Quasi un miliardo di acri di terra negli Stati Uniti è dedicato all'agricoltura, producendo più di un trilione di dollari di prodotti alimentari per sfamare il paese e il mondo. Quegli stessi processi agricoli, però, ha anche prodotto circa 700 milioni di tonnellate di anidride carbonica equivalente nel 2018, secondo il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti.

Trovare un modo per ridurre il secondo mentre si sostiene il primo sta diventando un'area di maggiore attenzione negli sforzi nazionali di decarbonizzazione e sta attirando una maggiore attenzione presso l'Oak Ridge National Laboratory. ORNL sta convocando oggi un workshop virtuale per riunire l'industria, il mondo accademico e le risorse scientifiche di livello mondiale di un laboratorio nazionale del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per affrontare la sfida.

"Potrebbe non essere immediatamente evidente che esiste una connessione tra energia e decarbonizzazione agricola, ma devi solo grattare la superficie per vedere che i due sono molto intrecciati, " ha detto David Sholl, che è a capo della nuova iniziativa di decarbonizzazione trasformazionale di ORNL. "Per esempio, enormi quantità di energia vengono spese per produrre fertilizzanti ricchi di azoto utilizzando il gas naturale come materia prima. Quel fertilizzante si scompone nel terreno per rilasciare grandi quantità di protossido di azoto, un gas serra estremamente potente e di lunga durata. Se potessimo ridurre l'uso di fertilizzanti o persino creare un processo completamente nuovo per produrre fertilizzanti, sarebbe una grande vittoria per la decarbonizzazione".

Anche meglio, alcuni cambiamenti scientifici alle pratiche agricole potrebbero convertire quei milioni di acri di terreno agricolo in un enorme pozzo di carbonio, sequestrando miliardi di tonnellate di carbonio all'anno, ha detto Sholl.

Questi tipi di potenziali impatti hanno portato l'ORNL ad aumentare le risorse investite nella ricerca sulla decarbonizzazione agricola e a convocare un grande workshop sull'argomento. Il workshop riunirà rappresentanti dell'industria, il mondo accademico e altri laboratori nazionali per creare team coordinati incentrati sulle tecnologie e sulla scienza emergente relative al nesso tra la salute del suolo, le operazioni e l'efficienza del sistema dei veicoli che possono aiutare a decarbonizzare il settore agricolo statunitense.

"Queste aree di ricerca sono state un'area storica di interesse per ORNL e i suoi numerosi partner, quindi è naturale che dovremmo applicare questa conoscenza al settore agricolo, che è maturo per gli sforzi di decarbonizzazione guidati dalla scienza su questa scala, " ha detto Moe Khaleel, Deputato ad interim dell'ORNL per la scienza, la tecnologia e i progetti. "Ad esempio, ORNL è da decenni leader nell'elettrificazione dei veicoli. Sappiamo che l'agricoltura degli Stati Uniti utilizza molti macchinari di grandi dimensioni alimentati da prodotti petroliferi. Quali progressi possiamo fare elettrizzando quel macchinario pur mantenendo la sua potenza ed efficienza?"

Mentre il workshop segna una maggiore attenzione alla decarbonizzazione agricola, non è affatto l'inizio degli sforzi del laboratorio in quell'area. I ricercatori dell'ORNL lavorano da decenni per creare colture bioenergetiche più resistenti e trovare altri modi per rendere l'agricoltura meno ad alta intensità di carbonio. Per esempio, i ricercatori l'anno scorso hanno pubblicato uno studio che ha scoperto che gli Stati Uniti potrebbero sequestrare 200 milioni di tonnellate di CO ₂ nei terreni agricoli utilizzando una tecnica nota come bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio. Quel numero potrebbe salire a 700 milioni entro il 2040, permettendo agli Stati Uniti di sequestrare fino a 46 miliardi di tonnellate entro l'anno 2100.

Altri scienziati dell'ORNL hanno scoperto un singolo gene derivato da una pianta di agave del deserto che può essere inserito nelle colture per renderle più tolleranti alla siccità, più produttivo e più in grado di estrarre CO ₂ dall'atmosfera. I ricercatori hanno anche sviluppato un mix di microrganismi che può essere utilizzato come biofertilizzante in grado di sostituire i fertilizzanti azotati ad alta intensità di carbonio.

Mentre altre aree di ricerca saranno senza dubbio identificate durante il workshop, una cosa resta certa. Se gli Stati Uniti vogliono raggiungere i propri obiettivi di emissioni per il 2050, dovrà rivolgersi al settore agricolo, e dovrà farlo utilizzando tecniche scientifiche all'avanguardia disponibili nel sistema di laboratorio nazionale DOE.

"Quando si tratta di decarbonizzazione, tutti i settori dell'economia sono importanti, " ha detto Sholl. "L'agricoltura deve essere classificata come una delle più importanti, però. Il cibo è un requisito assoluto per sostenere la vita, quindi dobbiamo applicare questo alto livello di rigore scientifico alla sfida mantenendo la produttività e l'innovazione che sono il segno distintivo dell'agricoltura americana".