Se 4, 000 fattorie e vivai norvegesi producevano biochar e lo mescolavano al terreno, potremmo dimezzare le emissioni di CO2 del settore agricolo. Questo approccio completamente naturale produce anche piante più robuste e sane.

C'è una nuova aggiunta tra le serre del vivaio Skjærgaarden, il primo impianto di biochar della Norvegia. Biochar è identico al carbone (o carbone per barbecue), ma può essere prodotto non solo dal legno, ma anche da altri tipi di materiale organico. Il vivaio ospita il primo impianto dimostrativo di biochar in Norvegia, che è stato installato in collaborazione con il progetto di ricerca interdisciplinare CAPTURE+.

"La nostra motivazione per iniziare la produzione di biochar è migliorare il suolo, "dice Kristin Stenersen, che gestisce l'asilo nido Skjærgaarden insieme a suo marito Bjørge Madsen. "Vogliamo piante più robuste e più sane, e per ridurre il nostro uso di pesticidi sintetici e fertilizzanti artificiali. Certo, il fatto che il biochar si leghi anche alla CO2 è un ulteriore vantaggio, " lei dice.

"Le persone sono invitate a venire a vedere di persona come funziona in pratica, "dice Maria Kollberg Thomassen, che è ricercatore senior presso SINTEF e Project Manager per CAPTURE+.

A metà giugno, il vivaio ha accolto più di 70 rappresentanti di organizzazioni del settore pubblico e privato, scienziati ricercatori, e rappresentanti del settore agricolo in relazione all'apertura del nuovo impianto di produzione di biochar.

Tecnologia Biochar, che non è molto conosciuto in Norvegia, permette di catturare la CO2 dall'atmosfera e immagazzinare carbonio nel suolo. Offre anche benefici al settore agricolo perché rende i terreni più ricchi di sostanze nutritive e contrasta gli effetti delle condizioni di siccità.

Kollberg Thomassen raccoglie una manciata di biochar dalla pianta, che prevede di convertire la biomassa in biochar a una velocità di circa 300 chilogrammi all'ora. Questa pianta è progettata per la produzione su piccola scala e può essere utilizzata dagli agricoltori di tutti i giorni.

"Il progetto è innovativo perché, da una parte, stiamo esaminando come la tecnologia del biochar può essere migliorata applicando bio e nanotecnologie, " dice Kollberg Thomassen. " Dall'altro, stiamo studiando l'economia, aspetti sociali e politici legati all'uso di una nuova tecnologia, " lei dice.

Svezia, vicino di Norvegia, sta utilizzando il carbone biologico in misura molto maggiore. Kollberg Thomassen è tornato di recente da una visita alla società svedese di gestione dell'acqua e dei rifiuti Stockholm Vatten. Utilizza i rifiuti del giardino per produrre biochar che viene utilizzato per aiutare a coltivare alberi e altre piante a Stoccolma. Il processo è redditizio perché le piante richiedono meno cure. Ha anche il vantaggio di gestire l'acqua in eccesso a seguito di forti piogge.

"Se 4, 000 fattorie e vivai norvegesi producevano biochar e lo mescolavano al terreno, potremmo dimezzare le nostre emissioni del settore agricolo, " afferma Erik Joner di NIBIO. NIBIO è uno dei partner del progetto CAPTURE+, ed è l'organizzazione con la più lunga esperienza nella ricerca sul biochar in Norvegia.

Nel 2010, un articolo di ricerca è stato pubblicato in Natura stimando che il 12% delle emissioni di CO2 antropogeniche può essere catturato in biochar ogni anno senza entrare in conflitto con altri obiettivi di utilizzo della biomassa.

Joner afferma che il biochar contiene carbonio stabile che è legato nel suolo e non ritorna nell'atmosfera. La coalificazione modifica la struttura molecolare del materiale in modo tale che batteri e funghi non siano in grado di scomponerlo. Quando mescolato con il suolo costituisce circa la metà dell'uno per cento del contenuto del suolo.

