Dalla fattoria al serbatoio del carburante:5 colture eco-compatibili coltivate per gas e diesel

"Tizio!" esclamò il mio amico prima di spiegare che Henry Ford ha progettato il Modello T per funzionare con biocarburante di canapa, e Rudolf Diesel, chi ha inventato il motore diesel, destinato a funzionare con olio di arachidi. Non solo quello, ma i biocarburanti non inquinano come il petrolio, Ho studiato. Presto ho incontrato un ragazzo con uno scuolabus convertito a biodiesel, che eruttava dal tubo di scappamento il delizioso profumo di patatine fritte.

Perché nessuno, tranne gli hippy dagli occhi sognanti, sembrava esserne consapevole? E perché, un secolo dopo l'invenzione del Modello T, se stessimo combattendo guerre per il petrolio - e rovinando il pianeta con gli scarichi del petrolio - quando potremmo coltivare il nostro organico, carburante ecologico in casa?

Nel giro di pochi mesi ho acquistato un camion diesel scassato e mi sono ritrovato a intrufolarmi dietro ristoranti giapponesi per travasare l'olio usato per friggitrici da gigantesche vasche di metallo che puzzavano di tempura rancida. Respingendo i topi e gli ubriaconi, io e un amico abbiamo raccolto l'olio in fusti da 55 galloni, mescolandolo con metanolo acquistato da un negozio automobilistico specializzato, e liscivia del diavolo rosso, un comune detergente per scarichi dal negozio di ferramenta locale (questi sono i tre ingredienti principali del biodiesel) nel suo cortile. Abbigliato con guanti ignifughi e occhiali di sicurezza (liscivia e metanolo, siamo rimasti sgomenti nell'apprendere, sono altamente tossici), le nostre tute macchiate d'olio, abbiamo versato nervosamente il primo lotto nel serbatoio del carburante del mio camion e abbiamo avviato il motore.

Non solo ha funzionato, ma il forte, il motore diesel rumoroso ha adottato una fusa regolare (il metanolo è effettivamente venduto come detergente per iniettori di carburante, far funzionare più agevolmente i motori con il biodiesel). Io e il mio amico ci siamo dati il ​​cinque quando l'odore nocivo dello scarico del diesel ha lasciato il posto a una fragranza di friggitrice relativamente piacevole. Non solo ci siamo uniti a una rivoluzione per salvare il pianeta, riempivamo i nostri serbatoi al prezzo di un po' di metanolo e liscivia.

La rivoluzione dei biocarburanti che non c'era

In quel periodo, orde di appassionati di biocarburanti fai da te stavano raccogliendo l'olio usato per friggitrici in tutto il paese, e numerose start-up stavano iniziando a produrre biodiesel riciclato su scala commerciale. Anche il governo federale è stato coinvolto, offrendo incentivi agli agricoltori e alle compagnie petrolifere per creare un'industria nazionale di carburante locale.

Con l'attuazione dello standard nazionale sui combustibili rinnovabili nel 2005, e l'Energy Independence and Security Act nel 2007, l'industria dei trasporti è stata costretta ad adottare biocarburanti su larga scala, ecco perché quasi tutte le pompe di benzina del paese ora portano un piccolo segno che indica che il carburante "può contenere fino al 10 percento di etanolo" - il carburante a base di alcol che è l'equivalente del biodiesel nel motore a gas.

Ma questo quadro non era così roseo come sembrava, come abbiamo dettagliato in un saggio fotografico sull'etanolo a base di mais nel numero dell'autunno 2017 di Contadino moderno . Mais e, in misura minore, soia e milo sono le uniche colture fino ad oggi che si sono dimostrate economicamente sostenibili per la produzione di biocarburanti su scala industriale negli Stati Uniti (grandi quantità di etanolo da canna da zucchero sono prodotte nei paesi tropicali, come il Brasile). Ma si scopre che i problemi ambientali associati alla coltivazione di quelle colture su scala industriale - una coltura che richiede terreni altamente fertili e un'abbondante irrigazione, lavorazione del terreno, e carburante per trattori da produrre – superano i benefici ambientali della combustione di biocarburante a base di mais.

L'etanolo da mais ha perso rapidamente la sua reputazione di soluzione ai cambiamenti climatici, eppure gli agricoltori continuano a piantarla con entusiasmo, sostenuto dall'aumento dei prezzi pagati per staio dall'entrata in vigore del Renewable Fuel Standard. Quasi il 40% del raccolto annuale di mais viene ora convertito in combustibile. La "mania dell'etanolo" ha portato negli ultimi anni a coltivare alcuni degli ultimi resti della prateria nativa per piantare mais. L'etica dell'uso di terreni agricoli di prima qualità per coltivare carburante piuttosto che cibo è dubbia nella migliore delle ipotesi.

Colture di biocarburanti di nuova generazione

L'uso di olio da cucina riciclato come combustibile deve ancora diventare un successo commerciale diffuso, né c'è abbastanza olio per friggitrici là fuori per alimentare anche solo una frazione dei veicoli in questo paese. Ma in teoria, quasi ogni materiale vegetale può essere convertito in biocarburante, compresi i prodotti di scarto come segatura e stocchi di mais (attualmente l'etanolo è prodotto principalmente da chicchi di mais, non steli). I ricercatori stanno lavorando su biocarburanti ottenuti da specie che crescono in modo prolifico su terreni marginali e richiedono poca o nessuna irrigazione o fertilizzante. Alcuni stanno persino cercando di raccogliere specie invasive come materia prima per gli impianti di biocarburanti.

