FITO DEPURAZIONE E CARBON SEQUESTERING

In un precedente post, VETIVER, KYOTO E 2020, avevamo trasformato vecchi dati di produttività in dati relativi alla capacità del Vetiver di incorporare CO2. Tali dati di produttività erano ampiamente e consapevolmente sottostimati in diversi modi, ricapitolo: nessuna concimazione, sesto di impianto non ottimale, taglio effettuato ad una altezza non ottimale.

Oggi, il dato di produttività è stato aggiornato alla luce dell’esperienza maturata in questi anni: dal 2012 abbiamo abbandonato le concimazioni chimiche, abbiamo introdotto le biotecnologie ed abbiamo cominciato ad utilizzare regimi irrigui più idonei.

Il test ha riguardato un metro quadro di coltivazione, il taglio è stato effettuato a livello del suolo ed ha riguardato piante di dodici mesi esatti derivate da materiale cresciuto “in vitro”.

Il precedente test, del 2008, aveva dato un valore di 6,060g per mq, con un totale di Carbonio (20,5% del Tal Quale) pari a 1242g per mq.

Il potenziale di Carbon Sequestering si attestava dunque 4559g per mq di biomassa, stante un fattore di conversione pari a 3,67 dovuto alla percentuale di Carbonio presente.

Oggi, con l’utilizzo di un mix di biotecnologie, la biomassa pesata al taglio è stata pari a 9Kg per mq; un incremento di quasi 3Kg secchi per metro quadro con un potenziale di Carbon Sequestering di 6771g/mq.

Il dato ovviamente riguarda, come al solito, solo il primo di almeno tre possibili tagli, e non considera affatto l’apporto di Azoto che la biomassa riceverebbe nel caso in cui le piante venissero utilizzate per lo smaltimento di percolato.

Decisamente buono.

LA PIROLISI ED IL VETIVER

pirogassificazionesg1In Italia non sono ancora molti gli impianti pirolitici e, a dire il vero, è una tecnologia ancora poco conosciuta, sebbene non sia proprio di recentissima sco
perta. La pirolisi, o piroscissione, non è altro che la decomposizione molecolare di materiale organico per effetto del calore. Quando il materiale organico è il petrolio si parla più propriamente di piroscissione o cracking.

La Pirolisi è un particolare processo in assenza dell’agente ossidante (ossigeno) nel quale avviene la decomposizione termochimica di materiali di natura organica. Tale processo avviene essenzialmente fornendo del calore al materiale da trattare, in modo da fornire l’energia necessaria per rompere alcuni legami chimici all’interno delle molecole complesse e trasformarle in molecole meno complesse. Durante tale processo, la completa assenza di ossigeno permette di impedire reazioni di ossidazione, le quali porterebbero alla formazione di composti ossidati, “ultimo e stabile step” delle reazioni di combustione, ed a questo punto non vi sarebbe differenza alcuna con un processo di combustione tradizionale.

Il termine “dissociazione” è in realtà insufficiente a descrivere l’insieme delle reazioni che avvengono durante il processo di piroscissione, in quanto esse sono un insieme di reazioni di dissociazione e riassociazione, ed inoltre anche nelle reazioni di combustione avvengono reazioni di dissociazione, pertanto è importante non utilizzare tale classificazione delle reazioni per indicare genericamente un impianto di pirolisi.

La Pirolisi permette di utilizzare biomasse non completamente secche e perciò meno costose in termini energetici ed economici.

Possono essere utilizzate biomasse inquinate senza che vi sia trasferimento di inquinante ai fumi di scarico.

La Pirolisi è esporre la biomassa ad alte temperature (600-700 gradi) per ottenere così un misto di idrogeno e metano, questo è il syngas, carburante dei motori accoppiati ai generatori di corrente.

Il salto tecnologico ha generato una nuova classe di impianti di piccola e piccolissima taglia che permettono di autoprodurre il carburante, da terreni inquinati, a filiera corta cioè l’impianto può essere dislocato nell’area inquinata e modificarne il destino sociale senza richiedere grandi superfici.

