L'uso di biocarburanti aiuta a ridurre le emissioni umane di gas serra. Questo è uno dei motivi per cui alcune compagnie petrolifere offrono benzina contenente fino al 10% di etanolo (un biocarburante). Ma se vogliamo avere una reale possibilità di evitare il catastrofico cambiamento climatico, non è sufficiente ridurre le nostre emissioni; dobbiamo invertire il processo.

Dobbiamo puntare alle "emissioni negative". Ciò significa rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera, e idealmente tornando ai livelli di CO₂ atmosferica preindustriale. Questo è un compito arduo:l'attuale concentrazione atmosferica è di 410 parti per milione (ppm), rispetto a circa 280 ppm prima della rivoluzione industriale.

intrigante, i recenti progressi (vedi sotto) nella ricerca sui biocarburanti hanno avvicinato ulteriormente questa prospettiva. Per capire perché, dobbiamo prima sapere qualcosa sulla produzione di biocarburanti.

Passando alle alghe

Da anni l'industria petrolifera produce biocarburanti, utilizzando colture alimentari come la canna da zucchero, mais e soia, che vengono trasformati mediante fermentazione o altri processi chimici in etanolo o biodiesel. Questo è stato controverso, in parte a causa delle conseguenze negative della monocoltura su larga scala di queste colture.

Di conseguenza, le compagnie petrolifere stanno ora finanziando programmi di ricerca sulle cosiddette colture di biocarburanti di seconda generazione, in particolare alghe, che può essere coltivato in acqua piuttosto che a terra. Ciò eviterà molte delle critiche ai biocarburanti di prima generazione.

Le alghe si presentano in molte forme. Le alghe sono una forma ben nota di macroalghe e sono presenti anche molte microalghe, come le fioriture algali che di tanto in tanto si verificano nei fiumi e nei laghi inquinati.

Le alghe sono relativamente inefficienti nella fotosintesi della CO₂. Ma le recenti scoperte aiutano in qualche modo a risolvere questo problema.

I ricercatori finanziati dalla Exxon sono riusciti a modificare geneticamente le alghe in modo da raddoppiare il tasso di riduzione del carbonio. Indipendentemente, un gruppo di ricercatori della Washington State University ha appena scoperto come far crescere le alghe in pochi giorni, piuttosto che settimane, aprendo la strada a una produzione di biocarburanti più efficiente.

Se riusciamo a coltivare il giusto tipo di alghe, in quantità sufficienti, il prossimo passo sarà convertirlo in biocarburante. Le colture di biocarburanti di prima generazione erano ricche di zuccheri e amido che potevano essere trasformati in combustibili mediante processi come la fermentazione. Le alghe non possono essere trasformate in questo modo. C'è, però, un altro processo che può essere utilizzato:la pirolisi.

Se riscaldi biomasse come le alghe in presenza di ossigeno, brucia, il che significa che il carbonio si combina con l'ossigeno dell'aria per formare CO₂. Però, se viene riscaldato in assenza di ossigeno, non può bruciare. Quello che succede invece è che vari oli e gas vengono allontanati, lasciando una forma relativamente pura di carbonio, noto come char o biochar. Il processo è noto come pirolisi ed è stato praticato per migliaia di anni per trasformare il legno in carbone.

Il carbone brucia con particolare intensità e storicamente è stato apprezzato ovunque fossero richieste temperature molto elevate, come nella lavorazione dei metalli. Il processo è rappresentato nel grafico sottostante. Il gas, quando bruciato, produce molto più calore del necessario per far funzionare il pirolizzatore, e l'eccedenza può essere utilizzata per generare elettricità. Soprattutto per l'industria petrolifera, gli oli prodotti sono facilmente raffinati in carburanti per il trasporto. Per questa ragione, le compagnie petrolifere stanno finanziando la ricerca sulla pirolisi.

Oltre a bruciare con un calore intenso, biochar ha altre due caratteristiche molto importanti. Primo, è un prezioso additivo del suolo, e infatti viene venduto a utilizzatori agricoli per questo scopo.

Secondo, mescolato al terreno sopravviverà per centinaia di anni, forse anche un millennio. Produrre salmerino e sequestrarlo nel terreno è quindi un modo semipermanente di catturare il carbonio. In contrasto, le foreste sono un po' meno permanenti, perché gli alberi alla fine muoiono e marciscono, restituendo metano e anidride carbonica nell'atmosfera; o bruciare, restituendo CO₂ nell'atmosfera. Pirolisi, poi, offre la possibilità di sequestro del carbonio a lungo termine - è una via verso le emissioni negative.

L'ultima cosa da notare sulla pirolisi è che variando i parametri del processo come la temperatura e il tipo di alghe, si possono variare le proporzioni relative delle uscite. In particolare, si può massimizzare la produzione di salmerino, o in alternativa, la produzione di oli da utilizzare per i carburanti per autotrazione. I ricercatori sui biocarburanti sono ovviamente interessati a massimizzare quest'ultimo, con char che è in una certa misura un sottoprodotto indesiderato.

Però, se la pirolisi delle alghe diventa un modo commercialmente valido per produrre biocarburante, il salmerino può essere venduto per l'arricchimento del suolo. Il risultato sarebbe un flusso costante - forse più realisticamente un filo - di carbonio restituito al suolo.

Tutto questo ci avvicina in modo stuzzicante alla produzione di salmerini su larga scala, per se stesso. La stessa ricerca che fornisce biocarburanti di seconda generazione commercialmente validi potrebbe presumibilmente essere reindirizzata per massimizzare la resa di carbone. Il biocarburante sarebbe quindi un sottoprodotto, piuttosto che l'obiettivo primario.

Sfortunatamente, il mercato del carbone non è ancora sufficientemente sviluppato per rendere questa proposta commerciale. Un prezzo significativo sul carbonio potrebbe cambiare tutto questo. Se vogliamo seriamente ottenere emissioni negative, questo potrebbe essere il prezzo che dobbiamo pagare. E chi lo sa, una volta che i benefici del salmerino come additivo del suolo diventano meglio stabiliti, il valore commerciale del carbone può essere tale che il prezzo del carbone non sarà più necessario.

La produzione di salmerini su vasta scala potrebbe avere effetti collaterali indesiderati? Sappiamo che il biochar fresco nel terreno può disattivare rapidamente gli erbicidi portando a uno scarso controllo delle infestanti. Questi risultati suggeriscono che l'uso del biochar dovrà essere gestito con attenzione in situazioni agricole che si basano su erbicidi applicati al suolo. I benefici agricoli netti appaiono, però, essere travolgente.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.