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Quale connubbio possibile tra biomasse e Polesine?

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Biomasse: difficoltà e punti di forza
Uno studio sulla provincia di Rovigo
Le caratteristiche territoriali
Gli obiettivi della ricerca
Un compromesso tra reddito ed energia
Conclusioni – Massimizzazione del reddito o produzione di energia?

Biomasse: difficoltà e punti di forza
La ricerca di fonti energetiche alternative, rinnovabili e prodotte localmente, è da considerarsi come uno dei più importanti obiettivi da perseguire per garantire la sostenibilità futura dell’attuale livello di benessere nei paesi sviluppati. Si prevede infatti che la metà della crescita dei consumi energetici di qui al 2020 sarà attribuibile alle crescenti richieste di energia avanzate da paesi in via di sviluppo come Cina e India. Particolare interesse ha avuto negli ultimi anni la possibilità di generare energia dalle biomasse, che possono prestarsi sia per produrre biocarburanti che per produrre calore ed energia elettrica. L’impiego dell’energia derivata da biomassa infatti, presenta notevoli vantaggi: innanzitutto per produrre la materia prima non sono necessarie particolari tecnologie, poiché molte delle normali colture da pieno campo (come mais, soia, ecc.) possono essere impiegate a tale scopo. In secondo luogo, l’impiego di biomassa e biocarburanti, potrebbe consentire di contrastare l’effetto serra, considerando che la quantità di carbonio immessa nell’atmosfera con la loro combustione equivale sostanzialmente a quella immagazzinata nella fase di crescita delle piante. Non mancano però aspetti controversi del loro utilizzo, legati soprattutto ai possibili conflitti con la produzione di alimenti, innescati dall’impiego di parte dei terreni agricoli per la produzione di biomassa per usi energetici. Situazioni di questo tipo a loro volta potrebbero sfociare in un aumento dei prezzi dei beni di prima necessità, aggravando la posizione delle popolazioni più povere. Nel 2007 in Messico, ad esempio, il prezzo del mais, alimento base per milioni di messicani, è cresciuto del 40 per cento in pochi mesi, creando non pochi problemi alla parte povera della popolazione. La possibilità di produrre su larga scala carburanti ed energia ottenuti da terreni agricoli, dovrà dunque essere quanto più attentamente valutata nei suoi possibili effetti territoriali, sociali ed ambientali.


Uno studio sulla provincia di Rovigo
Nel tentativo di fornire un primo inquadramento della situazione nella provincia di Rovigo, in Veneto, sono state effettuate una serie di simulazioni per valutare gli eventuali conflitti innescati dall’impiego di suolo agricolo per la produzione di biomasse a scopi energetici, in condizioni di diversa disponibilità irrigua. A tale riguardo si è fatto ricorso alla “programmazione ad obiettivi definiti e pesati” che permette di individuare soluzioni efficienti con riferimento ad obiettivi alternativi nella gestione della risorsa suolo. Questo metodo ha consentito di trovare quali assetti colturali sono meglio in grado di massimizzare la produzione di energia ed il reddito degli agricoltori a fronte di una dotazione limitata di terra, lavoro ed acqua irrigua. È stata quindi realizzata una matrice tecnica ove, per ognuna delle produzioni considerate, sono state specificate per ogni ettaro di coltura le richieste in termini di lavoro e di acqua nei vari mesi dell’anno, nonché la redditività e la produzione unitaria di energia. Sono perciò state considerate colture che rispecchiano in parte l’attuale sistema colturale del territorio polesano e in parte quello più tradizionale della campagna veneta, caratterizzato dalla presenza di elementi lineari come filari e siepi. Si è perciò scelto di tenere in considerazione da un lato colture tipicamente erbacee come grano, mais, soia, colza, girasole, prati avvicendati e incolti, e dall’altro colture legnose come siepi e impianti di Short Rotation Forestry (Sfr). Le simulazioni hanno quindi consentito di individuare il peso della scelta tra la produzione di energia e la redditività nei vari reparti colturali e, di conseguenza, il costo-opportunità delle produzioni energetiche in termini di riduzione del reddito dei coltivatori.

Le caratteristiche territoriali

Superficie. L’area presa in considerazione nella ricerca corrisponde alla superficie agricola utilizzata della provincia di Rovigo: 136mila ettari, pari a circa il 76 per cento della superficie totale provinciale.

Lavoro. Nell’area del rodigino sono attive circa 41.600 aziende agricole in cui lavora il 10 per cento circa dell’intera popolazione attiva, per un totale di 11mila addetti. Nella ricerca sono però stati considerati solo i circa 5.800 addetti impiegati effettivamente nelle produzioni agricole da pieno campo, escludendo quelli impiegati in zootecnia, frutticoltura e orticoltura che pure risultano importanti nell’area. Il numero di addetti è stato poi tradotto in ore lavorative, fissando così in 930mila il limite delle ore disponibili. Infine, sono state definite le ore lavorative necessarie per ogni ettaro di ogni coltura su base mensile, a seconda della stagionalità degli interventi.

