Per evitare un aumento sostanziale della scarsità d'acqua, le piantagioni di biomassa per la produzione di energia necessitano di una gestione sostenibile dell'acqua, mostra un nuovo studio. La bioenergia è spesso considerata una delle opzioni per ridurre i gas serra per raggiungere gli obiettivi climatici di Parigi, soprattutto se abbinato alla cattura della CO ₂ da centrali a biomasse e immagazzinarlo nel sottosuolo. Eppure la coltivazione di piantagioni di bioenergia su larga scala in tutto il mondo non richiede solo terra, ma anche notevoli quantità di acqua dolce per l'irrigazione, che può essere in contrasto con il rispetto dei confini planetari della Terra. Gli scienziati hanno ora calcolato nelle loro simulazioni al computer più dettagliate fino ad oggi quanto stress idrico aggiuntivo potrebbe comportare per le persone in tutto il mondo in uno scenario di irrigazione convenzionale e uno di uso sostenibile dell'acqua dolce.

"Irrigazione di future piantagioni di biomassa per la produzione di energia senza una gestione sostenibile dell'acqua, combinato con la crescita della popolazione, potrebbe raddoppiare sia l'area globale che il numero di persone che soffrono di grave stress idrico entro la fine del secolo, secondo le nostre simulazioni al computer, ", afferma l'autore principale Fabian Stenzel dell'Istituto di Potsdam per la ricerca sull'impatto climatico (PIK) che ha sviluppato l'idea di ricerca nel programma estivo per giovani scienziati dell'Istituto internazionale per l'analisi dei sistemi applicati (IIASA). "Tuttavia, la gestione sostenibile dell'acqua potrebbe quasi dimezzare lo stress idrico aggiuntivo rispetto a un altro scenario analizzato di forte cambiamento climatico non mitigato dalla produzione di bioenergia".

Necessità sia di regolamentazione politica che di miglioramenti in azienda

"Gestione sostenibile dell'acqua significa sia la regolamentazione politica, come i prezzi o gli schemi di assegnazione dell'acqua, per ridurre la quantità di acqua prelevata dai fiumi, sia miglioramenti in azienda per fare un uso più efficiente dell'acqua, ", afferma la coautrice Sylvia Tramberend di IIASA. Ciò potrebbe includere cisterne per la raccolta dell'acqua piovana o pacciamatura per ridurre l'evaporazione. "Inoltre, la gestione sostenibile dell'acqua include la conservazione di flussi fluviali affidabili per garantire ecosistemi indisturbati all'interno e lungo i fiumi. La gestione fluviale a monte e a valle può infatti richiedere una cooperazione internazionale che richieda una maggiore gestione fluviale transfrontaliera e tra diversi utenti dell'acqua:questa è la sfida futura per la gestione integrata delle risorse idriche".

Il riscaldamento globale in gran parte non mitigato insieme alla crescita della popolazione aumenterebbe il numero di persone sotto stress idrico di circa l'80% nelle simulazioni. L'uso potenziato della bioenergia con la cattura e lo stoccaggio del carbonio potrebbe limitare il cambiamento climatico:quando le piante crescono, assorbono CO ₂ dall'aria e costruiscilo nei loro tronchi, ramoscelli e foglie. Se questa biomassa viene bruciata in centrali elettriche e la CO ₂ viene catturato dagli scarichi e stoccato nel sottosuolo (cattura e stoccaggio del carbonio, in breve CCS), questo può eventualmente aiutare a ridurre la quantità di gas serra nella nostra atmosfera:gli scienziati lo chiamano "emissioni negative".

In molti scenari, questi sono considerati necessari per raggiungere obiettivi ambiziosi di mitigazione del clima se le riduzioni dirette delle emissioni procedono troppo lentamente, e per bilanciare eventuali emissioni residue di gas serra che sono difficili o impossibili da ridurre, ad esempio potenzialmente nel settore dell'aviazione, determinati tipi di industria o nella produzione di bestiame.

La scarsità d'acqua rimane una sfida enorme

"Secondo gli scenari esistenti, le piantagioni di biomassa potrebbero aumentare fino a 6 milioni di chilometri quadrati se il riscaldamento globale deve essere limitato a 1,5 gradi Celsius entro la fine del secolo, il più ambizioso dei due obiettivi di temperatura dell'accordo di Parigi, ", afferma il coautore Dieter Gerten di PIK. "Utilizziamo questi input di scenario per eseguire simulazioni nel nostro modello globale ad alta risoluzione della vegetazione e del bilancio idrico per esplorare le implicazioni dell'acqua dolce. Mentre l'irrigazione sostanziale implicata in uno scenario di bioenergia più CCS, inclusa la crescita della popolazione, suggerisce un aumento del 100% del numero di persone che affrontano lo stress idrico, combinandolo con una gestione sostenibile dell'acqua, il numero scende al 60%. Questo, Certo, è ancora un aumento, compromessi così impegnativi sono sul tavolo."

Le regioni che già oggi soffrono di stress idrico sarebbero le più colpite nello scenario del cambiamento climatico, come il Mediterraneo, Medio Oriente, Cina nord-orientale, Africa sud-orientale e sud-occidentale. Nello scenario bioenergia più CCS senza una gestione sostenibile dell'acqua, lo stress idrico elevato si estende ad alcune regioni altrimenti non interessate, come l'est del Brasile e gran parte dell'Africa subsahariana. Qui, nello scenario analizzato si ipotizzano grandi aree di piantagione di biomassa che necessitano di irrigazione.

Gli obiettivi di sviluppo sostenibile e i confini planetari devono essere presi in considerazione

La mitigazione del clima è uno degli obiettivi di sviluppo sostenibile (OSS) che il mondo ha deciso di raggiungere. Il nesso acqua-energia-ambiente studiato in questa ricerca evidenzia che i percorsi verso la sostenibilità devono considerare tutti gli SDG interessati.

"I numeri mostrano che in entrambi i casi, la gestione sostenibile dell'acqua è una sfida da affrontare con urgenza, " dice il co-autore Wolfgang Lucht, capo del dipartimento di ricerca per l'analisi del sistema terrestre di PIK. "Questo nuovo studio conferma che le misure attualmente considerate per stabilizzare il nostro clima, in questo caso bioenergia più CCS, deve prendere in considerazione una serie di ulteriori dimensioni del nostro sistema Terra:i cicli dell'acqua sono uno di questi. Rischi e compromessi devono essere considerati attentamente prima di avviare politiche su larga scala che stabiliscano mercati e infrastrutture della biomassa. Il concetto di Confini Planetari considera l'intero sistema Terra, incluso ma non limitato al clima. In particolare, l'integrità della nostra biosfera deve essere riconosciuta per proteggere uno spazio operativo sicuro per l'umanità".