La Pirolisi produce come scarto di lavorazione delle ceneri che contengono l’inquinante estratto dal terreno ed anche circa il doppio della potenza elettrica erogata, sotto forma di calore (es. 100KW elettici con 220-240 KW termici), Se prendiamo in esame una qualunque area depressa ed inquinata, vediamo che con solo 10 ettari (Ha) di terreno perduto alla coltivazione del cibo possiamo alimentare una piccola zona industriale, depurando il terreno per restituirlo alla sua giusta destinazione e riportando investimenti e lavoro laddove più se ne ha bisogno.

Il ciclo annuale di questi impianti è di 8000 ore, la necessità annuale di carburante è di 800 Ton.

Se il primario interesse, un giorno, dovesse essere quello del ripristino dei terreni perduti, questa sarebbe la strada giusta da intraprendere, ottenendo già da subito una ripresa economica che può cambiare il destino di molti.

La capacità delle piante di vetiver di produrre grandi quantità di biomasse e la velocità con cui queste si rigenerano, anche senza apporti idrici, è chiaramente dimostrata. (Basta guardare la documentazione riportata sul sito http://www.vetiveritalia.it/).

Per essiccare la biomassa, è sufficiente lasciarla a terra tre o quattro giorni: la biomassa deve essere raccolta, contestualmente trinciata e trasferita su mezzi che la riportino in un sito adatto all’essiccazione.

I costi connessi ai mezzi, alle strutture, allo spazio di stoccaggio ed alla manodopera necessari per operare in questo senso, possono essere facilmente bypassati operando scelte diverse: qualora le siepi fossero disposte in spazi diversi, non necessariamente legati alla proprietà dell’impianto di trasformazione, ma diffuse in comprensori dove operano funzioni diverse, legate alla lotta alla desertificazione ed alla sostenibilità degli ambienti agricoli, si perseguirebbe un molteplice beneficio con una sola scelta politica, incentivando la piantumazione e legando i fornitori con vincoli di conferimento di semilavorato già imballato e pronto alla trasformazione. In questo modo vi sarebbe la sola necessità di stoccare rotoballe in attesa di trasformazione ed utilizzare il calore di risulta della trasformazione stessa per finalizzare l’essiccazione del prodotto che di li a poco verrà trasformato. I risparmi sono evidenti.

Per avere la certezza dei costi di approvvigionamento nel tempo e slegare le forniture dalle variazioni del mercato, rendendo sostenibile la pratica della trasformazione delle biomasse in energia, queste vanno prodotte, acquistate e trasformate in loco secondo logiche di “Filiera Corta”.

Il vetiver consente, data la sua particolare fisiologia, di unire la produzione di biomasse ad altri utilizziche siano di beneficio al territorio di applicazione: è infatti ben nota la capacità delle piante e del design applicativo delle siepi vegetative di controllare i sedimenti strappati dagli eventi meteorici (di crescente impatto) e di infiltrare nelle falde grandi quantità di acqua altrimenti perduta migliorandone la qualità e rilasciandola gradualmente aumentando la percentuale di umidità presente nel terreno.
Risulta perciò particolarmente interessante lo sviluppo di progetti che vedano l’applicazione delle siepi vegetative in ampi tratti di territorio soggetto a desertificazione, per il miglioramento dell’ambiente agricolo unito alla produzione di biomasse (vedi la sezione Sostenibilità Agricola).

Allo stesso modo, data la capacità delle piante di estrarre da suolo e acqua grandi quantità di inquinamento, risulta molto interessante per unire la produzione energetica intensiva al fitorimedio ed alla fitodepurazione.

L’inquinamento intrappolato nella biomassa delle piante di vetiver chiaramente non potrà essere rimesso in atmosfera bruciando o disperdendo il prodotto, ma trasformarlo tramite pirolisi veloce consente di comprimere notevolmente l’inquinamento concentrando nello scarto (biochar) gli inquinanti da trattare come rifiuto speciale. Già oggi sono disponibili sul mercato brevetti che le aziende utilizzano per realizzare impianti di questo tipo.

