/2012/08/19/1196815?sac=fo.business
• Science Daily. "Guida ecologica? Mettere alla prova i biocarburanti di seconda generazione". 29 giugno 2010. (28 agosto 2012) http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100629094535.htm
• Tilman, David e Hill, Jason. "Il mais non può risolvere il nostro problema". Il Washington Post. 25 marzo 2007 (28 agosto 2012) http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/03/23/AR2007032301625.html
• Vidal, John. "Un quarto dei raccolti di grano statunitensi alimentati alle auto, non alle persone, mostrano nuovi dati". Il guardiano. 22 gennaio 2010. (28 agosto 2012) http://www.guardian.co.uk/environment/2010/jan/22/quarter-us-grain-biofuels-food
• Banca Mondiale. "Biocarburanti di seconda generazione". Agosto 2010. (28 agosto 2012) http://www-wds.worldbank.org/servlet/WDSContentServer/WDSP/IB/2010/08/30/000158349_20100830090558/Rendered/PDF/WPS5406.pdf