lunedì 5 novembre 2007
di Alessandro Lodi e Laura Monni
Biocombustibili e biocarburanti sono due delle frontiere delle energie rinnovabili che si sfrutteranno maggiormente a livello industriale, e in Europa i sistemi agricoli si stanno muovendo in questa direzione. L'Unione europea ha avviato nell'ultimo decennio un processo di conoscenza prima e di sostegno poi per l'utilizzo di biocarburanti nel settore dei trasporti.
È un interesse crescente che si è manifestato anche in numerosi documenti di politica energetica, fino alla direttiva europea 2003/30/CE (recepita in Italia con il DLgs. 30 maggio 2005 n. 128), che ha forzato i Paesi membri dell'Unione ad adottare politiche mirate all'utilizzo dei biocarburanti auspicando sul mercato interno una quota minima di biocombustibili del 2% entro il 2005 e del 5,75% per il 2010. L'implementazione della direttiva finora non è stata agevole, visto che nel 2005 i biocombustibili rappresentavano solo l'1% del totale dei carburanti immessi al consumo nell'Ue25, quota che in Italia scende addirittura allo 0,51%.
Il settore dei biocarburanti è composto da due filiere: il biodiesel e il bioetanolo. Il primo (estere metilico di olii vegetali) è prodotto a partire da piante oleaginose come la colza o il girasole. L'olio vegetale subisce un processo di esterificazione mediante l'uso di metanolo (derivato dal gas naturale) che consente di ottenere il biodiesel e la glicerina, che può essere a sua volta riutilizzata in altri campi produttivi. Il biodiesel può essere utilizzato nella sua forma pura o diluito con gasolio. Il bioetanolo, invece, è ottenuto dalla distillazione dello zucchero prodotto dalla barbabietola o dalla canna, dai cereali (come frumento, orzo, mais), da alcuni frutti o da vinacce e patate, mediante processo di fermentazione alcolica e può essere trasformato in Etbe (Etil-terziario-butil-etere, composto da etanolo e isobutilene derivato dal petrolio).
Il maggior utilizzo dell'etanolo è ad oggi come additivo nelle benzine senza piombo (ETBE) ma può essere utilizzato anche come combustibile alternativo alla benzina tradizionale (E100). Se la miscela è composta da una quota di bioetanolo inferiore al 10% (E10), può essere utilizzata da tutte le auto in commercio senza alcun intervento specifico (International Energy Agency 2004). L'utilizzo di miscele con un contenuto maggiore del 10% di etanolo richiede invece specifici interventi sul motore dell'auto. I Flexible Fuel Vehicles, cioè auto dotate di una alimentazione ibrida benzina/etanolo, sono in grado di funzionare sia se alimentati con benzina tradizionale che con una miscela comprendete fino all'85% di etanolo (E85). Il forte potere ossigenante che caratterizza l'etanolo bilancia il suo minor contenuto energetico, pari al 70% delle normali benzine: per questo motivo l'introduzione di piccole percentuali di etanolo nel carburante non riduce le prestazioni del motore.
Esistono altri tipi di biocarburanti come il biogas, l'olio vegetale, carburanti diesel sintetici ricavati da biomassa, e il bioidrogeno, che valorizzano materiali ricchi di cellulosa e lignina ricavati dagli scarti delle industrie agroalimentari o dai rifiuti. Nonostante questa soluzione non sia ancora matura tecnologicamente, la produzione del così detto “etanolo di seconda generazione” potrebbe fornire in prospettiva una molteplicità di materie prime a bassissimo costo e ridurre le superfici di terreno dedicate alle coltivazioni energetiche.