 La pratica di estrarre l’inquinamento dal terreno e dalle acque è estensivamente utilizzata all’estero per recupero di acque reflue, scarti mineraridiscariche esaurite e smaltimento del percolato da esse prodotto.
Specialmente le acque reflue civili ed industriali appaiono particolarmente interessanti per produrre biomassa, data la concentrazione di Azoto e Fosforo che, rimesso in circolo inquina falde e terreni, ma ha un enorme potenziale per la produzione di biomassa in ambiente idroponico o tramite assorbimento in aree umide artificiali.

VETIVER, KYOTO E 2020

È possibile calcolare quanta CO2 può essere assorbita da una coltivazione?
La quantità di Anidride Carbonica assorbita dalla pianta durante il suo ciclo vitale è la quantità molecolare di Carbonio presente nella biomassa, più il doppio della quantità molecolare di Ossigeno.
Se si tiene conto del peso atomico di Carbonio e Ossigeno, che sono rispettivamente 12 e 16, ne consegue che 12 grammi di Carbonio, sommati a 32 grammi di Ossigeno (C + Ox2) producono 44g di CO2; dividendo per il peso molecolare del Carbonio (12), otteniamo che per ogni grammo di Carbonio presente nella biomassa, un corrispettivo di 3,67g di CO2 è stata incorporata dalla pianta.

La percentuale di Carbonio presente nella biomassa fresca di Vetiver, considerata la quantità di umidità presente (56,30%) si attesta al 20,50% del peso totale al momento dello sfalcio. Per ogni tonnellata di biomassa fresca di vetiver, avremo quindi 0,205T di Carbonio ed un totale di Anidride Carbonica assorbita dall’atmosfera di 0,752T oppure 752Kg.

In un precedente post ho voluto calcolare il minimo di biomassa prodotta da un metro di siepe di Vetiver considerando che:

– Le piante erano di soli 14 mesi di età, perciò neanche adulte,
– Solo il primo taglio è stato quantificato, ne sono possibili almeno tre,
– Le piante sono state sfalciate a 30cm dal suolo, quindi è stato calcolato un peso sottostimato del 15% circa,
– La falda acquifera era presente a circa un metro dalla superficie,
– Nessuna concimazione era stata apportata,
– La densità di impianto era di 30cm sulla fila.

Il quantitativo medio di biomassa, pesata nei tre test effettuati in tre distinti punti della coltivazione, è stato di circa 4 Kg/metro. In tale quantità, il Carbonio totale presente è pari a 820g ed il quantitativo equivalente di CO2 sottratta dall’atmosfera è pari a 2,9Kg per ogni metro lineare di siepe.

Se invece considerassimo le stesse piante falciate al livello del piano di campagna e calcolassimo tre tagli stagionali, questo dato potrebbe raggiungere sicuramente i 9Kg/m/anno, comunque non considerando alcun apporto di nutrimento immesso nel ciclo vitale della pianta; qualora il metro lineare di piante campionato si fosse trovato all’interno di un sistema atto a smaltire grandi quantità di Azoto presenti in un refluo, la quantità di biomassa prodotta varierebbe drasticamente.

La borsa europea del Carbonio, oggi, 30 Giugno 2014 attesta il valore economico degli scambi sulle emissioni a 5€/T CO2 come riferito dal sito KYOTO CLUB

In buona sostanza, le ulteriori implicazioni economiche correlate allo smaltimento dei reflui con il Sistema Vetiver non sono affatto da sottovalutare, specialmente alla luce del fatto che entro il 2020 dovremo abbattere del 20% le emissioni di gas serra a livello nazionale. Ritengo inoltre che il valore della tonnellata di CO2 varierà non poco all’approssimarsi della scadenza del 2020 e che, l’aver scelto i sistemi di fito smaltimento e fito evapotraspirazione premierà enormemente quelle aziende ed Enti Locali che avranno innovato nella Green Economy.
Non solo sotto il profilo dell’immagine.

