Lo Scenic Hudson Soil Lab è una struttura piuttosto modesta. Seduto in cima a una fattoria di canapa nella Hudson River Valley di New York, il laboratorio è disadorno, e non più grande di una tavola calda lungo la strada. L'invisibilità del sito, però, smentisce l'importanza della ricerca in corso all'interno.

Negli ultimi anni, il laboratorio è diventato l'hub regionale per un fiorente gruppo di scienziati, agricoltori e imprenditori che si riuniscono qui per analizzare campioni di terreno prelevati da appezzamenti di terreno locali, misurare questi campioni per il loro contenuto di carbonio organico. Mentre sempre più proprietari terrieri esaminano la possibilità di generare e vendere compensazioni di carbonio, gli atti legali che verificano che una tonnellata di anidride carbonica è stata catturata dall'atmosfera, o non emesso in primo luogo, la ricerca in corso all'interno del laboratorio è cruciale.

Gli agricoltori hanno, per anni, conoscevano la loro capacità teorica di compensare le emissioni di carbonio gestendo la loro terra in modo da catturare l'anidride carbonica dall'atmosfera e immagazzinarla nel suolo, un insieme di pratiche a volte chiamate agricoltura rigenerativa. Ma misurare l'assorbimento di carbonio all'interno del suolo come risultato di tali pratiche si è rivelato difficile e sfumato nel tempo, e gli agricoltori hanno generalmente evitato queste pratiche, che richiedono più lavoro dell'agricoltura convenzionale.

Ma grazie a un'ondata di nuovi sviluppi tecnologici, c'è speranza che la struttura degli incentivi possa cambiare per gli agricoltori, che collettivamente possono dare un contributo significativo alla riduzione delle emissioni di carbonio. Secondo alcune stime, se i 1,2 miliardi di acri di terreno agricolo americano (più della metà della base terrestre degli Stati Uniti) passassero a pratiche agricole rigenerative, potrebbe sequestrare fino al 20% del carbonio necessario per raggiungere l'obiettivo dell'amministrazione Biden di compensare completamente le emissioni di carbonio dell'America entro il 2050.

Nello specifico, un certo numero di aziende sta sperimentando nuove tecnologie di imaging remoto che potrebbero aiutare a semplificare il modo in cui gli agricoltori misurano la quantità di carbonio nei loro terreni. Fino ad ora, la spesa e il tempo associati alla misurazione del contenuto di carbonio nel suolo sono stati un grosso ostacolo per gli agricoltori che speravano di generare compensazioni di carbonio sulla loro terra. Se queste nuove tecnologie si dimostrano efficaci, potrebbero accelerare notevolmente lo sforzo in corso per rendere l'industria agricola carbon negative.

Misurare il carbonio nel suolo dal cielo

L'emergere di queste tecnologie arriva in un momento opportuno per gli agricoltori, chi, teoricamente, sono ben posizionati per capitalizzare su una crescente domanda di compensazioni di carbonio. Poiché il pubblico è diventato più consapevole dei rischi associati al riscaldamento climatico, ha sempre più esercitato pressioni sugli inquinatori affinché facessero di più per mitigare le loro emissioni. Infatti, durante la pandemia di COVID-19, il numero di aziende che si impegnano a diventare carbon neutral è raddoppiato. Ma attualmente, meno del 2% delle transazioni nei mercati volontari del carbonio, piattaforme attraverso le quali vengono scambiate compensazioni di carbonio verificate, deriva dall'agricoltura.

"Le compensazioni provengono tradizionalmente da impianti di energia rinnovabile che sostituiscono la generazione di idrocarburi, modifiche dei processi industriali che riducono o eliminano le emissioni rispetto a una linea di base, o progetti di riforestazione, "dice Satyajit Bose, un professore alla Columbia University che tiene conferenze sull'intersezione tra sostenibilità e finanza.

"Se le nuove tecnologie possono ridurre l'onere (finanziario) di verifica per gli agricoltori introducendo economie di scala... potrebbe essere un processo molto più efficiente, " continua Bose.

