Il Biochar è carbonio puro e molto stabile nel tempo. Quale modo migliore per immagazzinare la CO2 atmosferica se non in questa forma concentrata e inerte? L’IPCC ha addirittura qualificato il biochar come una tecnologia a emissioni negative essenziale per mantenere la possibilità di limitare il riscaldamento globale a 1,5°C.
Il biochar può essere prodotto da qualsiasi materiale vegetale riscaldato senza ossigeno tra 300°C e 700°C, una reazione chiamata pirolisi o carbonizzazione. Il carbone utilizzato per i barbecue, ad esempio, può essere considerato biochar. Ma questo materiale offre molte altre applicazioni oltre alla semplice produzione di energia. Incorporato nel terreno, ne migliora la struttura, riduce l’acidità, trattiene l’acqua a livello delle radici e combatte anche alcuni insetti nocivi delle colture. Un’altra applicazione, il biochar ha eccellenti proprietà di filtrazione e decontaminazione, una volta attivato per renderlo più poroso. Può quindi essere utilizzato anche per produrre acqua potabile o filtrare i fanghi degli impianti di depurazione.
30 anni di esperienza globale sul biochar e le sue applicazioni
CIRAD è esperto di biochar da più di 30 anni. “ All’epoca eravamo pionieri nella ricerca sull’energia da biomassaspiega Patrick Rousset, ricercatore specializzato in energia del legno al CIRAD. Questa lunga esperienza ci garantisce ancora oggi riconoscimenti a livello mondiale per i processi di produzione e caratterizzazione dei biochar. »
Prove effettuate in Senegal, nell’ambito del progetto europeo Bio4africa © UASZ, B4A
“ Le nostre competenze si collocano sia su scala industriale che su quella di piccole unità autonome di trasformazione adattate ai contesti rurali del Sud e che producono biochar da residui colturali, aggiunge Alfredo Napoli, ricercatore in Ingegneria di processo al CIRAD. Si estende poi ai colleghi agronomi che effettuano prove in campo per testare l’impatto dello spargimento sulla produttività delle colture, sulla struttura del suolo, sulla biologia, ecc.» Basandosi su questa competenza multidisciplinare unica e con la crescente popolarità del Biochar, il CIRAD è coinvolto in una moltitudine di progetti molto diversi che consentono la produzione di ricerca applicata.
Produrre energia che immagazzina carbonio
Una reazione di pirolisi della biomassa produce in media il 30% di biochar e il 70% di gas molto inquinanti che possono, e addirittura devono, essere bruciati per produrre energia. Questa energia può anche essere parzialmente utilizzata per alimentare la pirolisi. Comprendiamo quindi il potenziale di cattura del carbonio derivante da questa reazione di carbonizzazione. Ecco perché è uno dei cinque percorsi studiati dal progetto Cronus. L’obiettivo di questo progetto Horizon Europe (2022-2026) è ambizioso, ma lascia sognare: produrre energia con un’impronta di carbonio complessiva negativa. Questa energia verrebbe dai gas biogenici, cioè dalla biomassa per sfruttare la CO2 immagazzinata dalle piante grazie alla fotosintesi. Alfredo Napoli sta guidando il percorso della pirolisi nel progetto Cronus. “ È un concetto che sappiamo funzionare, ma è operativo solo su scala industriale e utilizzando il legno. L’idea è quella di poterlo applicare in modo autonomo e caso per caso, a seconda dei residui, delle capacità e delle esigenze di biomassa disponibili. »
Residui colturali recuperati nel Biochar…
Integrati in una logica di economia circolare, i rifiuti agricoli possono essere una vera miniera d’oro. È sulla base di questo postulato che funziona il progetto europeo Bio4Africa (2021-2025). “Abbiamo sviluppato un processo di produzione di biochar, in collaborazione con l’Universidade Federal de Viçosa in Brasile, per tre usi: miglioramento dei terreni agricoli, produzione di bricchette per uso energetico e progettazione di filtri a carboni attivi per rendere l’acqua potabile.», spiega Patrick Rousset. Proprio quest’ultima applicazione è oggetto della tesi che Landry Koffi sta attualmente svolgendo al CIRAD. “Sto cercando processi che gli agricoltori possano facilmente adottare per produrlo localmente in Africa.», spiega il dottorando che attualmente sta testando il biochar ottenuto da gusci di arachidi e baccelli di cacao.