Diffusione della Conoscenza, Intervista a TuttoGreen

Oggi, non senza un pizzico di vanità, mi compiaccio di condividere una bella intervista realizzata  nella estate 2011 con un webzine molto interessante e variegato: TUTTOGREEN. Mi piace inoltre vedere come le buone idee e semplici, trovino oggi maggior facilità di passaggio tra le persone.

Ecco l’intervista: LINK

Biomassa dal Vetiver

E’ l’ora di riparlare di biomasse e fare il punto della situazione.

Gli inequivocabili risultati dei referendum sul nucleare tenuti in ambito nazionale e maggiormente in Sardegna in ambito regionale (dato il 97,4% di contrari) sono un segnale che nessuno mai più avrà il diritto di trascurare e questo è un fatto chiaro e nitido.

Rimane la certezza che di energia avremo sempre bisogno e sempre di più.

Tra le soluzioni immediatamente utilizzabili per disponibilità tecnologica e di mercato abbiamo il solare fotovoltaico e l’eolico che sono certamente la soluzione ottimale quando applicati all’economia all’Idrogeno teorizzata da Rifkin, ma purtroppo lustri dovranno passare prima che si giunga a quella meraviglia.

Non sembra oggi che queste rinnovabili possano bastare, sia per la loro natura intermittente, sia per il loro rendimento totale, non credo che le si possa oggi considerare una alternativa di per sè, a meno di tappezzare tutto il mondo di celle e pale.Se le celle fotovoltaiche e le pale non sono sufficienti, il carbone inquina davvero troppo, il nucleare è una opzione indifendibile, la fusione verrà tra cinquant’anni, come andremo avanti?

Ecco tornare in auge le biomasse, posto che non sottraggano alle piante alimentari superfici tali da variare in modo incontrollato i rapporti economici come è accaduto per i cereali nobili quali il mais, ed il grano utilizzati per la produzione di biocarburanti di prima e seconda generazione.

Facciamo il punto:

Le biomasse tratte dagli ambienti già esistenti quali sottobosco, potature e scarti dall’agricoltura conferiscono in massima parte alla filiera del riscaldamento come le produzioni di pellet e briquette e difficilmente questa quota potrà essere girata a nuovi impianti a biomassa tanto quanto sarà difficile aumentare le superfici di produzione delle stesse biomasse spontanee, a meno di devastare l’alveo di ogni fiume e canale presente nel paese.

Attualmente le poche centrali a biomassa esistenti acquistano anche all’estero, a carissimo prezzo prodotti quali lo scarto della lavorazione della frutta a guscio o lo scarto della molitura delle olive, ecc; dubito che questa strada abbia un futuro anche se non sono un economista internazionale, visti i costi in costante aumento del gasolio per autotrazione, e la crescente domanda di tali risorse.

Quindi le biomasse vanno prodotte, acquistate e trasformate in loco secondo logiche di “Filiera Corta” e sono in grado di fornire lavoro ad un settore in costante crisi quale quello agricolo; le biomasse sono certamente in grado di risollevare il valore economico di intere aree geografiche che oggi producono alimenti che, data la concentrazione e l’estensione, già saturano il mercato. Così si produce ben poco valore e l’assottigliarsi dei margini di ricavo (manodopera e carburante aumentano senza posa) si arriverà in una generazione allo spopolamento ed alla perdita irrecuperabile di competitività; assommano già oggi alle migliaia gli ettari incolti e i disoccupati.

Esistono in Italia specie al sud, interi comparti geografici praticamente falliti, con tassi di disoccupazione vertiginosi, che hanno avuto in passato una forte vocazione agricola ma che oggi sono alla canna del gas per varie ragioni. Queste stesse zone (per esempio il Medio Campidano a sud della Sardegna) hanno una incidenza della radiazione solare pari o quasi al nord Africa, acqua in abbondanza nel sottosuolo ed in superficie e terreni derivati da bonifica quindi fertili come nessun altro, hanno anche una fortissima fame di lavoro e speranza che delusa da anni li sta spopolando e ne deprime il valore; queste aree oggi non hanno futuro.

