Da molti anni ormai, il riscaldamento globale ed il cambiamento climatico rappresentano una seria minaccia per la salute del nostro pianeta. Come tentativo per creare fonti di carburante più sostenibili, è stato sviluppato il biocarburante.

A differenza del petrolio che tutti conosciamo, il biocarburante viene prodotto mediante l’utilizzo di organismi viventi. Oltre ai materiali vegetali, vengono utilizzate altre sostanze, come il grasso animale e l'olio vegetale. Questi vengono solitamente miscelati a carburanti normali per creare un prodotto non altrettanto dannoso per il nostro pianeta.

Mentre il mondo inizia la sua transizione verso i biocarburanti, gli esperti stanno valutando la possibilità di utilizzare la canapa come risorsa primaria. Dopotutto, è una pianta che non è solo molto facile da coltivare, ma ha anche molteplici scopi.

Ma cosa sta impedendo all'umanità di procedere? Quali sono gli ostacoli? I suoi vantaggi portano anche degli svantaggi? Questo articolo dovrebbe rispondere a tutte queste domande fornendo allo stesso tempo ulteriori informazioni sui biocarburanti.

Che Cosa Sono i Biocarburanti?

Come accennato, il biocarburante è un carburante derivato dalla biomassa, ovvero materiale vegetale o animale.

I biocarburanti vengono classificati in tre tipi principali: prima, seconda e terza generazione. I biocarburanti di prima generazione sono composti da zuccheri e amidi. Vengono elaborati attraverso la distillazione e fermentazione per produrre (principalmente) etanolo da utilizzare come additivo per la benzina.

I biocarburanti di seconda generazione vengono prodotti mediante l’utilizzo di legno, rifiuti organici e colture da biomassa. Questi materiali vengono sottoposti ad un pre-trattamento per poi ottenere l’etanolo come prodotto finale.

I biocarburanti di terza generazione derivano dall'olio di alghe. Dopo l'estrazione, quest’olio viene convertito in biodiesel.

Che Cosa Sono i Biocarburanti?

Tipi di Biocarburante

I biocarburanti vengono classificati in due tipi principali: etanolo e biodiesel. Dal punto di vista ambientale, sono entrambi noti per essere un'opzione più praticabile.

  • Etanolo

Se questo suona familiare è perché l'etanolo è semplicemente alcol puro. È lo stesso composto che si trova nelle bevande preferite dagli adulti e che fanno prendere decisioni sbagliate sulla vita in una notte.

Prodotto principalmente da canna da zucchero e mais, l'etanolo è stato considerato un valido additivo per la benzina. La miscela etanolo-carburante più comune è l’E10, che è composta al 90% da benzina e al 10% da etanolo. Tuttavia, alcuni veicoli vengono alimentati da quello che è noto come E85, che contiene una percentuale di etanolo maggiore che si aggira tra il 51% e l'83%.

Il più grande vantaggio dell'utilizzo di etanolo è il fatto che sia rinnovabile. Il secondo vantaggio è che possiede minori emissioni di gas serra, che sono il 15% in meno rispetto al carburante normale.

Tuttavia, lo svantaggio è che danneggia l'ambiente. Ad esempio, coltivare le colture di etanolo può causare l'erosione del suolo. Allo stesso tempo, la maggior parte dei metodi utilizzati per l'agricoltura coinvolge sostanze chimiche tossiche che possono facilmente inquinare l'approvvigionamento idrico.

Etanolo
  • Biodiesel

Come si può dedurre dal nome stesso, il biodiesel è simile alla sua controparte a base di petrolio. L'unica differenza è che è composto da grasso animale o olio vegetale. Infatti, per produrre biodiesel, alcune aziende utilizzano l’olio da cucina e grasso per ristoranti di provenienza locale[1].

Come abbiamo precedentemente accennato, anche le alghe possono essere utilizzate per produrre biodiesel. Tuttavia, gli scienziati hanno recentemente iniziato a valutare anche l'opzione delle colture geneticamente modificate[2] per la produzione di biodiesel.

