Biocarburante di canapa: Una valida alternativa ai combustibili fossili?

È un malinteso comune tra i sostenitori della canapa e della cannabis che il semplice passaggio dai combustibili fossili al biocarburante di canapa risolverebbe, in un colpo solo, il francamente terrificante enigma dei combustibili fossili nel mondo. Lungi dall’essere la soluzione salva-pianeta che troppo spesso viene presentata come tale, i biocarburanti nel loro insieme portano la loro serie di problemi che creano più problemi di quanti ne risolvano.

Nulla esiste in modo isolato. È fondamentale guardare all’effetto domino che la sostituzione dei combustibili fossili con i biocarburanti avrebbe sul pianeta nel suo insieme. Tuttavia, quando si confronta la canapa con altre materie prime per biocarburanti, ci sono alcuni vantaggi da vedere.

Il biodiesel e l’etanolo possono essere entrambi fatti dalla canapa

Ci sono due tipi di biocarburante: biodieseland etanolo. L’etanolo è fatto dai cereali (mais, orzo, grano, ecc.) o dalla canna da zucchero, ma può anche essere fatto dalle parti non commestibili della maggior parte delle piante. È spesso usato come biocarburante, ma di solito mescolato alla benzina.

Le auto progettate per funzionare a benzina possono tollerare solo un’aggiunta del 10% di etanolo alla benzina; le auto a carburante flessibile possono usare una miscela di etanolo fino all’80%. In Brasile, dove si coltivano grandi quantità di canna da zucchero per il biocarburante, alcune auto possono funzionare con il 100% di etanolo.

Il biodiesel è fatto raffinando oli e grassi da piante o animali, più comunemente da olio vegetale, e richiede metanolo.Il diesel normale è spesso mescolato con biodiesel in un rapporto di 4:1 rispettivamente, ma le miscele possono variare dal 2% al 100% di biodiesel. Un vantaggio pratico del biodiesel è che qualsiasi auto diesel può funzionare con esso.

La canapa, se coltivata come materia prima per biocarburanti, sarebbe in grado di produrre entrambi i biocarburanti. Il seme di canapa è composto dal 30-35% di olio in peso, il che gli dà una resa di combustibile di circa 780 litri per ettaro (207 galloni per ettaro). Questo è considerevolmente inferiore all’olio di palma e di cocco, ma più del doppio di quello di colza, arachide e girasole, e quattro volte quello della soia. Il resto della pianta può essere trasformato in etanolo usando la fermentazione a bassi livelli di ossigeno.

Conseguenze naturali della produzione di biocarburanti

Le materie prime più comuni usate per il biocarburante sono soia e mais (USA), canna da zucchero e barbabietola da zucchero (Sud America), olio di palma (Sud-Est e Asia orientale), e colza (Europa). Tutti questi richiedono una quantità significativa di terra fertile per fiorire.

Grandi porzioni di foresta pluviale sono state distrutte per creare spazio per le palme da olio e la deforestazione si sta verificando su una scala allarmante e senza precedenti in tutte queste aree. Questo ha cancellato l’habitat di numerose specie, molte delle quali (come l’orangutan) sono già in pericolo di estinzione.

Queste materie prime vengono anche coltivate su terreni arabili utilizzati per coltivare colture per il consumo umano, facendo salire i prezzi di queste colture e fuori dalla portata dei poveri. Inoltre, ciò che è noto come “deforestazione secondaria” sta avendo luogo in quanto più terra è necessaria per coltivare colture per il cibo.

Gli obiettivi dei biocarburanti fissati dai vari governi di tutto il mondo potrebbero fare più male che bene sia in termini di cambiamento climatico che di approvvigionamento alimentare. Sono i paesi in via di sviluppo ad essere colpiti più duramente da questi problemi piuttosto che quelli ricchi.

Quali vantaggi ha la canapa come materia prima per i biocarburanti?

La canapa ha il vantaggio di poter crescere in terreni meno fertili, e la sua capacità di crescere su quella che viene definita ‘terra marginale’ è molto apprezzata da molti. La ‘terra marginale’ è fondamentalmente un termine economico, che denota un pezzo di terra che costa di più da coltivare di quanto possa trarne profitto. Questo può riferirsi a terreni con scarsa qualità del suolo, inquinamento da attività industriali precedenti o terreni con sfide particolarmente difficili per l’agricoltura, come i pendii ripidi delle montagne.

Tuttavia, in termini reali, produce la maggior quantità di semi quando viene coltivata su terreni fertili in condizioni ottimali. Se il suo uso come materia prima per i biocarburanti dovesse prendere piede, è molto probabile che la terra arabile sarebbe dedicata alla canapa nello stesso modo in cui lo è ora per le materie prime rivali, con lo stesso impatto negativo sul prezzo del cibo.

Gli altri problemi con la terra marginale sono che, in primo luogo, spesso supporta specie e processi che sono una parte importante dell’ecosistema. In secondo luogo, per la sua stessa natura, tende a trovarsi in luoghi poco pratici da coltivare, come i versanti delle montagne.

Non si può ignorare il problema di come raccogliere la canapa in luoghi difficili da raggiungere, e di come trasportarla a un impianto di lavorazione del biocarburante. Poiché entrambe le attività generano CO2 bruciando combustibili fossili, questo deve essere preso in considerazione nella sua efficacia come coltura a zero emissioni di carbonio. Questo vale per tutte le colture di materie prime per biocarburanti, su tutti i terreni, non solo per la canapa su terreni marginali. Il costo in carbonio dell’aratura, della semina, del raccolto, del trasporto e della lavorazione è più alto di quello della produzione di combustibili fossili.