Esistono in Italia zone fortemente inquinate che sono interdette alla produzione alimentare e che necessitano al tempo stesso di trattamenti di fitorimedio e ripristino ma anche di riconversione industriale e valorizzazione; ve ne sono nel Lazio ed in Puglia, per esempio l’area dell’ ILVA di Taranto o le superfici di qualunque discarica esaurita; già nel 2008 scrissi di una tecnologia di trasformazione delle biomasse in energia che non rimette in atmosfera gli inquinanti che sono contenuti nella materia vegetale di partenza(perciò estratti dal suolo): la pirolisi veloce e la gassificazione della biomassa, con questi metodi e con piante in grado di estrarre l’inquinamento dai terreni si ottiene il molteplice beneficio di rimediare all’ inquinamento producendo energia, lavoro e valore aggiunto alla zona geografica di applicazione, nonché la promozione di sviluppo industriale per le stesse aree grazie ad un prezzo incentivato dell’energia per le aziende che in tali zone stabiliscono la produzione.

Nell’ultimo anno sono stati fatti dei salti che hanno trasformato queste opzioni tecnologiche in realtà industriali che sono già disponibili sul mercato oggi. Come noto, diversi anni fa, prevedendo una simile direzione dello sviluppo della produzione energetica, ho dato il via ad un protocollo di produzione in vitro del vetiver, pienamente testato oggi, che sebbene non abbatta significativamente i costi di produzione del materiale vivo sulle grosse quantità, ne permette la produzione su larga scala, per fornire in contemporanea il materiale di partenza necessario alla nascita di iniziative che necessitino di grandi numeri di piante.I costi, in confronto al costo degli impianti di trasformazione delle biomasse, sono comunque molto accessibili e diventano necessari dei centri di produzione di piante associati agli impianti di trasformazione che generano lavoro per molti, pur mantenendo i costi di produzione della biomassa più competitivi rispetto al presente in zone che in ogni caso sono e rimangono a vocazione agricola.

– Disoccupazione e spopolamento di ampie aree agricole;

– Fame di energia e perdita dei margini di ricavo delle aziende energivore presenti;

– Prospettiva di crescente delocalizzazione e deindustrializzazione;

– Prospettiva di perdita ulteriore di produzione a vantaggio di paesi extra UE;

– Prospettiva di irrilevanza economica;

– Prospettiva di problemi di ordine sociale.

Un diverso sistema, un sistema verde può concretizzare invece una realtà molto diversa:

– Rinascita produttiva;

– Calo della disoccupazione;

– Maggior valore immobiliare;

– Attrazione di investimenti produttivi tramite energia incentivata.

Il ruolo della politica in questa logica è chiaramente ineludibile:

– L’attrazione di investimenti energetici nelle biomasse con conseguente ottenimento di quote di energia a prezzo competitivo farebbe rinascere l’interesse industriale nelle aree di intervento, la quota di disoccupazione e malessere sociale calerebbero significativamente;

– Un controllo delle quote area destinate all’energia manterrebbe inalterati i presenti rapporti economici di produzione agricola;

– La diversificazione nelle colture su vaste aree produrrebbe un miglioramento dell’ambiente in generale spezzando l’attuale monocoltura, si genererebbe automaticamente un calo dell’utilizzo di fitofarmaci ottenendo aree meno inquinate.