La forma più comune di biodiesel è nota come B20. Composta dall'80% di petrolio ed il 20% di biodiesel, si presume che riduca le emissioni di CO₂ del 20%.

Proprio come con l'etanolo, il bello del biodiesel è che è rinnovabile. E poiché vengono utilizzati ingredienti riciclati, le aziende produttrici di biodiesel minimizzano gli sprechi.

Tuttavia, dato che la produzione di biodiesel si basa su colture alimentari, lo svantaggio è che potrebbe causare un aumento dei costi alimentari. Bisogna anche considerare il potenziale di aumento delle materie prime per alghe e batteri.

E, sebbene sia più ecologico, danneggia anche l'ambiente. Il biodiesel contiene il 10% in più di protossido di azoto, il quale provoca la formazione di smog e piogge acide.

Biodiesel

Come Possiamo Utilizzare i Biocarburanti?

La risposta più ovvia sarebbe per il trasporto e come alternativa di carburante più sostenibile. Ad esempio, su scala più piccola, il biodiesel può essere utilizzato per sostituire il diesel derivato dal petrolio nei camion. È un buon inizio per ridurre le emissioni di carbonio.

Produzione di Energia

Tuttavia, ci sono altri usi per i biocarburanti, come la produzione di energia. Possiamo iniziare ad eliminare i tradizionali generatori diesel e sostituirli con macchine alimentate a biodiesel.

Produzione di Calore

Il bioheat (ndt. biocalore) è un'opzione ideale per il riscaldamento domestico. Invece del combustibile fossile, possiamo optare per una fonte di energia rinnovabile come il biodiesel.

Sostituzione dei Combustibili Fossili

Parlando di combustibili fossili, arriverà un momento in cui la loro disponibilità verrà esaurita. I biocarburanti saranno lì pronti a diventare un metodo potenzialmente più stabile ed economico per produrre e fornire energia.

I Vantaggi Economici del Biocarburante

Per prima cosa, andiamo a dare uno sguardo più approfondito all'economia dei biocarburanti spiegata dall’Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente (EPA)[3]. Poiché il biocarburante viene prodotto da materiale rinnovabile, l'EPA riconosce il suo grande potenziale per ridurre gli “aspetti indesiderabili dei combustibili fossili”.

Il vantaggio più evidente del passaggio ai biocarburanti è il suo impatto ambientale. Poiché è costituito da materiale organico, assorbe anidride carbonica. Quando viene bruciato in un motore, l'anidride carbonica viene rilasciata nell'atmosfera. Questo modello riciclato non causa un accumulo di CO₂, quindi riduce i contributi al riscaldamento globale.

Un altro vantaggio percepito dei biocarburanti è un aumento dell’economia agricola. Poiché i loro prodotti saranno molto richiesti, gli agricoltori guadagneranno di più.

E, poiché il biocarburante può essere prodotto localmente, ciò significherebbe meno interruzioni nella filiera di fornitura del carburante. Inoltre, provoca un calo della domanda di carburante che porterà a prezzi più convenienti per i consumatori.

La Controversia sui Biocarburanti

Tuttavia, il biocarburante ha le sue controversie. Uno studio del 2016[4] suggerisce che, al contrario delle precedenti affermazioni, i biocarburanti possono potenzialmente causare un aumento delle emissioni di anidride carbonica. Inoltre, questo studio ha anche scoperto alcune emissioni di gas a effetto serra prodotte dalla lavorazione della materia prima e dal biocarburante stesso.

E non è tutto. Secondo altri risultati, i biocarburanti emettono all'incirca la stessa quantità di anidride carbonica del carburante normale. Inoltre, si sostiene che la coltivazione di mais e soia per la produzione di biocarburanti abbia potenzialmente causato lo spiazzamento di altre colture.

I biocarburanti hanno i loro lati positivi e negativi, ma come fa la canapa a rientrare in tutto questo?

La Canapa è il Biocarburante più Efficiente?