Le aziende che sviluppano queste tecnologie stanno schierando flotte di droni, aerei, e satelliti dotati di telecamere di precisione. Queste immagini, quando incrociato con campioni di carotaggio del suolo come quelli analizzati allo Scenic Hudson Soil Lab, stanno producendo alcuni dei modelli più accurati di carbonio nel suolo mai registrati. I modelli, che si basano su algoritmi avanzati di machine learning e intelligenza artificiale, stanno aiutando i ricercatori a monitorare e prevedere a distanza i livelli di carbonio nel suolo.

"Si chiama imaging iperspettrale, " spiega Petra Sikorski, riferendosi alla tecnologia di imaging sottostante che è, in parte, alimentando l'ascesa del settore "analisi geospaziale". Sikorski è il direttore dello sviluppo aziendale di Cloud Agronomics, un'azienda con sede a Boulder che è una delle poche start-up ag-tech che aiuta a fare da pioniere in questo settore nascente.

In modo cruciale, questa tecnologia richiede che gli agricoltori producano solo un singolo ciclo di campioni iniziali del terreno - ciò che Sikorski chiama "dati di verità sul terreno" - al fine di costruire modelli per tracciare il carbonio a distanza. Questo cambiamento rappresenta un importante miglioramento rispetto allo status quo, dove i proprietari terrieri hanno tradizionalmente bisogno di presentare una serie continua di campioni di suolo per misurare e verificare il consumo di carbonio.

A livello granulare, La tecnologia di imaging di Cloud Agronomics consente ai suoi ricercatori di visualizzare un numero significativamente maggiore di bande nello spettro della luce. Dato che il carbonio nel suolo ha proprietà chimiche uniche che riflettono determinate lunghezze d'onda della luce, Cloud Agronomics avrà la capacità di far volare un aereo con una telecamera iperspettrale su un appezzamento di terreno e prevedere quanto carbonio c'è in quel terreno.

Sebbene questa tecnologia sia imperfetta in quanto vi è ancora un sostanziale margine di errore nelle letture del carbonio nel suolo, è, secondo Sikorski, un importante miglioramento rispetto ai modelli geochimici esistenti prodotti da immagini aeree.

La capacità delle telecamere iperspettrali di fornire informazioni così dettagliate è nota da anni, Sikorski continua. "Ma (fino a questo punto) non è stato commercializzato con successo per l'agricoltura, e in particolare non per il carbonio del suolo."

Vantaggi per gli agricoltori

Per gli agricoltori il cui lavoro è notoriamente rischioso, il potenziale flusso di reddito generato dalla produzione di compensazioni di carbonio potrebbe essere sia una barriera in un mondo in cui un clima che cambia sta sconvolgendo i modelli agricoli tradizionali, e una necessaria fonte di reddito complementare.

"Potrebbe davvero rappresentare una licenza per stampare denaro, "dice Ann Marie Gardner, un consulente per i proprietari terrieri che sponsorizzano la ricerca in corso presso lo Scenic Hudson Soil Lab. Gardner è particolarmente ottimista sulle prospettive per gli agricoltori se sono in grado di accedere in modo più efficiente ai mercati del carbonio.

"Stiamo arrivando a un punto tecnologicamente in cui saremo in grado di tracciare i dati sul carbonio dalle aziende agricole in un modo che non è stato realmente possibile prima, " continua Gardner. "Se riusciamo a dimostrare che abbiamo il potenziale per sequestrare il carbonio su larga scala nel suolo, si spera che sia un incentivo per il pubblico a investire nelle pratiche agricole che producono questi risultati".

Il prodotto di Cloud Agronomics sta già attirando agricoltori, chi sono, in numero crescente, chiedendo di essere inclusi in programmi pilota che testano la tecnologia di imaging.

"Proprio adesso, la domanda dei clienti supera la nostra capacità di vendita, " afferma Sikorski. "Stiamo contemporaneamente commercializzando e sperimentando questa tecnologia con alcune delle più grandi aziende agricole".