I carburanti di origine biologica possono svolgere un ruolo strategico dal punto di vista della tutela ambientale, in quanto permettono di differenziare gli approvvigionamenti e ridurre allo stesso tempo le emissioni di gas a effetto serra e altri inquinanti, vedi tabella 1. I biocombustibili vantano, infatti, un più che positivo bilancio energetico (rapporto tra output ed input di energia).
| Tabella 1. I benefici ambientali dei biocarburanti | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| CO | NO x | SO2 | PM | VOC | HC | |
| bioetanolo al 95% | -23% | -50% | -93% | -70% | -58% | |
| biodiesel puro | -47% | +10% | -48% | -67% | ||
| Fonte: Rielaborazione su dati EPA 2002 e CETA 2007 | ||||||
Anche in Sardegna, dove la disponibilità di terreni seminativi da dedicare alle nuove colture sarebbe di particolare rilievo, la campagna a favore del biodiesel ha trovato molti sostenitori, dalla Coldiretti all'assessorato all'Industria. Nel Piano energetico ambientale regionale è prevista la produzione di «una quantità significativa di biocarburanti», utilizzando un mix di oleaginose, barbabietole e vinacce, tenendo conto del recupero delle terre incolte e delle aree già coltivate a barbabietole, e dando così, fra l'altro, nuove opportunità al mercato del lavoro locale. Si pone, inoltre, il problema di non abbandonare la coltivazione della barbabietola da zucchero in seguito alla riduzione dei contributi europei e alla riforma della politica agricola comunitaria del 2003 e dell'organizzazione comune del mercato dello zucchero (OCM) del 2006; si propone di produrre bioetanolo utilizzando in parte gli impianti dello zuccherificio di Villasor.
La riforma varata nel febbraio 2006 può essere così sintetizzata:
L'Italia ha scelto di ridurre la sua quota produttiva di oltre il 50% e può quindi beneficiare di tutte le misure di sostegno messe in campo da Bruxelles. Allo stato attuale delle trattative, l'Italia ha inoltre ottenuto una quota addizionale di 10.000 tonnellate di zucchero da produrre. Rispetto alla realizzazione di un impianto completamente nuovo, la riconversione di uno zuccherificio presenta alcuni importanti vantaggi. Da un punto di vista tecnologico i due impianti sono quasi identici: uno zuccherificio necessita solamente dell'installazione di vasche di fermentazione affinché possa trasformare i succhi ricavati dalle bietole in etanolo, in questo modo è possibile ridurre i costi di investimento del 25% circa. È inoltre possibile modulare l'impianto in modo da poter produrre sia zucchero che etanolo, rendendo l'investimento meno vulnerabile alla fluttuazione dei prezzi dell'etanolo e dello zucchero sui mercati internazionali.
| Tabella 2. Prezzi dello zucchero e della barbabietola dopo la riforma dell'OCM |
||
|---|---|---|
| zucchero | bietole | |
| 2006-2007 | 632 € | 47,67 € |
| 2009-2010 | 404 € | 28,30 € |
| Fonte: CESF, Comitato europeo produttori di zucchero | ||
I diversi obiettivi regionali di produzione con la prospettiva del 2010 fissati dal PEAR sono:
Se l'obiettivo della Sardegna coincide con quello europeo, è necessario dedicare alle coltivazioni di oleaginose e zuccherine superfici dell'ordine di 39.000 ettari, cosicché la produzione in termini di energia primaria sia complessivamente pari 56 ktep/anno, pari appunto al 5,8% del consumo annuo dei trasporti stradali. La seguente tabella 3 riassume i dati delle aree da coltivare per conseguire i tre possibili risultati, il cui realizzarsi dipende fortemente dalle condizioni climatiche e geopedologiche delle aree oggi disponibili in Sardegna, e dalle condizioni economiche che si verificheranno anche in relazione alla nuova PAC1.