Anche se questo significa che passare al carburante di canapa per tutti i veicoli a motore non risolverà la crisi energetica né arresterà il cambiamento climatico, ci potrebbe essere un’applicazione su scala minore, ma comunque utile. Se le aziende agricole sono in grado di coltivare e lavorare la canapa in loco per produrre biocarburanti per i veicoli e i macchinari agricoli, potrebbero essere in grado di creare un “ciclo” autosufficiente e a basse emissioni di carbonio. Questo può, su piccola scala, aiutare a porre fine alla loro dipendenza dai combustibili fossili. La canapa potrebbe essere introdotta come coltura di rotazione nelle colture alimentari esistenti, riducendo l’impatto sia sui prezzi degli alimenti che sull’uso dei combustibili fossili.

C’è anche il fatto che la canapa è attualmente una coltura alimentare “di nicchia”, quindi non c’è la stessa dipendenza da essa che c’è dal mais, per esempio. Tuttavia, questo la rende attualmente poco conveniente per la produzione di biocarburanti su larga scala.

Per coltivare la canapa sono necessari pochi fertilizzanti e poca acqua

Un’altra area che deve essere esaminata quando si guarda ai biocarburanti è quella dei fertilizzanti necessari per coltivarli. Questi fertilizzanti sono fondamentalmente nitrati provenienti dal petrolio e dal gas – sì, combustibili fossili – utilizzando il processo Haber-Bosch ad alta intensità energetica per produrre ammoniaca, che a sua volta viene utilizzata come materia prima per tutti gli altri fertilizzanti azotati.

Una volta introdotti nella terra, non rimangono semplicemente nel suolo. O vengono lavati nei corsi d’acqua dove disturbano l’ecosistema, uccidono i pesci e inquinano le riserve di acqua potabile; o entrano nell’atmosfera, diventando protossido di azoto. Il protossido di azoto è un gas serra peggiore del biossido di carbonio. Entrano anche nell’atmosfera e diventano gli ossidi mono-azoto NO e NO₂, che contribuiscono all’ozono a livello del suolo (un altro pericolo per la salute).

La canapa richiede una fertilità del suolo circa equivalente a quella del mais per crescere bene. Tuttavia, circa il 70% del suo fabbisogno di nutrienti sarà restituito al suolo durante e dopo il ciclo di crescita. Inoltre, una piccola quantità di nutrienti dà una grande risposta di rendimento. Questo riduce drasticamente la quantità di fertilizzanti di cui ha bisogno a lungo termine. Questo è un netto vantaggio rispetto a tutte le altre materie prime per biocarburanti.

Lo stesso si può dire dei suoi requisiti idrici. Uno dei maggiori problemi con i biocarburanti è che la loro produzione richiede più acqua dei combustibili fossili, da due a 48 volte di più. La canapa richiede circa 30-40 cm d’acqua per stagione di crescita o precipitazioni equivalenti per produrre un raccolto, mentre il mais richiede circa 56 cm.

L’intera pianta può essere usata

Forse uno dei maggiori vantaggi della canapa come biocarburante è la possibilità di usare ogni parte della pianta. Una volta spremuto l’olio dai semi, le rimanenti bucce e i semi possono essere compressi in “torte” per nutrire gli animali. I residui della raccolta e le foglie che cadono durante la crescita ritornano al suolo, insieme alle radici, rifornendolo per il prossimo raccolto. Le fibre bastarde e gli stoppini sono usati per fibre, carta e materiali da costruzione, per citare solo alcuni prodotti.

Sviluppi nella ricerca sui biocarburanti e la loro applicazione alla canapa

Il processo di pirolisi è relativamente nuovo per l’applicazione del biocarburante di canapa. La pirolisi consiste nel sottoporre la materia vegetale contenente fibrocellulosa (tecnicamente nota come biomassa lignocellulosica) a un calore intenso per ottenere olii di grado combustibile. Il processo è estremamente fattibile dal punto di vista economico, poiché fondamentalmente la biomassa di scarto può essere utilizzata nel processo. La tecnica può essere applicata alla canapa, e anche all’enorme quantità di biomassa già prodotta dalle coltivazioni di canapa e marijuana in tutto il mondo.

Questo sviluppo si collega ai modi in cui l’intera pianta può essere utilizzata, anche semplicemente i rifiuti prodotti dall’industria della cannabis nel suo complesso. Per esempio, la sola Washington ha prodotto 1,7 milioni di libbre di rifiuti di piante di cannabis nei primi tre anni dopo la legalizzazione (2014).

Da allora, molti paesi europei hanno legalizzato la coltivazione della canapa e così anche gli USA, quindi la quantità di rifiuti è destinata ad aumentare. La California sta affrontando da tempo un problema di rifiuti di cannabis. La pirolisi offre una possibile via attraverso la quale capitalizzare gli scarti della cannabis e della canapa e usarli per fare biocarburante senza affrontare il già impegnativo problema di dove coltivarla.

Ci sono ancora ostacoli per scoprire se la canapa sia o meno il miglior biocarburante. Attualmente, il più grande ostacolo all’uso della canapa come biocarburante è che ne viene coltivata così poca. La legislazione si è allentata negli ultimi due anni, soprattutto negli Stati Uniti, dove la coltivazione della canapa è stata legalizzata.

Tuttavia, la maggior parte della canapa coltivata in Europa, Cina e Stati Uniti è usata nella produzione di prodotti alimentari, prodotti CBD, cosmetici e ricerca. Una parte di essa è usata nella fabbricazione di prodotti filati speciali come la carta di canapa e la corda di canapa.

Molti vantaggi della canapa come biocarburante rimangono teorici perché così poco è stato usato per il biocarburante su scala commerciale. Si spera ardentemente che questo non rimanga il caso per molto tempo ancora.