Dato che siamo in tema di risorse sostenibili e rinnovabili, perché non fare un ulteriore passo avanti? È qui che entra in gioco la canapa e il potenziale apparentemente enorme della sua variazione di biocarburanti.

L'industria automobilistica non è estranea all'uso della canapa. Grandi marchi automobilistici come BMW, Ford, Mercedes e Volkswagen hanno iniziato ad utilizzare la pianta per componenti interni come cruscotti e pannelli delle porte.

In termini di alimentazione del veicolo stesso, il biocarburante di canapa è stato considerato un'opzione efficiente. Ma è il più efficiente? Diamo un'occhiata a come si comporta per quanto riguarda i due principali tipi di biocarburante.

Etanolo di Canapa

L'uso della canapa per la produzione di etanolo riduce il potenziale problema dell'utilizzo di troppe fonti di cibo come mais e grano. Infine, questo rende la produzione alimentare più efficiente riducendo al minimo le interruzioni.

Allo stesso tempo, la canapa è molto più facile da coltivare rispetto ad altre colture alimentari. Sono come le erbacce che possono prosperare in condizioni di qualità inferiore.

Biodiesel di Canapa

Il biodiesel di canapa presenta diversi vantaggi rispetto alle sue controparti. Come suggerisce uno **studio del 2015[5], è “molto più pulito” rispetto ai biocarburanti di soia e colza.

Il biodiesel di canapa ha anche un punto di infiammabilità più elevato, ovvero la temperatura alla quale brucia. Per questo motivo, è molto più facile da immagazzinare, trasportare e maneggiare in generale.

I Vantaggi Economici del Biocarburante di Canapa

Oltre a quelli che abbiamo menzionato, l'uso del biocarburante di canapa presenta molti altri vantaggi. Il più grande è la sua capacità di crescere su ciò che alcuni chiamano “terra marginale”. Questo è fondamentalmente un pezzo di terra con una qualità del suolo scadente che è stato probabilmente inquinato da precedenti progetti industriali.

In poche parole, la canapa richiede una manutenzione molto bassa e dovrebbe prosperare anche in condizioni di terreno sfavorevoli.

Comunque, quando si sceglie di utilizzare la canapa per i biocarburanti ci sono anche altri vantaggi.

  • Minima Necessità di Fertilizzanti

La maggior parte delle colture richiede una quantità generosa di fertilizzante del suolo per crescere bene. Il problema è che la maggior parte dei fertilizzanti contiene sostanze inquinanti che finiscono per contaminare l'acqua. A loro volta, queste possono sconvolgere l'ecosistema marino uccidendo i pesci e contaminando le riserve idriche.

Tuttavia, le piante di canapa non hanno bisogno di un'elevata fertilità del terreno, il che significa che possono fare a meno di queste sostanze chimiche. Ci si può aspettare raccolti abbondanti con solo una piccola quantità di nutrienti.

  • I Nutrienti Vengono Restituiti al Terreno

Non solo la canapa richiede una fertilizzazione minima, ma restituirà anche i nutrienti al terreno. Infatti, circa il 70% ritorna nel terreno sia durante che dopo il ciclo di crescita.

  • Bassa Richiesta d'Acqua

Per coltivare le piante di canapa non c’è nemmeno bisogno di troppa acqua. Per ottenere grandi raccolti, tutto ciò che è necessario sono dai 30 ai 40cm[6] d’acqua.

Le piante di mais hanno bisogno di circa 56cm[7] di acqua per crescere—quasi il doppio.

I Vantaggi Economici del Biocarburante di Canapa

  • Si Può Utilizzare Tutta la Pianta

Questo è uno dei più grandi vantaggi percepiti dall'utilizzo della canapa per i biocarburanti. Si può potenzialmente utilizzare ogni singola parte della pianta.

Dopo aver estratto tutto l'olio dal seme, il guscio ed il materiale vegetale del seme possono essere utilizzati per l'alimentazione animale. Le fibre rimanenti possono essere utilizzate anche per produrre carta ed altri materiali da costruzione.

