Energia, bioenergia, biocarburanti: sostenibilità Gianpietro Venturi Chairman della Piattaforma Nazionale Biofuels Italia Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali Università di Bologna Le filiere dell’energia Le biomasse Fondazione Internazionale Trieste per il Progresso e la Libertà delle Scienze Trieste, 26 novembre 2010

Il “peso” delle bioenergie e dei biocarburanti. La sostenibilità. Sostenibilità della fase agricola.

Nel mondo le bioenergie contribuiscono all’11% del consumo energetico totale. I biocarburanti a circa l’1% delle bioenergie. Forti differenze fra i Paesi industrializzati e quelli con economia di transizione.

Energia primaria Areali Totale Da biomasse Per trasporti (EJ) (%) Energia primaria, da biomasse e impiego nei trasporti in alcuni principali areali nel 2000. (Da Rosillo Calle, 2007 modificato).   Energia primaria Areali Totale Da biomasse Per trasporti (EJ) (%) Mondo 423 43 11 0,4 OECD 223 7 3 0,1 Non - OECD 220 38 19 0,3 Africa 20 10 50 Asia 94 23 25 Sud America 16 0,2

E’ prevedibile un progressivo incremento dei consumi energetici con una incidenza sempre maggiore delle bioenergie. E’ anche prevedibile un parallelo incremento nella domanda di biocarburanti. Già nel 2020, infatti, almeno 100 milioni di veicoli, dei quali 5 ad alte miscele, saranno in grado di usare biocarburanti.

Da Rosillo Calle, 2007

I consumi energetici mondiali, che per la recessione hanno avuto una riduzione del 1.2% nel 2008 e del 2.2% nel 2009, avrebbero un incremento molto più marcato nei Paesi non OECD. Il “peso” crescente delle bioenergie e dei biocarburanti, ha motivazioni diverse nei differenti areali del Pianeta. Lo sviluppo di bioenergie e biocarburanti si avrà particolarmente in Brasile, Cina, India e USA.

In U.E., che pure ha preso impegni precisi per sviluppare il settore (note 20 – 20- 20, e successive Direttive, e anche nuove strategie presentate dalla Commissione proprio in questo mese), un freno saranno le limitate disponibilità di grandi superfici. In tutti i casi un importante fattore di scelta sarà la sostenibilità.

La sostenibilità L’U.E. ha dapprima considerato la sostenibilità economica ed ambientale e negli ultimi tempi anche quella sociale. Attualmente la scala di priorità nella valutazione di iniziative di ricerca, sviluppo, dimostrazione sembrerebbe essere sociale, ambientale ed economica. Sono aspetti molto importanti che condizionano decisioni di grande portata (incentivi e vincoli) e che cominciano ad essere valutati anche dai mass-media e dall’opinione pubblica che, nell’U.E.-27 ora (15/11/2010) sembrerebbe essere favorevole per il 78% ai biocarburanti.

La sostenibilità deve essere considerata nello spazio, nel tempo, relativamente sia all’intera filiera, sia ai singoli anelli, all’uso finale delle materie prime e per aspetti differenti entro le tre grandi categorie prima ricordate. La sostenibilità non è quindi una caratteristica assoluta o media, ma, in ciascuna situazione in cui si opera, sarà determinata dalla combinazione di molti fattori con “peso” differente a seconda dei casi. Qualche esempio, con cenni limitati al caso della fase di produzione agricola dei biocarburanti.

L’uso di biomasse per produrre bioenergie, e in particolare biocarburanti, fa concorrenza alla produzione di cibo e alla zootecnia? Sottrae terreni o aree forestali (land competition, indirect land use change (ILUC), biodiversità, landscape, ecc.)? In teoria la destinazione energetica delle biomasse può aumentare la domanda di alcune commodities (cereali, oleaginose) facendone lievitare i prezzi. Di solito, però, l’impiego alimentare è pagato molto di più di quello energetico (anche 3-6 volte). Possono però verificarsi situazioni specifiche in cui prevale (motivi politici, logistici, disponibilità economica, ecc.) la richiesta per bioenergie.

Quasi ovunque però vengono dedicati a bioenergie terreni con qualche problema, spesso abbandonati dalle colture tradizionali, o anche terreni inquinati che è opportuno non destinare a colture alimentari. Va anche ricordato che in quasi tutti i continenti, e soprattutto nei Paesi ad economia di transizione, i terreni arativi effettivamente coltivati sono in percentuale minima (ad es. in Africa ufficialmente solo il 7%). A livello mondiale sembrano quindi ampie le possibilità di sviluppare bioenergie e in particolare biocarburanti senza creare problemi alla disponibilità alimentare.

Molto diverso il discorso in singoli areali ad es Molto diverso il discorso in singoli areali ad es. nella UE 27, dove, per adempiere gli impegni presi per il 2020 (10% di biocarburanti), sarebbero necessari da 10 a 12 milioni di ettari pari a circa il 6% degli oltre 180 milioni di ettari di Superficie Agraria Utile. Non è detto che tali superfici siano disponibili a tutti i Paesi membri. In Italia sarebbero necessari circa 800.000 ettari, pari a circa il 6% degli arativi. Quindi, riguardo all’uso del territorio, molto più frequenti ed “estesi” i casi di sostenibilità, ma esistono anche quelli di insostenibilità.