| Tabella 3. Potenzialità energetica del comparto dei biocarburanti | ||||
|---|---|---|---|---|
| materia prima | superficie (ha/anno) |
produzione (tbiocarb/anno) |
energia primaria (ktep/anno) |
obiettivo di immissione nel mercato (%) |
| oleaginose e zuccherine | 7.000 | 15.000 | 11 | 1,13 (obiettivo minimo Sardegna) |
| oleaginose e zuccherine | 15.000 | 35.000 | 25 | 2,5 (coerente con obiettivo italiano) |
| oleaginose e zuccherine | 39.000 | 75.000 | 56 | 5,8 (coerente con obiettivo europeo) |
| Fonte: PEARS, 2006 | ||||
Occorre comunque evidenziare come, qualora si studi il problema con una prospettiva più ampia, non vi sia unanimità di giudizio nel sostenere che i biocarburanti siano effettivamente meno inquinanti dei combustibili tradizionali. Se l'analisi viene estesa a tutto il processo di produzione ed utilizzo del combustibile, questo fa sì che il bilancio energetico complessivo dei biocarburanti sia meno positivo di quanto potrebbe apparire a prima vista.
Giova ricordare come la locuzione “biocombustibile” comprenda in realtà una famiglia piuttosto eterogenea in termini non solo di “prodotto finito”, ma anche di materie prime e processi produttivi che danno vita a risultati molto differenziati. Senza dimenticare le complesse interazioni che fanno sì che un miglioramento in un determinato parametro ambientale possa essere in realtà controbilanciato da un peggioramento in altri ambiti, con un effetto complessivo difficile da valutare, e portare - a fronte di considerevoli vantaggi in termini di ridotte emissioni di gas nocivi - a un peggioramento di determinati indicatori ambientali, come nello specifico quello inerente l'eutrofizzazione.
Ad oggi, lo sviluppo della filiera dei biocarburanti incontra barriere di vario genere, la più significativa delle quali è rappresentata dal costo di produzione. Con un prezzo del petrolio intorno ai 56 dollari al barile (prezzo medio nel 2005) produrre un litro di benzina costava circa 0,30 euro. Il costo del bioetanolo e del biodiesel varia molto in relazione al costo della materia prima da cui è prodotto e dal Paese di produzione, ma affinché le produzioni più efficienti e meno costose possano reggere il mercato senza sostanziali sussidi dello Stato, il prezzo del petrolio deve superare almeno i 70 dollari al barile di media annua.
Un altro problema rilevante che ostacola uno sviluppo più deciso dell'industria biocarburanti è rappresentato dalla cosiddetta “competition for land”. In altri termini, vi è il timore che un incremento nella produzione di biocombustibile abbia conseguenze e impatti negativi in termini di acutizzazione della scarsità di terreni coltivabili per scopi tradizionali, fenomeni di deforestazione eccetera. Non esiste una voce univoca in merito all'effettiva minaccia che l'industria dei biocarburanti potrebbe rappresentare, sotto tale punto di vista. Si contrappongono due principali scuole di pensiero, vale a dire quella degli ottimisti, secondo cui i biocarburanti rappresentano la soluzione al problema energetico, e quella dei pessimisti, secondo cui invece, più che di soluzione si dovrebbe parlare di aggravante.
Questi ultimi sottolineano come la scarsità di terreni coltivabili disponibili possa ostacolare, in caso di aumentata produzione di biocarburanti, la produzione “tradizionale” di derrate alimentari. Ciò provocherebbe, a cascata, una serie di impatti negativi quali un aumento di fenomeni di deforestazione incontrollata (con conseguenze drammatiche per il mondo naturale e per la biodiversità in generale), una pressione senza precedenti sulle risorse idriche e numerose conseguenze anche sul piano sociale, sociale, come la cancellazione di intere comunità di agricoltori ad appannaggio dei nuovi giganti agrari. Il tutto con sullo sfondo una popolazione mondiale in continua espansione, che secondo la Fao dovrebbe raggiungere i 10 miliardi di unità entro il 2050 acutizzando ulteriormente il problema.
