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
1) Il “peso” delle bioenergie e dei biocarburanti.
2) La sostenibilità.
3) 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, 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)
(EJ)
11
0,4
43
Mondo
(EJ)
423
OECD
Non - OECD
223
220
7
38
3
19
0,1
0,3
Africa
Asia
Sud America
20
94
19
10
23
3
50
25
0
0,1
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.
Consumo di energia totale e da biomasse nel mondo
20
16
14
12
Energia totale
Biomassa (Mtoe)
10
9
(Mtoe x 10 e biomasse % )
18
Biomassa (%)
8
6
4
2
0
2001
2010
2020
2030
2040
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. 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. 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.
Colture
tal quale
(t ha-1)
Biomassa
Sostanza secca
(%)
(t ha-1)
Input (I)
Ouput (0)
(GJ ha-1)
(MJ t-1)
(GJ ha-1)
Bilancio energetico
O/I
O-I
(GJ ha-1)
Annuali
Mais granella
Colza
Sorghi F e Z
8-13
2,2 -3,5
75 - 120
85
90
20
7-11
2-3
15 - 25
25 - 40
13 - 27
20 - 25
27,0
37,5
16,8
32 - 125
4 - 45
330 - 420
1,5 - 3,0
0,3 - 1,7
17 - 26
8 - 85
-10 - 20
320 - 400
Pluriennali
Canna Comune
Switchgrass
Cardo
30-150
15-70
7-20
25-60
30-70
60 - 70
15-35
10-20
5-15
7 - 22
7 - 22
7 - 22
16,5
17,6
16,2
240 - 600
170 - 430
120 - 250
25 - 35
25 - 35
11 - 17
230 - 580
250 - 510
120 - 230
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
-1
(GJ ha )
CO2 equiv.
-1
(t ha )
calore
150 - 460
16 - 52
elett. + cogeneraz.
130 - 280
2 - 32
bioetanolo
15 - 150
0,5 - 11
biodiesel
15 - 65
0,5 - 4
calore
150 - 515
18 - 58
elett. + cogeneraz.
65 - 145
2 - 33
bioetanolo (lignocell.)
25 - 95
2-7
biodiesel (canna z.)
150 - 200
10 - 16
FT diesel
110 - 160
8 - 12
Annuali
Pluriennali
(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
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