Quando pensiamo al carbone, andiamo subito col pensiero all’inquinamento, a colonne di fumo nero e denso e alle città coperte di fuliggine di non tanti decenni orsono. E, nonostante i progressi tecnologici che hanno reso progressivamente meno inquinanti i sistemi di combustione del carbone, questa visione è ancora attuale, perché il carbone è ancora largamente usato in tutto il mondo nelle centrali per la produzione di energia elettrica (circa il 30% dell’energia elettrica mondiale è prodotta da centrali a carbone, fonte IEA – International Energy Agency).
Ma in questo articolo parliamo di un altro tipo di carbone che – al contrario – ha delle proprietà che lo pongono agli antipodi del carbone fossile e dei suoi utilizzi: questo prodotto si chiama biochar e la sua scoperta è relativamente recente, i primi studi scientifici si devono al professor Johannes Lehmann della Cornell University negli anni 80.
Il biochar è il residuo carbonioso ottenuto dalla combustione in assenza di ossigeno di biomassa (materia organica). Qualsiasi tipo di biomassa di origine vegetale o animale, sottoposta al processo di combustione in assenza di ossigeno – pirolisi – produce biochar. Evidentemente la materia di partenza (feedstock), influisce sulle caratteristiche chimiche del prodotto finale.
Proviamo, qui, a dare una breve panoramica globale delle qualità di questo composto e a focalizzare un aspetto di particolare interesse, ovvero la sua capacità di stoccare CO2, diventando, quindi, anche un elemento per contrastare l’immissione di gas a effetto serra in atmosfera.
COME SI FA IL BIOCHAR
Il carbone vegetale si fa dalla notte dei tempi; in tutta l’Europa mediterranea c’erano le carbonaie dove si bruciavano residui legnosi per produrre carbone, il biochar è l’evoluzione scientifica di questo sapere antico.
Oggi esistono sofisticate apparecchiature che per produrre il biochar attivano un processo di combustione lenta a temperature di circa 500-600 gradi Celsius in assenza di ossigeno.
A partire dal feedstock introdotto, si realizzano essenzialmente tre prodotti:
- il biochar, ovvero la frazione solida del processo di pirolisi
- il syngas, i residui gassosi del processo
- il bio-olio, residuo liquido del processo
In realtà la questione è più complessa e se il processo di combustione prevede la presenza di limitate quantità di ossigeno, parliamo di “gassificazione” e l’output del processo è diverso.
Tuttavia, concentrandoci sul solo biochar, esso viene prodotto essenzialmente a partire da biomassa vegetale, residui legnosi di qualsiasi origine.
Si comprende facilmente che questo tipo di processo permette l’utilizzo e la valorizzazione circolare di materiale che altrimenti andrebbe disperso o bruciato senza alcun vantaggio. Parliamo dei residui di potature, sfalci, rami degli alberi che diventano tronchi puliti destinati alle segherie per usi industriali.
E su questo punto va aperta una parentesi: i boschi vanno gestiti e i piani di tagli programmati non solo non arrecano alcun danno ma, al contrario, fanno bene alla salute dei boschi.
Il problema è il disboscamento selvaggio e illegale (che non esiste in Europa), non certo la gestione forestale sostenibile che prevede dei tagli programmati mirati a rinforzare lo stato di salute del bosco o della foresta.
Nel processo di pirolisi, fatto cento in quantità il feedstock, la resa è del 25 – 30% circa, ovvero si ottiene, dalla combustione della massa vegetale, il 30% di biochar.
Ne risulta un prodotto simile alla carbonella che si usa per i barbecue, ma più fine, le cui caratteristiche principali sono la porosità, la capacità di trattenere l’acqua, il potere alcalinizzante dei terreni.
APPLICAZIONI IN AGRICOLTURA
Il biochar può essere utilizzato in agricoltura, come filtro nella depurazione di acque inquinate, nell’edilizia come materiale per l’isolamento, nella produzione di biocarburanti.
Ma il suo utilizzo attualmente più diffuso e importante è quello agricolo.
Distribuito sui terreni è un potente ammendante[1], quindi migliora la qualità chimiche, fisiche e biologiche dei terreni, rendendoli molto più produttivi e contrastando gli effetti della siccità perché trattiene l’acqua nei terreni.
Immesso nel terreno, il biochar aumenta il ph, quindi rende la terra più alcalina, aumenta la disponibilità di acqua, migliora le condizioni di sviluppo delle radici, migliora l’apporto e l’assorbimento di nutrienti per le piante, aumenta la resistenza alle malattie e ai fattori di stress ambientale.
In pratica, è una specie di potentissimo ricostituente dei terreni.
In funzione del tipo di terreno di cui si vogliono migliorare le caratteristiche chimico – fisiche, si potranno produrre diversi tipi di biochar (variando la composizione del feedstock e le condizioni di pirolisi) che daranno risposte mirate per obiettivi specifici. Risultati eccellenti si stanno raggiungendo con i terreni aridi, sabbiosi, sovrasfruttati.
BIOCHAR E ATMOSFERA
Ma c’è un’altra caratteristica di grande interesse di questo prodotto, esso è efficace per il sequestro di CO2 dall’atmosfera.
Infatti, al termine del processo di produzione, la CO2 presente nel materiale vegetale viene mineralizzata e quindi “intrappolata” nel biochar. Circa il 90% di questa CO2 resta inglobato nella struttura molecolare del prodotto che rimane stabile per centinaia di anni.
È bene precisare che è giusto parlare di sequestro e non di stoccaggio della CO2 in quanto si tratta di carbonio di origine vegetale fotosintetizzato a partire da CO2 atmosferica.
In questo modo il biochar diventa anche uno strumento di lotta all’effetto serra, e infatti la sua produzione permette anche di emettere crediti di carbonio (al termine di un processo di certificazione) da vendere sul mercato volontario (quindi non per le aziende obbligate a compensare le proprie emissioni).
Che i boschi bruciati rinascano velocemente e con grande forza è un fenomeno conosciuto da sempre; una delle ragioni che determinano questa situazione è la modifica delle caratteristiche del suolo dovuta alle ceneri. È esattamente ciò che fa il biochar.
A volte la scienza va avanti guardando al passato.
PER APPROFONDIRE
Ichar, Associazione Italiana Biochar
International Biochar Initiative
Unibo, Biochar, presente e futuro
NOTE
[1] La differenza tra una sostanza ammendante e un fertilizzante è che la prima interviene sulla struttura del suolo e apporta migliorie stabili nel tempo, i fertilizzanti sono solo l’immissione nel terreno di sostanze nutritive che vengono utilizzate e consumate dalle piante.