Nella regione amazzonica, NIBIO ha trovato carbone (biochar) formato da materiale vegetale residuo nel terreno che è compreso tra 1, 000 e 1, 500 anni. Il suolo qui è ancora oggi più fertile di suoli che non sono stati forniti con tali aggiunte di carbonio.

Joner confronta il carbone biologico con l'humus, che chiama "l'oro nero nel suolo". È l'humus che rende il terreno vitale e ricco di sostanze nutritive. Senza esso, alberi e altre piante non sarebbero in grado di crescere. Ma l'humus non può essere fabbricato e, proprio come l'humus, biochar ha la proprietà di poter sia trattenere che poi rilasciare nutrienti alle piante. È di colore scuro, il che significa che quando arriva la primavera, la luce del sole riscalda rapidamente il terreno. È sia poroso che eccellente nel trattenere l'acqua, rendendolo in grado di contrastare le condizioni di siccità.

NIBIO ha stimato che i primi due milioni di tonnellate di CO2 che possono essere legate ogni anno nel biochar in Norvegia possono provenire da foreste e rifiuti agricoli facilmente accessibili.

"La vegetazione naturale della Norvegia si sta rianimando, e ci sono un sacco di rifiuti forestali che giacciono in giro e marciscono, " dice Joner. "I volumi di legname nelle foreste norvegesi sono aumentati di 25 milioni di metri cubi, ma ne vengono raccolti solo 12 milioni. Le foreste beneficeranno di diradamenti volti a promuovere la crescita e foreste sane, " lui dice.

Un vantaggio della produzione di biochar è che tutti i tipi di materiale organico, dalla paglia al letame di cavallo, può essere immesso in un impianto di conversione. Ciò significa che il biochar non sarà in concorrenza con la biomassa utilizzata per altri scopi come i carburanti per aviazione a base biologica, che richiedono materie prime di qualità superiore.

Il biochar viene prodotto riscaldando la biomassa a temperature comprese tra 500 e 700 gradi mentre viene fornita con volumi limitati di ossigeno (vedi riquadro dei fatti).

Il professor Stephen Joseph dell'Università del New South Wales ha condotto ricerche sul biochar per molti anni, e ha visitato Skjærgaarden per dimostrare come funziona l'impianto. Ha osservato come il biochar viene utilizzato per tutto, dalla rimozione dei metalli pesanti dal suolo, ai risultati positivi dei test effettuati in Australia dove è stato aggiunto letame bovino, e come i cinesi hanno iniziato a investire nel biochar, che mescolano con fertilizzanti artificiali.

Al vivaio Skjærgaarden, il piano iniziale è di mescolare il biochar con il compost come mezzo per fornire nutrienti a piante e colture. Stenersen ritiene che il biochar sia un eccellente agente per restituire i nutrienti al suolo, e che è un approccio più naturale e sensibile, simili ai metodi usati prima che i fertilizzanti artificiali diventassero la norma.

"Siamo solo ai blocchi di partenza e ci vorrà del tempo per ritrovare i piedi. Ma le possibilità sono enormi, " dice. "Stephen Joseph ci ha ispirato a realizzare un esperimento che prevede la miscelazione di biochar con rifiuti ricchi di silicio provenienti da cave di larvikite. Questo può essere utilizzato in aggiunta a, o in sostituzione di, fertilizzanti artificiali, "dice Stenersen.

Un altro vantaggio dell'aggiunta di biochar è che aumenta il pH del terreno. Attualmente, Gli agricoltori norvegesi usano la calce per aumentare i valori di pH.

Markus Steen è un ricercatore presso SINTEF che esamina i tipi di misure politiche necessarie se il biochar diventerà un mezzo per mitigare il cambiamento climatico. Ha anche studiato le barriere che in genere si presentano quando viene introdotta una nuova tecnologia.

Se il biochar deve diventare un fattore nella contabilità del cambiamento climatico in Norvegia, deve essere stabilito uno schema di certificazione per assicurarsi che il carbonio rimanga nel suolo. Ciò è essenziale se un sistema di compensazione del carbonio, pagare gli agricoltori per arare il carbone biologico nel terreno, è introdotto.