-La quota di ricavo del settore agricolo aumenterebbe sensibilmente, nuove realtà agricole e vecchie aziende potrebbero trovare linfa in questo mercato.Dai discorsi macroeconomici e di ordine generico, passiamo ora all’ambito tecnico che attiene al Vetiver; la somma delle caratteristiche fisiologiche uniche della pianta e la sua resa economica vanno ricordate ora:

  • Basse necessità idriche grazie al sistema radicale profondissimo e verticale;

  • Potenziale infestante irrisorio come stabilito dall’USDA;

  • Competizione prossimale con altre coltivazioni nullo;

  • Resistenza al fuoco;

  • Bassissima incidenza delle avversità biologiche;

  • Alto fattore di rigenerazione;

  • Alta resa di biomassa (80-100T/ha/annum);

  • Tolleranza all’inquinamento senza confronti;

  • Basse necessità di imput energetico (impianto, manutenzione, raccolta);

  • Produzione a regime in tempi minori rispetto ad altre essenze.

Tutti questi fattori, indagati ed assodati in dettaglio già nell’ultimo quarto di secolo in tutto il mondo, sono sotto gli occhi di tutti, ribadisco che la decisione e il coordinamento non possono che essere politici.

Il Knowhow accumulato in quindici anni di produzione mi danno la certezza delle mie affermazioni e credo che sia giunto il momento di dare rilievo a questi fatti per fare il salto di qualità nell’economia verde.

Vetiver: Velocità di accrescimento

Circa due mesi fa ho iniziato la piantumazione di nuove porzioni di vivaio con il fine ultimo di raddoppiare la disponibilità di materiale, vista la crescente richiesta. A fine Aprile ho iniziato il lavoro: fresatura, finta semina, assolcatura, concimazione, piantumazione e acqua. Il periodo scelto, piena primavera, ha prodotto i suoi risultati: in circa due mesi ho ottenuto una decuplicazione dei getti sistemati nel solco.

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Vetiver, attrezzature per la trasformazione.

Per cercare di portare avanti la ricerca sulle biomasse prodotte con il vetiver, ho condotto alcune prove di taglio con una barra falciante normalmente destinata al fieno.
Il risultato è pienamente soddisfacente ma vengono messe in luc

e alcune necessità:Il peso del fieno abbatte la barra sulla porzione lontana dall’aggancio, un pattino o una rotella di buone dimensioni garantirebbe la coerenza dell’angolo di taglio, in questo caso ho provveduto sostenendo a mano la barra affinchè mantenesse un angolo corretto.
Il fieno tagliato ricade a terra in maniera disordinata e si rende necessario un secondo intervento per organizzarlo meglio affinchè l’essiccagione avvenga in maniera coerente in tutta l’andana prodotta; per ovviare a questo problema si rendono necessarie delle modifiche (non strutturali) quali una ruota dentata (magari riciclata da un ranghinatore di vecchio tipo) ed una fascia di lamiera, oppure due ruote.

Biomasse, Shell ci crede.

Negli ultimi 5 anni Shell ha investito 1,7 miliardi di dollari nel campo delle rinnovabili, e nello specifico non nell’eolico o nel solare, ma nelle biomasse, al fine di trovare una valida alternativa al petrolio e continuare a produrre carburanti per i motori a combustione interna.

Traggo questa informazione da un trafiletto apparso mercoledì 18 Marzo sul Corriere della Sera.

Cito testualmente:”Più concretamente guarda ai carburanti alternativi alla benzina, a combustibili derivanti da biomasse di seconda generazione, cioè cellulose e non cereali. Qualcosa vorrà pur dire”.

Per quanto si possa non amare la Shell o il mondo che essa rappresenta, si deve prendere nota che dove loro investono denari, probabilmente, quello sarà l’ambito più probabile di futuri sviluppi.

Biomassa: prove di trinciatura secondo test

 

Questa seconda prova di trinciatura è stata condotta con un mulino a martelli per foraggio.

Come è evidente la macchina in questione è troppo piccola per poter trinciare quantità ragguardevoli di biomasse, questa era l’unica disponibile al momento in officina ma dello stesso tipo ne esistono di molto più grandi.

Ciò che conta davvero è che la trinciatura avviene sull’asse orizzontale rispetto alla direzione di inserimento del fogliame, e questo garantisce una maggiore coerenza del prodotto rispetto alla prova precedente condotta con un biotrituratore.