La necessità di un prezzo più alto sul carbonio

Nonostante il crescente interesse, ci sono ancora grossi ostacoli che impediscono a piattaforme come Cloud Agronomics di espandersi. Molti esperti non sono convinti che valga la pena investire nella generazione di compensazioni di carbonio per gli agricoltori, anche dopo aver preso in considerazione un prezzo ridotto per verificarli.

"Può costare a un agricoltore tra $ 250 e $ 400 un acro per trasformare una fattoria in rigenerativa, e la redditività e la resa possono soffrire per tre anni, " afferma Sam Schiller, il fondatore di Carbon Yield, un'azienda che consiglia agli agricoltori se e come modificare le loro pratiche di gestione del territorio in modo che possano iscriversi ai mercati del carbonio.

"Dopo il passaggio, i profitti operativi possono essere allettanti, ma la maggior parte delle aziende agricole non ha abbastanza denaro a disposizione per coprire quella difficile transizione, e sono pochi i supporti economici e agronomici che siano fatti su misura per soddisfare quell'acuta esigenza, " aggiunge Schiller.

Facendo eco a questo sentimento, Il segretario all'agricoltura Thomas Vilsack ha recentemente ammesso che "i pagamenti effettivi (che gli agricoltori ricevono per i crediti di carbonio) non sono necessariamente significativi, comunque non sufficienti a compensare i problemi legati al mercato del carbonio".

Con la maggior parte dei crediti di carbonio venduti nell'intervallo da $ 15 a $ 20 per tonnellata di carbonio, la matematica per gli agricoltori è torbida. La maggior parte degli esperti concorda sul fatto che per invogliare più agricoltori a iscrivere la propria terra a programmi di sequestro del carbonio, ci sarà bisogno di prezzi più alti per gli offset sul mercato.

"Per il prezzo a cui sta andando il carbonio in questo momento, non è un buon investimento prelevare campioni di terreno, "dice Sally Flis, che ha un dottorato in scienze del suolo e consiglia gli agricoltori sulle strategie di sostenibilità per conto di Nutrien Ag Solutions, una delle più grandi aziende di fornitura agricola del paese. "Nella gamma di $ 15-20 dollari (per le compensazioni di carbonio), è nella migliore delle ipotesi una proposta di pareggio per la maggior parte degli agricoltori".

Allineare il prezzo di una compensazione del carbonio per riflettere la realtà finanziaria sul campo per gli agricoltori è una delle principali iniziative su cui stanno lavorando Gardner e i suoi partner del laboratorio Scenic Hudson Soil. "Quando si guarda alla letteratura sul prezzo del carbonio sul mercato, i crediti dovrebbero essere più vicini a $ 100, " spiega Gardner.

La Banca Mondiale è d'accordo. Nel suo rapporto più recente che valuta gli incentivi economici e i prezzi del carbonio, ha concluso che sarà necessario un prezzo compreso tra $ 50 e $ 100 per tonnellata di carbonio per ridurre efficacemente il carbonio per essere in linea con gli obiettivi fissati dall'accordo di Parigi.

Fortunatamente, le stesse tecnologie di imaging che stanno aiutando gli agricoltori a monitorare i livelli di carbonio nel loro suolo vengono anche sfruttate per rendere le emissioni di carbonio più tracciabili e trasparenti per il pubblico in generale. Nei prossimi mesi, un team coordinato da Al Gore spera di lanciare la "Climate Trace Coalition, " che fornirà dati liberamente accessibili attraverso una serie di industrie inquinanti, dall'agricoltura alla spedizione al trasporto via terra.

"Inizierà davvero a fare pressione sugli inquinatori per ripulire il loro atto, e magari rivolgerci ai mercati del carbonio, "aggiunge Gardner, che rappresenta il settore agricolo come consigliere speciale della Climate Trace Coalition.

Quando viene chiesto se le persone saranno disposte a pagare un prezzo più alto per le compensazioni di carbonio, Gardner sostiene che è possibile.

"Guardando la generazione più giovane, una generazione più attenta al clima, pensiamo che saranno disposti a pagare di più per le compensazioni di carbonio. E quando mantieni il prezzo basso come lo è ora, le persone continueranno a inquinare, quindi come è una soluzione efficace se stiamo cercando di decarbonizzare effettivamente?"

