Una produzione di biocarburanti affronta le critiche al cambiamento di destinazione dei terreni
Le attività umane hanno causato l’accumulo di elementi tossici (compresi i metalli pesanti) e di un’ampia serie di agenti inquinanti organici nel suolo. Alcune delle cause sono l’uso a lungo termine di acqua di irrigazione contaminata, i fertilizzanti, i pesticidi, le modifiche del suolo (l’aggiunta di materia organica per migliorare le sue condizioni) e l’estrazione mineraria. Attualmente nell’UE-28 sono presenti circa 2,8 milioni di siti contaminati, molti dei quali inutilizzati. Al tempo stesso, i biocarburanti sono urgentemente necessari per decarbonizzare i trasporti, ma sono oggetto di critiche diffuse principalmente perché comportano l’uso di terreni coltivabili per la produzione di materie prime (il cosiddetto cambiamento indiretto di destinazione dei terreni o CIDT). Il progetto CERESiS, finanziato dall’UE, si propone di fornire una soluzione vantaggiosa per tutte le parti coinvolte, coltivando colture energetiche che facilitino la decontaminazione dei terreni attraverso il fitorisanamento e la fitogestione, e usandole per produrre biocarburanti puliti. A lungo termine, questo approccio aumenterà la superficie disponibile per l’agricoltura, producendo allo stesso tempo biocarburanti non-CIDT.
Specie di biomassa ad alto rendimento per il fitorisanamento
CERESiS ha concentrato l’attenzione su specie erbacee e legnose perenni con una produttività elevata di biomassa e bassi livelli di assorbimento della contaminazione del suolo. Questa strategia supporta processi su larga scala efficienti ed economici, consentendo al contempo di lavorare e convertire più facilmente la biomassa. «L’alto rendimento di queste colture energetiche, combinato con la loro rimozione efficace degli agenti inquinanti del suolo, incentiva gli agricoltori a piantarle», osserva il coordinatore di CERESiS Athanasios Rentizelas, del Politecnico nazionale di Atene. La piantumazione di colture energetiche in terreni molto contaminati premette anche di mantenere gli agenti inquinanti al loro posto, impedendone la diffusione.
Metodi per convertire e separare gli agenti inquinanti
CERESiS ha adattato e ottimizzato con successo due metodi di conversione termochimica per produrre biocarburante pulito a partire da materie prime contaminate, recuperando efficacemente gli agenti inquinanti. La gassificazione ad acqua supercritica (GASC) produce un gas che può essere trasformato in biocarburanti liquidi tramite reforming. Uno dei suoi vantaggi fondamentali è la compatibilità con la trasformazione della biomassa umida, e quindi l’eliminazione del processo di pre-essiccazione, costoso e dispendioso in termini di energia. «Abbiamo modificato la GASC per riciclare il flusso degli effluenti del suo processo, riducendo nettamente la quantità di acqua necessaria», aggiunge Rentizelas. La pirolisi rapida è una tecnologia matura che produce precursori liquidi di biocarburanti (bio-oli). I costi operativi e di investimento relativamente bassi la rendono adatta a piccoli volumi di produzione. Questa tecnica permette di produrre biochar, un sottoprodotto con diverse applicazioni, ad esempio come ammendante del suolo e come materiale per la lavorazione dei metalli. CERESiS ha inoltre sviluppato e dimostrato tecnologie di separazione per rimuovere gli agenti inquinanti presenti nei prodotti di conversione. Grazie all’assorbimento di gas a membrana, ad esempio, è stato rimosso il gas acido dal gas effluente prodotto tramite GASC. L’elettrocoagulazione-flottazione e l’ossidazione elettrochimica, invece, hanno permesso di rimuovere i metalli pesanti dalle acque reflue della GASC. Infine, grazie alla microfiltrazione sono state rimosse le particelle di char contaminate dai bio-oli.
Uno strumento online gratuito aiuta le scelte di investimento nelle prime fasi
Uno dei risultati più importanti del progetto è il sistema di supporto alle decisioni, che permette ai coltivatori e ai produttori di biocarburanti di valutare varie combinazioni di biomasse e tecnologie di conversione, identificando i tipi di biomassa adatti a determinati luoghi e profili di contaminazione. «In alcuni casi, la creazione di una catena di valore per la produzione di biocarburanti da terreni contaminati può essere economicamente redditizia anche senza considerare i benefici della decontaminazione del terreno, a condizione che la scala sia sufficientemente ampia e che vengano usate specie di biomassa ad alto rendimento», afferma Rentizelas. In una scoperta sorprendente, con implicazioni per la gestione della biomassa contaminata, CERESiS ha scoperto che la maggior parte della contaminazione vegetale nei casi di terreni altamente contaminati si trova sulle piante piuttosto che al loro interno, sotto forma di polvere. CERESiS è riuscito nell’intento di offrire una soluzione efficace e sostenibile per l’energia e l’ambiente, con colture energetiche capaci di fitorisanamento, e tecnologie per trasformarle e rimuoverne gli agenti inquinanti per produrre biocarburanti puliti.
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