Acqua. Il problema della disponibilità d’acqua è stato considerato come un doppio vincolo in grado di limitare la produttività delle singole colture, ma anche le possibilità di scelta dei diversi reparti colturali adottabili, in funzione delle disponibilità d’acqua complessiva. È infatti possibile disegnare la curva della risposta produttiva di una coltura in funzione della disponibilità d’acqua, prevedendo quali perdite/incrementi di produttività potrebbe subire la coltura in caso di minore o maggiore apporto irriguo. In funzione di questa relazione, ogni coltura irrigua è stata considerata tre volte a seconda che per questa fosse disponibile tutta l’acqua irrigua necessaria, la metà oppure non vi fosse disponibilità irrigua. La disponibilità complessiva d’acqua per il territorio in esame è stata invece ipotizzata basandosi sulle necessità irrigue del mais. Supponendo che tutta l’area in esame fosse coltivata con questa coltura, si è immaginato di soddisfarne la richiesta irrigua avendo a disposizione quantità via via limitate di acqua, corrispondenti a scenari in cui l’acqua disponibile rappresentasse il 100, 75, 50, 25 e 0 per cento della richiesta irrigua di questa coltura.

Gli obiettivi della ricerca

Reddito prodotto dal comparto. Il reddito lordo degli agricoltori è stato considerato come l’elemento cardine delle possibili soluzioni alternative poiché la sua variabilità è in grado di influenzare in maniera decisa l’assetto colturale di una regione. Si è preso come riferimento il reddito lordo delle singole colture, derivato dal database dell’Istituto Nazionale di Economia Agraria per le produzioni a pieno campo, e da prove sperimentali effettuate da Veneto Agricoltura-Associazione Italiana Energia dal Legno per le colture legnose, sempre considerando anche i contributi a sostegno delle varie produzioni.

Energia prodotta dal comparto. Sulla base della produttività delle singole colture è stato calcolato il loro relativo contenuto energetico espresso in Potere Calorifico Inferiore e misurato in Joule, partendo dal presupposto di trasformare la produzione agricola in biocarburanti (biodiesel o bioetanolo), e di impiegare la biomassa tal quale delle colture legnose. In entrambi i casi si è considerata l’energia complessiva netta ricavabile dal processo, senza tenere in considerazione l’eventuale trasformazione in fonte energetica termica o elettrica.

Un compromesso tra reddito ed energia
Tramite l’attribuzione di pesi diversi all’accrescimento del reddito e alla produzione di energia, è stato possibile individuare la frontiera efficiente di trasformazione in cui sono indicate tutte le soluzioni alternative del riparto colturale efficienti dal punto di vista paretiano, quelle colture cioè in cui non è possibile aumentare la produzione di energia senza ridurre il reddito ottenibile e viceversa. Per tenere in considerazione e valutare adeguatamente anche i possibili effetti della riduzione della disponibilità di acqua irrigua, ognuna delle frontiere efficienti è stata quindi valutata in riferimento ad una riduzione progressiva della disponibilità d’acqua complessiva (del 100, 75, 50, 25 e 0 per cento) stimando in totale cinque diverse frontiere. Le diverse curve ottenute hanno così consentito di individuare il valore del rapporto tra costi e opportunità dei due obiettivi alternativi in una situazione d’uso efficiente delle risorse disponibili (terra, acqua e lavoro). Le simulazioni svolte hanno consentito di verificare come l’obiettivo di massimizzazione del reddito e quello di massimizzazione dell’energia netta siano quanto mai in contrapposizione tra loro poiché comportano la scelta di riparti colturali notevolmente diversi. Per produrre più energia è infatti necessario sostituire sempre di più i seminativi (preferiti invece per la massimizzazione del reddito) con colture legnose e in particolare con le Sfr. (Figura 1)
Figura 1 Modifica del riparto colturale al crescere dell’obiettivo dato alla produzione di energia in caso di massima disponibilità di acqua irrigua

Al decrescere della disponibilità d’acqua complessiva invece, si assiste ad un progressivo abbandono di colture irrigue, come mais e soia, che richiedono apporti d’acqua non indifferenti, preferendone altre di non irrigue, quali ad esempio il grano. (Figura 2)
Figura 2 Modifica del riparto colturale al crescere dell’obiettivo dato alla produzione di energia in caso di minima disponibilità di acqua irrigua

Nella Figura 3 si può notare in primo luogo come la massimizzazione della produzione di energia comporti una drastica riduzione del reddito degli agricoltori, un fenomeno che viene particolarmente accentuato negli scenari in cui è prevista una scarsa disponibilità d’acqua. Tale comportamento è dovuto al fatto che, come osservato, per ottenere molta energia è necessario far ricorso a colture legnose che però hanno una redditività unitaria molto bassa. Si può comunque notare che, specie in presenza di buona dotazione irrigua, per ottenere incrementi nell’energia netta superiore al 50 per cento è sufficiente ridurre il reddito di circa il 20 per cento. Ciò sta ad indicare che, specie in prospettiva futura, si dovrà optare su soluzioni colturali miste che contemplino sia la presenza di colture legnose (Sfr e siepi) che di seminativi da pieno campo.