Ma anche se più giovane, le aziende più attente al clima sono disposte a pagare un prezzo più alto, convincere le società più grandi a farlo sarà complicato. Le aziende più grandi che cercano di compensare le proprie emissioni di carbonio sono comprensibilmente sensibili al prezzo delle compensazioni di carbonio, considerando che potrebbero acquistarne migliaia ogni anno per bilanciare le proprie emissioni.

L'"anello mancante" secondo Flis, è che al momento c'è una "mancanza di fiducia da parte delle più grandi società acquirenti in ciò che stiamo facendo in merito ai crediti di carbonio generati dall'agricoltura".

Gardner pensa che costruire tale fiducia da parte degli acquirenti richiederà più dati che dimostrino definitivamente i co-benefici del sequestro del carbonio. Questi benefici includono:terreni più sani e più produttivi, aumento della biodiversità, acqua più pulita, e una minore vulnerabilità ai disastri naturali.

"Devi raccontare una storia quando vendi una compensazione di carbonio, " spiega Gardner. "Quando si rendono più vividi i co-benefici, e non paghi più solo per la riduzione delle emissioni di carbonio, è allora che puoi iniziare a far pagare quel prezzo più alto."

Un numero crescente di aziende dedica tempo all'analisi statistica di questi co-benefici. Un recente studio del Soil Health Institute, un'organizzazione no-profit con sede in North Carolina, ha scoperto che su 100 aziende agricole in 10 stati che avevano recentemente adottato pratiche di salute del suolo rigenerative, l'85% ha guadagnato maggiori entrate, il 67% ha aumentato i rendimenti, e il 97% ha riportato una maggiore resilienza a condizioni meteorologiche estreme.

"C'è una serie di vantaggi associati all'aggiunta di carbonio al suolo, soprattutto rispetto ad altre forme di compensazione del carbonio, " fa eco Nick Reinke, il senior manager della strategia e dello sviluppo del mercato di Truterra, una cooperativa agricola dedita alla promozione della sostenibilità agricola. "Ma non c'è un modo semplice per spiegare questi vari benefici all'interno di un credito di carbonio".

"Abbiamo incredibili dati pubblicamente disponibili dall'USDA, " continua Reinke. "Stiamo facendo del nostro meglio per combinare questi set di dati con dati di gestione specifici del campo in nuovi modi per fornire informazioni fruibili in azienda".

Idealmente, i nuovi flussi di dati provenienti da aziende come Climate Trace e Cloud Agronomics possono ulteriormente dimostrare questi "vantaggi cumulativi" fornendo punti di dati continui che possono essere utilizzati per costruire modelli più solidi che tracciano come il sequestro del carbonio influisce su entrambi i microtrend all'interno di un appezzamento di terreno, e macrotendenze negli ecosistemi più grandi.

Anche se queste informazioni impiegano alcuni anni per essere riflesse dai segnali di prezzo nei mercati del carbonio, il discorso pubblico sulle sfumature del prezzo del carbonio sta guadagnando terreno man mano che sempre più persone accettano l'idea che ci sia un valore reale nel sequestrare il carbonio nel suolo oltre al fatto che non è più nell'atmosfera.

Per esempio, telefono leggero, una società di tecnologia cellulare fondata nel 2015, recentemente impegnato a pagare $ 100 per tonnellata per le sue compensazioni di carbonio. Sul suo sito web, un blurb che giustifica la decisione dell'azienda di acquistare le compensazioni di carbonio a prezzo più elevato afferma:

"Quando le compensazioni sono troppo economiche, incentiva il comportamento "inquina e dimentica"... per regolare effettivamente la psicologia del consumo per tenere conto delle esternalità, dobbiamo essere in grado di sentire il peso di queste esternalità. A 100 dollari la tonnellata, compensare il Light Phone non è proibitivo, ma abbastanza costoso da farti pensare a cosa stai acquistando."

Ora, il compito è persuadere più aziende, attraverso la scienza e l'economia, pensare così.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.