Però, in termini di misure, La tecnologia biochar è più di un'altra tecnologia per la cattura e lo stoccaggio del carbonio. Steen ritiene che la tecnologia non farà un passo avanti se viene semplicemente promossa come strumento di mitigazione del cambiamento climatico.

A SINTEF, chiamiamo biochar un "uovo più gentile" – sulla base di tutte le opportunità che offre. Ha il potenziale per affrontare molte sfide, compresa la riduzione della necessità di fertilizzanti e forse anche l'aumento dei raccolti. Probabilmente sono questi aspetti positivi, piuttosto che il suo effetto sul cambiamento climatico, che stimolerà l'interesse degli agricoltori.

Steen ritiene che durante la fase di avvio, è importante fornire incentivi per la creazione di impianti di prova a diverse scale, e in diverse parti della Norvegia. Gli utenti dovrebbero essere coinvolti da vicino perché questo favorisce l'interazione e la fiducia nel prodotto. Attualmente, i nostri livelli di competenza nel campo del biochar sono limitati, e c'è un grande bisogno di informazioni.

"Il settore pubblico ha un ruolo importante da svolgere, e può assumere un ruolo guida nella creazione di un mercato di nicchia, " dice Steen. "Un buon esempio di ciò è la società di gestione dei rifiuti intercomunale IVAR, con sede a Stavanger e Sandnes nella Norvegia occidentale. IVAR sta progettando di investire in un impianto di biochar, da cui il calore in eccesso verrà utilizzato per riscaldare edifici pubblici, "dice Steen.

Jon Randby lavora nella divisione agricoltura presso gli uffici del governatore della contea a Vestfold, e ha seguito gli sviluppi presso l'impianto dimostrativo di Skjærgaarden. È d'accordo con Steen che gli incentivi per iniziare i test devono essere implementati ora.

"Biochar offre grandi opportunità agli agricoltori, e ora c'è una maggiore disponibilità nella comunità agricola a sperimentare nuove iniziative rispetto a dieci anni fa, "dice. "Per questo motivo, sono necessarie ricerche approfondite per dimostrare che funziona. Stiamo vedendo che i terreni stanno diventando sempre più poveri di nutrienti, quindi dobbiamo agire ora. Non ultimo, abbiamo bisogno di misure di mitigazione del cambiamento climatico, " lui dice.

Il gigante chimico Elkem è uno dei maggiori produttori mondiali di silicio e ferrosilicio e sta progettando di utilizzare più biochar nei suoi processi di produzione qui in Norvegia. Intende raggiungere questo obiettivo aumentando la percentuale di biochar nelle sue miscele di agenti riducenti utilizzate nella produzione di silicio e ferrosilicio al 20% entro il 2021 e al 40% entro il 2030. Ciò equivale a riduzioni delle emissioni in Norvegia di 450, 000 tonnellate di CO2. Le riduzioni delle emissioni saranno ottenute sostituendo il carbone fossile.

"Abbiamo appena avviato un progetto di ricerca quadriennale chiamato PyrOpt, finanziato dal Consiglio di ricerca norvegese, in cui il nostro obiettivo è ottimizzare il processo di pirolisi utilizzato per produrre biochar in modo che soddisfi i requisiti di Elkem, "dice Geir Johan Andersen, chi è Project Manager per il progetto PyrOpt presso Elkem.

L'azienda punta anche a sfruttare tutti i sottoprodotti della pirolisi come il bio-olio, e l'energia in eccesso sotto forma di vapore. Ci possono essere anche alcune frazioni di biochar che sono più adatte a scopi diversi da come agente riducente.

"Stiamo cercando opportunità per collaborare alla costruzione di un impianto di biochar di questo tipo, ed è per questo che è utile incontrarne altri e partecipare a progetti dimostrativi come quello di Skjærgaarden, "dice Andersen.