 Figura 3 Trade off ottenuti tra il valore del reddito lordo e la produzione di energia in condizioni di diversa disponibilità idrica e di diverso peso assegnato agli obiettivi

Evidente il ruolo della disponibilità idrica che, al suo decrescere, penalizza maggiormente l’obiettivo energetico – con una riduzione del 40 per cento, e solo marginalmente quello economico che presenta una flessione solamente del 10 per cento. (Figura 1) L’analisi del costo opportunità della produzione energetica dimostra poi come questo tenda a crescere esponenzialmente al crescere del peso assegnato all’obiettivo energia, passando da un costo minimo di 5,4 €/KJ, ad oltre 24,6 €/KJ, valori che tendono a crescere solo leggermente all’aumentare del deficit irriguo complessivo.

Conclusioni – Massimizzazione del reddito o produzione di energia?
La ricerca si è posta l’obiettivo di individuare le strategie migliori al fine di aumentare la produzione di energia derivata da biomasse di origine agricola, verificando come eventuali modificazioni della disponibilità di acqua potessero incidere sulla produzione di energia e di reddito. L’analisi dei risultati ha sottolineato in primo luogo come la disponibilità d’acqua irrigua si riveli un elemento da tenere in grande considerazione se si vuole tentare di raggiungere obiettivi quali la produzione di energia e di reddito. In altri termini, le prospettive future circa gli esiti dei cambiamenti climatici in atto potranno avere una grande influenza sulle strategie da seguire al fine di massimizzare le produzioni di bioenergie. Le simulazioni hanno poi evidenziato il carattere conflittuale di due obiettivi quali la massimizzazione del reddito e della produzione di energia, sottolineato dal fatto che per aumentare il valore della produzione energetica è necessario rinunciare ad una parte sempre più consistente del reddito degli agricoltori. Si è poi osservato che, l’eventuale diminuzione della disponibilità di acqua irrigua, potrebbe comportare un forte aumento del costo opportunità delle produzioni energetiche. Per ottenere l’incremento di un’unità di energia infatti, sono necessari mediamente 13 euro in caso di massima disponibilità irrigua e 24 euro in caso di assenza di acqua irrigua, con un margine quindi dell’84 per cento. Ciò dipende essenzialmente dal fatto che per massimizzare la produzione di energia è necessario aumentare la superficie destinata a colture legnose e in particolare a Sfr, produzioni che, a fronte di una elevata richiesta di acqua, non forniscono un elevato reddito medio annuo per unità di superficie. L’analisi più generale delle scelte colturali (Figure 1 e 2) evidenzia infatti come le colture legnose siano di particolare importanza nel perseguimento dell’obiettivo di produzione di energia, soprattutto grazie alla positività del loro bilancio energetico. Le colture agrarie da pieno campo invece, anche grazie ai contributi europei, dimostrano di essere più adatte qualora si voglia massimizzare il reddito, ed infatti rimangono tra le soluzioni efficienti individuate dal modello anche in caso di limitata disponibilità irrigua. In conclusione, sembra dunque quanto mai necessario un maggior chiarimento sulle strategie da perseguire nel campo della produzione di bioenergie. Da un lato infatti è emerso che, per massimizzare la produzione di energia in agricoltura, è necessario favorire la diffusione di colture legnose per il cui sfruttamento sono però necessari maggiori investimenti in impianti di trasformazione a diversa scala. Dall’altro invece, andrebbe rivista l’ambiguità della politica agricola comunitaria che, di fatto, finisce per contrastare la diffusione di colture di questo genere, principalmente a causa del persistere dei contributi erogati a favore dei seminativi da pieno campo. Dopo la prima fase di euforia circa le potenzialità dei biocarburanti è quindi necessario che il decisore pubblico definisca chiare e coerenti strategie di lungo periodo e mobiliti le scarse risorse disponibili nella direzione di una loro piena applicazione.

Note Sfr: Tecnica di gestione del terreno che consiste in una piantagione di specie forestali a rapida crescita, caratterizzata da una densità elevatissima e da una rotazione molto breve, compresa tra due e cinque anni. La piantagione è ceduata cinque o sei volte nel corso del ciclo di coltura, producendo 400 o 700 quintali di biomassa a ogni ceduazione. Si tratta pertanto di una coltura agraria basata su specie forestali e destinata a produrre esclusivamente biomassa energetica.

Autori
Andrea Ballarin – dottorando in Economia agraria e forestale presso il Dipartimento TeSAF della Facoltà di Agraria, Università di Padova Tiziano Tempesta – professore ordinario di Economia ed Estimo presso il Dipartimento TeSAF della Facoltà di Agraria, Università di Padova Mara Thiene – ricercatrice presso il Dipartimento TeSAF della Facoltà di Agraria, Università di Padova

Si autorizza la riproduzione a fini non commerciali, con citazione obbligatoria della fonte e inserimento link a www.energheiamagazine.eu.

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