In Madagascar il progetto europeo Dinaamicc, finanziato nell’ambito del programma Desira, è coordinato dal CIRAD. Collabora con Ceffel, centro malgascio di sperimentazione e formazione che ha appena avviato gli studi sul biochar. “Tutto è nato dall’esigenza dei produttori aderenti alla Fifata, organizzazione contadina, di valorizzare al meglio la lolla di riso, residuo colturale molto abbondante,spiega Andry Rasamimanana, responsabile di Ceffel.I produttori hanno provato a ricavarne compost e vermicompost, ma la lolla di riso si decompone con difficoltà. Sempre con l’obiettivo di migliorare il terreno, abbiamo avuto l’idea di trasformarlo in biochar.» La pratica abituale per lo smaltimento dei cumuli di lolla di riso è quella di usarli come combustibile, ad esempio nelle fornaci di mattoni, e poi ammendare il terreno con la cenere. Ma questa pratica è meno vantaggiosa per il suolo rispetto all’aggiunta di biochar, per non parlare del fatto che rilascia carbonio invece di immagazzinarlo.
“Come tutte le innovazioni, è necessario effettuare studi per avere riferimenti tecnico-economici su questo argomento per avere, alla fine, un vero strumento decisionale per i produttori.aggiunge Andry Rasamimanana.Da qui la stretta collaborazione con Cirad e l’agroagenzia Fert nella caratterizzazione dei biochar prodotti e il miglioramento del metodo di pirolisi per renderlo meno inquinante e più produttivo.»
…per un’economia circolare
Alain Ratnadass è un entomologo agrario del CIRAD. È interessato a un’altra potenziale applicazione dei biochar ricchi di silice: la lotta contro i parassiti delle colture. Ha coordinato una revisione della letteratura su questo argomento. Dopo i test con risultati promettenti in laboratorio e in serra, in collaborazione con Fofifa e l’Università di Antananarivo, con finanziamenti europei, e della Regione e Prefettura della Riunione, inizieranno le sperimentazioni in campo aperto in Madagascar e Riunione.
A Reunion, un altro progetto che coinvolge il biochar è iniziato di recente. Ecopal riceve un finanziamento da Ademe per testare la valorizzazione del legno dei pallet in biochar da utilizzare come substrato agricolo. I primi test sono stati completati appena il mese scorso. Resta da caratterizzare il biochar prodotto e analizzare la rilevanza del settore nel territorio.
Biochar per risanare i terreni degradati…
Il progetto Fenix (Innovazioni per il miglioramento del suolo dai rifiuti organici) è sostenuto dal programma Horizon Europe della Commissione Europea. Permetterà di trasformare i rifiuti organici in ammendanti per migliorare la fertilità dei suoli agricoli immagazzinando carbonio.
“Questo progetto è davvero motivante, perché unisce tre grandi obiettivi per l’umanità: il miglioramento della produzione agricola ripristinando la fertilità dei suoli degradati, la lotta ai cambiamenti climatici e l’uso virtuoso dei rifiuti organici, che stanno diventando dannosi per l’ambiente non valutato», afferma entusiasta François Pinta, ricercatore del CIRAD e project manager dell’unità Biowooeb. L’emendamento che il progetto Fenix punta a produrre unisce il biochar al digestato, un sottoprodotto del settore del biometano. CIRAD è responsabile dello sviluppo di oltre 30 biochar da 4 tipi di rifiuti verdi in diverse condizioni di pirolisi. È responsabile della loro caratterizzazione secondo lo standard EBC (European biochar certificate). “Questo è un passo importante per conoscere le proprietà desiderate in termini di minerali fertilizzanti, pH e capacità di ritenzione idrica, ad esempio,precisa François Pinta.Ciò permette anche di verificare l’assenza di sostanze inquinanti come sostanze cancerogene o metalli pesanti dannosi per la salute degli esseri viventi.»
…o immagazzinare carbonio nelle strade
Il potenziale del biochar per immagazzinare il carbonio viene esplorato in modo innovativo nel progetto Via del riso (Fondazione Ferec). L’obiettivo era testare la valorizzazione dei coprodotti del riso in leganti bituminosi per il sequestro del carbonio. Questo piccolo progetto di un anno portato avanti con Cerema, TotalEnergies OneTech e Cirad ha avuto risultati molto conclusivi. Incorporando nel bitume solo il 5% del biochar prodotto dalla lolla di riso e dalla paglia si riduce l’impronta di carbonio del settore del 50%. Alfredo Napoli, che ha partecipato al progetto, è entusiasta: “se riuscissimo a incorporare il 10% o più di biochar, il settore diventerebbe neutrale, o addirittura avrebbe un impatto negativo sul carbonio.»
Biochar, una pratica precolombiana
Si dice che la manifestazione più emblematica del biochar si trovi nella “terra loana” (terra nera in portoghese). Questi appezzamenti particolarmente fertili si trovano nel cuore dell’Amazzonia, molto vicino a terreni molto degradati. L’analisi di questa “terra readya” ha rivelato che più di 2.000 anni fa gli indiani dell’Amazzonia praticavano l’interramento del biochar nel terreno mantenendo fino ad oggi l’elevato potenziale di fertilità di questi appezzamenti.