Ciò ad una analisi molto superficiale Ciò ad una analisi molto superficiale. In realtà la situazione è molto più complessa. Si deve tener conto, infatti, anche delle colture eventualmente sostituite (quali? ILUC?), delle possibili colture da energia (tradizionali, nuove; annuali, poliennali), della loro specifica destinazione energetica, così come della destinazione (o utilizzazione) dei sottoprodotti (dei coprodotti). Intervengono, poi, le caratteristiche ambientali di clima e terreno: caldo, freddo, arido, piovoso, distribuzione annuale delle piogge (ecc.), in piano, quale granulometria, livello di fertilità, profondità della falda e sue variazioni nell’anno, ecc.

Non ultime e non meno importanti: disponibilità idrica, disponibilità di concimi, antiparassitari, diserbanti, macchine per la raccolta, trasporti, logistica in generale, e soprattutto agrotecniche applicate. Tutti fattori tecnici che però influiscono anche sulla sostenibilità economica e sociale.

Ovviamente la scelta delle specie, anche in funzione della destinazione d’uso finale, influisce molto sulla sostenibilità. Entro le specie si hanno differenze fra i genotipi. Le specie di interesse per l’Italia sono erbacee e arboree annuali e pluriennali.

Può essere interessante un confronto fra quelle ora più “gettonate” una annuale da carboidrati, una oleaginosa, e una pluriennale da ligno-cellulosa.

Confronto produttivo in differenti situazioni di coltivazione fra alcune colture erbacee annuali e pluriennali per biocarburanti di 1a e 2a generazione. Fonte: Venturi, 2010 modificato.

bioetanolo (lignocell.) Risparmio annuale di energia e di emissioni di CO2 a seconda dell’utilizzazione energetica di colture erbacee annuali (sorghi da fibra e zucch., cereali, oleaginose) e pluriennali (lignocellulosiche di 2a generazione e canna da zucchero). Da Cherubini, 2009.   Risparmio annuale (1) Colture Utilizzo Energia (GJ ha-1) CO2 equiv. (t ha-1) Annuali calore 150 - 460 16 - 52 elett. + cogeneraz. 130 - 280 2 - 32 bioetanolo 15 - 150 0,5 - 11 biodiesel 15 - 65 0,5 - 4 Pluriennali 150 - 515 18 - 58 65 - 145 2 - 33 bioetanolo (lignocell.) 25 - 95 2 - 7 biodiesel (canna z.) 150 - 200 10 - 16 FT diesel 110 - 160 8 - 12 (1) Forcella fra la sostituzione di fonti fossili efficienti e inefficienti. Calore: carbone inefficiente = 190 Kg di CO2 equiv. Per GJ termico; gas naturale efficiente = 71 Kg. Elettricità + cogenerazione: carbone inefficiente: 500 Kg di CO2 equiv. Per GJ elettrici; gas naturale efficiente: 100 Kg. Per biodiesel e bioetanolo e FT diesel confronto con diesel e benzina in differenti situazioni.

Solo considerando pochi aspetti, e trascurandone altri altrettanto importanti (resistenza a caldo, freddo, siccità, parassiti, malattie, esigenze nutritive e idriche) disponibilità di materiale di propagazione, di attrezzature per la raccolta, caratteristiche qualitative delle produzioni in relazione all’uso energetico, ecc.), si rilevano le ovvie differenze fra le specie, ma soprattutto ampie “forcelle” entro le specie. Quali parametri privilegiare nelle scelte? Ad es. livello produttivo, esigenze d’acqua o riduzione delle emissioni di CO2? La sostenibilità deriverà quindi da: quale, dove, come, quando.

In sintesi conclusiva Le bioenergie favoriscono circa l’11% dell’energia consumata nel mondo. I biocarburanti sono circa l’1% delle bioenergie e poco più del 4% del loro uso industriale. I biocarburanti rappresentano poco più dell’1% del consumo globale di carburanti. I terreni destinati ai biocarburanti sono poco più dell’1% degli arativi e lo 0.4% delle superfici destinate complessivamente all’alimentazione umana e animale.

Relativamente alla fase agricola della filiera, la sostenibilità delle bioenergie e quella dei biocarburanti dipende dalla specifica situazione di coltura. I differenti fattori influenti hanno un “peso” molto diverso a seconda della loro combinazione. Per l’umanità in aumento, con bisogni crescenti di cibo, acqua ed energia e con risorse finite, è indispensabile incrementare molto le conoscenze, diffonderle e applicarle………………………….senza far prevalere pregiudizi, preconcetti o soluzioni miracolistiche.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE Contatti: @: gianpietro.venturi@unibo.it WWW: dista.unibo.it (DiSTA - UniBO) biofuelsitaliatp.it (Piattaforma italiana biofuels)