  • Fonte Efficiente di Combustibile Solido

Ulteriori ricerche mostrano come la canapa sia una fonte di combustibile solido molto più efficiente rispetto alle sue controparti. Come suggerisce uno studio del 2011[8], il rendimento energetico corretto della biomassa della canapa era del 120% superiore a quello della paglia di grano.

  • Cresce in Modo più Veloce ed Abbondante

Non solo le piante di canapa possono prosperare in quasi tutte le condizioni del suolo, ma crescono anche molto più velocemente. Tutto ciò che serve è un’attesa di massimo sei mesi prima che arrivi il raccolto. Può crescere fino a 4,5m di altezza e produrre una media di circa 318kg di semi per acro.

Gli Svantaggi della Canapa Come Biocarburante

Sebbene ci siano vantaggi nell'utilizzare la canapa per i biocarburanti, vale la pena notare anche gli svantaggi.

  • Svantaggi Economici

Uno svantaggio del biocarburante di canapa è il costo. Poiché la produzione necessita della fase aggiuntiva di preriscaldamento, risulta essere più costosa rispetto al mais e alla canna da zucchero.

  • Potenziali Difficoltà di Coltivazione e Distribuzione

Un enorme vantaggio della coltivazione della canapa è che può prosperare anche in terreni sterili, permettendo di utilizzare la terra fertile per coltivare cibo. Lo svantaggio qui è che la terra sterile è difficile da coltivare. Di conseguenza, sarebbe più difficile da distribuire per l'elaborazione di massa. Potrebbe anche portare ad un potenziale aumento dei costi e delle emissioni di anidride carbonica.

Gli Svantaggi della Canapa Come Biocarburante

  • Possibile Deforestazione

La produzione di massa di biocarburante di canapa significherebbe che sarebbe necessario raccogliere più piante di canapa. Se non vengono messe in atto normative adeguate, questa grande richiesta potrebbe portare ad una potenziale deforestazione.

  • Meno Efficiente Rispetto al Petrolio

Indipendentemente dalla sua composizione, il biodiesel di per sé è meno efficiente del petrolio. Secondo uno studio della Penn State University[9], il biodiesel è a 117.000 BTU rispetto ai 131.000 BTU del petrolio. Una quantità inferiore di BTU si traduce in potenza inferiore e potenzialmente minor risparmio di carburante.

  • Un Dibattito tra Cibo e Carburante

Anche se la canapa può crescere in terreni marginali, sarebbe comunque meglio farla prosperare in un terreno fertile. Ciò potrebbe quindi innescare una lunga discussione sull'opportunità di dare la priorità al cibo o alla canapa, il che potrebbe creare problemi in futuro.

La Nostra Società Ha Bisogno di Biocarburanti?

Madre Natura ha ricevuto un brutto colpo da tutti questi anni di emissioni di anidride carbonica. Dato che il biocarburante è un'opzione realizzabile per l'energia sostenibile, la nostra società potrebbe adottarlo.

Ma considerando gli svantaggi, è necessario attuare regolamenti adeguati a livello globale prima che ciò abbia pieno effetto.

External Resources:
  1. Biodiesel Production from Locally Sourced Restaurant Waste Cooking Oil and Grease https://pubs.acs.org
  2. Genetically engineered crops for biofuel production: regulatory perspectives - PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Economics of Biofuels https://www.epa.gov
  4. Carbon balance effects of U.S. biofuel production and use | SpringerLink https://link.springer.com
  5. Advantages and Challenges of Hemp Biodiesel Production https://www.diva-portal.org
  6. Industrial Hemp https://www.votehemp.com
  7. Forage and Food Crops http://extension.psu.edu
  8. Biomass and energy yield of industrial hemp grown for biogas and solid fuel - ScienceDirect http://www.sciencedirect.com
  9. Background for Economic Evaluation of Biofuel Use | EGEE 439: Alternative Fuels from Biomass Sources https://www.e-education.psu.edu
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