I pessimisti ricordano come ad oggi tutti i terreni più fertili e produttivi siano già utilizzati per la coltivazione, e come negli anni '90 il terreno coltivabile procapite sia diminuito del 20% (Worldwatch Institute 1997), trend che si è poi andato consolidando nel primo scorcio del nuovo secolo. Alcuni studi indicano che le colture per biocarburanti dovranno occupare tra il 4% e il 13% della superficie agricola totale nei 25 Stati membri dell'Ue (a seconda delle colture scelte e dello sviluppo tecnologico) per soddisfare pienamente l'obiettivo del 5,75% fissato dalla direttiva sui biocarburanti. Ancora, uno studio Iea del 2004 conclude che, per produrre entro il 2020 biocombustibili pari al 10% del totale dei carburanti immessi al consumo negli Usa utilizzando coltivazioni tradizionali quali cereali, zucchero o olio vegetale, potrebbero servire circa il 40% delle aree attualmente coltivate.
Gli ottimisti però rispondono a queste tesi asserendo che non vi sia alcun pericolo di “competition for land”, in quanto le frequenti emergenze alimentari sono dovute ad un'iniqua distribuzione delle derrate disponibili, e non ad una insufficiente disponibilità di terreni coltivabili. È inoltre possibile produrre biocombustibili con colture non tradizionali che, per le loro caratteristiche intrinseche, non entrano in competizione con coltivazioni sfruttate per fini alimentari. È il caso, ad esempio, della jatropha, pianta molto diffusa in India, che ha come caratteristica il crescere in terreni aridi semidesertici, in zone ove altre colture non potrebbero comunque attecchire. I fautori dei biocarburanti puntano molto su questo feedstock innovativo, tanto che negli ultimi anni si stanno sviluppando rapidamente coltivazioni di Jatropha anche in zone sempre più vaste dell'Africa, con ripercussioni positive sulle delicate economie locali grazie alla creazione di numerosi posti di lavoro.
Esistono, dunque, opinioni e punti di vista diversi sulle prospettive e le effettive capacità dei biocarburanti di rispondere alle sempre più pressanti istanze energetiche da un lato e ambientali dall'altro. È convinzione comune però, che, al fine di rendere più agevole la diffusione dei biocarburanti abbassando i costi e riducendo gli impatti ambientali, sia necessario migliorare le rese delle coltivazioni da cui parte il processo produttivo. La riduzione dei costi e l'aumento delle rese possono essere ottenuti anche attraverso l'ingegneria genetica. Questa via, in parte già utilizzata negli Stati Uniti, è però molto controversa in quanto gli effetti degli Ogm sull'uomo non sono stati pienamente studiati e verificati. Inoltre l'Ue e l'Italia hanno a più riprese chiaramente espresso la loro opposizione all'utilizzo di Ogm nella produzione agricola. Esiste, infatti, il rischio concreto che il polline delle piantagioni Ogm, trasportato dal vento o da insetti, si depositi sui campi di colture tradizionali e biologiche trasformandole in transgeniche.
Dall'analisi svolta emerge un quadro complesso e articolato caratterizzato, però, da alcune certezze: l'impatto ambientale complessivo dei biocarburanti appare positivo, soprattutto a fronte di scelte oculate sulle colture e sui territori da cui produrre le materie prime necessarie. L'Unione europea non può prescindere dalle importazioni per far fronte almeno in parte agli ambiziosi impegni fissati. Allo stato attuale i combustibili di origine biologica non sono in grado di sostituire quelli di origine fossile, ma i margini per la riduzione dei costi e degli impatti ambientali sono ampi.
Lo sviluppo su vasta scala dei combustibili di origine biologica non può prescindere dalla diffusione di colture energetiche non tradizionali, come la jatropha, o ancora dallo sviluppo di biocarburanti di seconda generazione, quali le micro-alghe. Infine, la riconversione degli zuccherifici in impianti per la produzione dell'etanolo può essere una grande opportunità per sviluppate una filiera nazionale per la produzione di biocombustibili in grado di soddisfare, in modo competitivo ed economicamente efficiente, almeno parte della domanda che la direttiva 2003/30/CE sta creando.
Per poter sviluppare una filiera produttiva sul territorio nazionale devono essere soddisfatte alcune condizioni quali:
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