I ricercatori di Argonne quantificano come ridurre le emissioni delle aziende agricole modificando le loro pratiche e adottando nuove tecnologie.
Attualmente, il settore agricolo contribuisce in modo significativo alle emissioni di gas serra (GHG) negli Stati Uniti, che rappresentano il 9% delle emissioni complessive di gas a effetto serra della nazione. Le pratiche che i coltivatori di grano usano per produrre i loro raccolti:gestione della fertilità, pratiche di lavorazione del terreno e rotazioni delle colture:influenzano l'impronta di carbonio complessiva dell'agricoltura statunitense. Utilizzando pratiche sostenibili, gli agricoltori potrebbero ridurre sostanzialmente la loro impronta di carbonio e diventare un partner vitale per l'industria dei biocarburanti nei suoi sforzi per produrre i combustibili a minor carbonio possibile.
"Questo lavoro è unico poiché forniamo una quantificazione completa dell'intensità di carbonio (CI) per le attività dalla culla alla fattoria conducendo analisi basate su scenari per pratiche agricole selezionate che utilizzano dati di inventario del ciclo di vita regionalizzati e un suolo organico spazialmente esplicito strumento per modellare il carbonio."—Xinyu Liu, incaricato post-dottorato
Un recente studio condotto da ricercatori della divisione Energy Systems presso l'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha quantificato quanto le aziende agricole potrebbero ridurre le emissioni modificando le loro pratiche e adottando nuove tecnologie. Xinyu Liu, un incaricato post-dottorato, ha scritto sulla ricerca fondamentale in Lettere di ricerca ambientale , pubblicato il 20 luglio. Ha collaborato con Hoyoung Kwon, principale scienziato ambientale, e Michael Wang, responsabile delle valutazioni dei sistemi, tutta Argonne; e Daniel Northrup, un ex appaltatore dell'Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) del DOE, ora con Benson Hill, una società di miglioramento delle colture a St. Louis.
"Questo lavoro è unico poiché abbiamo quantificato come l'intensità di carbonio (IC) delle materie prime di mais cambierebbe con un'ampia gamma di pratiche agricole e diverse regioni agricole. Oltre alle emissioni di gas serra derivanti dalla produzione e dall'applicazione di input agricoli, abbiamo anche considerato gli impatti del carbonio organico del suolo, " disse Liù.
La ricerca si è concentrata sulla cintura di mais dell'Illinois, Indiana, Iowa, Minnesota, Nebraska, Ohio, Michigan, South Dakota e Wisconsin e ha mostrato come le diverse pratiche agricole influenzino l'IC delle materie prime. I professionisti dell'agricoltura sostenibile potrebbero implementare pratiche di IC più basse, come l'adozione della coltivazione conservativa, ridurre l'uso di fertilizzanti azotati, e l'implementazione di colture di copertura, ridurre la propria impronta di carbonio, che potrebbe migliorare l'efficienza dell'azienda agricola e aiutare l'ambiente.
La ricerca del team Argonne si è storicamente concentrata sull'IC dei biocarburanti, che viene determinato tramite la tecnica di analisi del ciclo di vita per tenere conto degli usi e delle emissioni di energia/materiale quando la materia prima viene prodotta e convertita in combustibile. La tecnica viene utilizzata dal programma Low Carbon Fuel Standard (LCFS) del California Air Resources Board per calcolare l'IC del biocarburante. Le aziende agricole che riducono l'IC di biocarburanti possono generare credito LCFS, che ha un valore monetario per i produttori di biocarburanti e potenzialmente per gli agricoltori che forniscono le materie prime a basso tenore di carbonio. I produttori di biocarburanti possono migliorare il loro punteggio IC complessivo premiando le materie prime con IC inferiore, riducendo così ulteriormente l'IC totale dei biocarburanti.
Attualmente, LCFS consente applicazioni da singoli impianti di conversione di biocarburanti, che ha portato a significativi investimenti e innovazione nei processi di produzione per ridurre l'IC. Però, il consiglio valuta l'IC per le materie prime in base a una media nazionale, indipendentemente dalle variazioni significative a livello di campo nell'IC basate sulla pratica di produzione. Il lavoro di Argonne determina la fonte della variazione e suggerisce che un cambiamento nella pratica agricola porterebbe a importanti riduzioni delle emissioni se attuato su larga scala.
"Abbiamo condotto un'analisi CI basata su scenari di etanolo da mais, insieme a dati di inventario regionalizzati, per varie pratiche agricole per la gestione dei campi di mais e ha identificato i parametri chiave che influenzano le emissioni di gas serra dalla culla alla fattoria, ", ha affermato Liu. "I risultati dimostrano grandi variazioni spaziali nell'IC per il mais, ed eventualmente per l'etanolo, a causa degli usi dei fattori produttivi e delle pratiche di gestione del territorio".