Sfortunatamente, una serie di ostacoli pratici e tecnologici hanno finora impedito la produzione su larga scala di questi biocarburanti rispettosi dell'ambiente. Ma mentre la scienza continua ad avanzare, queste sfide rischiano di essere superate. Ecco alcuni dei biocarburanti più promettenti attualmente in fase di sviluppo.

Canapa

Il sogno di Henry Ford potrebbe un giorno diventare realtà. La fibra di canapa ha una lunga storia di utilizzo, e i semi non sono solo nutritivi, ma hanno un contenuto di olio notevolmente elevato. Canapa, essenzialmente un'erbaccia, prospera su terreni poveri e richiede input minimi, eppure produce quasi quattro volte più petrolio per acro dei semi di soia, che è attualmente l'unico raccolto coltivato su larga scala per il biodiesel negli Stati Uniti. La sfida più grande nell'usare la canapa come biocarburante è che ne viene coltivato così poco. Alcuni paesi, come Francia e Canada, produrlo su scala limitata, ma negli Stati Uniti la coltivazione della canapa "industriale" è illegale per i coltivatori sin dagli anni '30, anche se non contiene abbastanza THC per far sballare chiunque.

Switchgrass

Mentre l'etanolo a base di mais contiene appena l'energia necessaria per produrlo, carburante a base di erba cipollina, una pianta nativa della prateria trovata nella regione delle Grandi Pianure, contiene più di 5 volte più energia di quella necessaria per coltivarlo e raffinarlo in etanolo. Piuttosto che coltivare la prateria nativa per piantare mais, il biocarburante a base di switchgrass potrebbe incoraggiare il reimpianto della prateria. Il problema è che la tecnologia dei biocarburanti "cellulosici", che è necessario per convertire le erbe e i materiali vegetali legnosi in etanolo, non è progredita così rapidamente come la tecnologia utilizzata per convertire il grano in combustibile. Esiste, ma non è ancora abbastanza conveniente. Ancora, diversi milioni di galloni di biocarburante cellulosico vengono ora prodotti ogni anno negli Stati Uniti, e sembra che sia solo una questione di tempo prima che disponiamo della tecnologia per switchgrass per sostituire il mais come materia prima per l'etanolo.

Switchgrass per la produzione di biocarburanti. Foto:Olexandr Panchenko / Shutterstock.com

Carrizo Cane

Centinaia di migliaia di acri negli Stati Uniti meridionali, dalla Florida alla California, sono infestate da una pianta esotica nota come canna da carrizo, o canna gigante. Questo parente del bambù cresce da 20 a 30 piedi di altezza in un anno, producendo più biomassa per acro di quasi qualsiasi altra pianta sulla terra. È stato pubblicizzato come un candidato ancora migliore per la produzione di etanolo cellulosico rispetto a switchgrass, ed è già utilizzato su scala commerciale in Europa, dove è una specie autoctona, per quello scopo. Le sue tendenze invasive forniscono pochi incentivi a piantarlo altrove, però. C'è stato qualche sforzo per raccogliere la canna carrizo già in crescita negli Stati Uniti, che si trova principalmente lungo le sponde dei fiumi e nelle zone umide, dove soffoca piante autoctone. Questo approccio suona come un vantaggio per tutti, ma finora si è dimostrato logisticamente irrealizzabile.

Canna Carrizo, noto anche come canna gigante. Foto:hk13114 / Shutterstock.com

Jatropha

Questo arbusto tropicale è velenoso per le persone e il bestiame, ma i semi sono il 40% di olio, che veniva storicamente utilizzato come olio per lampade. A partire dalla metà degli anni 2000, decine di migliaia di acri di jatropha sono stati piantati per il biocarburante, principalmente in India e in Africa. La pianta era nota per prosperare su terreni marginali, ma sono necessari terreno ricco e irrigazione per la massima produzione di petrolio. I ricercatori stanno continuando ad allevare varietà migliorate, però, e diversi paesi africani continuano ad investire in esso, immaginando questo arbusto scarso come una chiave per il loro futuro approvvigionamento di carburante.

seme di jatropha. Foto:Pratuan Netsaengsri / Shutterstock.com

Alghe

Le alghe producono fino a 200 volte più olio per acro rispetto alla soia. Questi organismi acquatici a crescita rapida possono essere coltivati ​​in acqua salata, lagune comunali di acque reflue, o in bacini artificiali poco profondi nel deserto dove nessun altro raccolto può sopravvivere. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, insieme a molte delle più grandi compagnie petrolifere del mondo, hanno speso centinaia di milioni di dollari per aumentare la produzione di combustibile per alghe. Un decennio fa, i promotori del settore hanno promesso che il carburante delle alghe sarebbe ormai economico quanto il carburante del petrolio e che sarebbe stato ampiamente disponibile nelle stazioni di servizio. Ma le stranezze dell'impianto hanno reso proibitivi i costi di produzione su larga scala, e molte start-up di combustibili algali sono fallite negli ultimi anni. Altri stanno ancora inseguendo il sogno. Quest'estate, Exxon Mobil ha riportato una svolta tecnologica che promette di rendere finalmente conveniente il carburante delle alghe - lo fa, però, coinvolgono ceppi di alghe geneticamente modificati.

Una marea di alghe verdi in uno stagno. Foto:Detailfoto / Shutterstock.com