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Articolo CER - La biomassa in cifre

L'uso della biomassa ottenuta dalle piante come fonte energetica rinnovabile non è una novità. Però, sorprendentemente, i benefici economici e ambientali netti dell'energia da biomassa esistono solo sulla carta. Questa situazione però sta per cambiare grazie a una piantagione sperimentale di alberi nelle Fiandre orientali, dove il professor Reinhart Ceulemans e il suo team stanno lavorando per ottenere le cifre necessarie per decisioni basate su prove per le future politiche energetiche.
Articolo CER - La biomassa in cifre
Teoricamente, l'uso di fonti energetiche da biomassa è molto allettante, ed è anche neutrale rispetto al carbonio e rinnovabile. Questo è il motivo per cui la biomassa basata sul legname è già una tecnologia commerciale di grande interesse per chi definisce le politiche. Tuttavia, la base teorica per un'energia pulita dalla biomassa rimane esattamente così: teorica. "Ci sono tre domande a cui non si è mai dato risposta riguardanti l'energia da biomassa basata sul legname", spiega Reinhart Ceulemans: "È efficiente? È economicamente redditizia? E, soprattutto, riduce davvero le emissioni di gas serra?". Per rispondere a queste domande, Il prof. Ceulemans e il suo team dell'università di Anversa in Belgio stanno mettendo in campo il progetto POPFULL con una sovvenzione quinquennale Advanced Grant del CER per intraprendere un'analisi completa del ciclo vitale (LCA) di una piantagione per biomassa. Il team sta misurando tutte le risorse e i prodotti insieme ai costi e benefici che essi hanno per l'ambiente.

Nei campi (e nei boschi) delle Fiandre

Vicino a Gand, il team ha creato una piantagione mista di varietà di pioppi e salici a crescita veloce che copre oltre 18 ettari. Essi stanno studiando la forestazione a rotazione breve in cui gli alberi vengono abbattuti ogni due anni e i loro tronchi e rami raccolti, spezzettati e usati per generare energia.

La ricerca coprirà due cicli di raccolto nel 2012 e 2014. Come parte essenziale dell'analisi del ciclo vitale (LCA), sono misurati tutti i prodotti e le risorse del processo di forestazione a rotazione breve, come ad esempio il carburante usato dai macchinari della piantagione, le emissioni di gas serra derivanti dalla combustione della biomassa e l'energia prodotta. Inoltre, viene misurato il bilancio del carbonio dell'ecosistema, ovvero i flussi in ingresso e in uscita dei gas serra nella piantagione, inclusi CO2, CH4 e N2O e altri. "Mettendo assieme le misurazioni del processo di forestazione a rotazione breve con quelle relative all'ecosistema noi arriveremo a un bilancio del carbonio relativo a un LCA completo per la forestazione a rotazione breve e a un risultato quantitativo sul suo contributo al riscaldamento globale", spiega Ceulemans.

Nuovi strumenti e alte torri

"La misurazione dei flussi dei gas serra è l'elemento chiave nel nostro lavoro; ma solo recentemente sono diventati disponibili nuovi strumenti e tecniche per poter fare questa operazione", dice Ceulemans. Tra i filari di alberi c'è un alto palo che sostiene l'anemometro tridimensionale e gli analizzatori di gas a elevata sensibilità. "Noi misuriamo ininterrottamente la velocità del vento in tre direzioni e le concentrazioni di gas serra nell'atmosfera per ottenere i flussi netti in entrata e uscita dalla piantagione. La differenza rappresenta l'assorbimento da parte degli alberi, principalmente attraverso la fotosintesi. Gli strumenti sono altamente sensibili, noi possiamo vedere la fotosintesi che diminuisce al calare della notte e persino l'aumento della CO2 quando abbiamo grandi gruppi di visitatori".

Molto del prezioso lavoro sulla misurazione dei flussi di gas serra è stato effettuato dalla dott.ssa Donatella Zona, una ricercatrice fondamentale nel team, sostenuta da una borsa Marie Curie. "Questa è una piantagione unica, la prima al mondo con le attrezzature per misurare il completo bilancio dei gas serra e perciò a produrre una completa analisi del ciclo vitale - spiega Ceulemans - quindi abbiamo visto molto interesse; persino la rivista National Geographic ha fatto un documentario sul progetto".

Raccogliere risultati

"Dopo una rotazione abbiamo visto che otteniamo il doppio dell'energia che immettiamo, e la seconda rotazione sarà migliore, quindi la piantagione è efficiente. Per i gas serra abbiamo ancora bisogno dei risultati della seconda rotazione; finora il processo non è completamente neutrale rispetto al carbonio, ma stiamo risparmiando considerevoli quantità di gas serra in confronto ai combustibili fossili", dice il prof.Ceulemans. "Tuttavia, sospettiamo che, senza sovvenzioni, la forestazione a rotazione breve sarà conveniente solo su un periodo di più o meno 20 anni. Tuttavia, molte fonti energetiche sono sovvenzionate, quindi questa è una questione politica piuttosto che di semplice economia", spiega.

"Guardando a un'immagine più ampia, quando POPFULL sarà concluso, avremo le cifre definitive che permetteranno la creazione di politiche basate su scienza e prove per aiutare la biomassa a trovare la sua giusta collocazione nel mix energetico del futuro".

Fonte: Prof. dott. Reinhart Ceulemans

Detaggli del progetto:

- Coordinatore del progetto: Università di Anversa, Belgio
- Titolo del progetto: System analysis of a bio-energy plantation: full greenhouse gas balance and energy accounting
- Acronimo del progetto: POPFULL
- Sito web del progetto POPFULL
- Programma di finanziamento del 7° PQ (Bando CER): Advanced Grant 2008
- Finanziamento CE: 2 500 000 euro
- Durata del progetto: cinque anni

Documentario National Geographic (nl/en):

- Inglese
- Olandese

Principali pubblicazioni:

- Njakou Djomo S., El Kasmioui O. and Ceulemans R. (2011) Energy and greenhouse gas balance of bioenergy production from poplar and willow: a review. Global Change Biology Bioenergy, 3: 181-197
- Broeckx L.S., Verlinden M.S. and Ceulemans R. (2012) Establishment and two-year growth of a bio-energy plantation with fast-growing Populus trees in Flanders (Belgium): Effects of genotype and former land use. Biomass and Bioenergy, 42: 151-163
- El Kasmioui O. and Ceulemans R. (2012) Financial analysis of the cultivation of poplar and willow for bioenergy. Biomass and Bioenergy, 43: 52-64
- Njakou Djomo S. and Ceulemans R. (2012) A comparative analysis of the carbon intensity of biofuels caused by land use changes. Global Change Biology Bioenergy, 4: 392-407
- Berhongaray G., El Kasmioui O. and Ceulemans R. (2013) Comparative analysis of harvesting machines on an operational high-density short rotation woody crop (SRWC) culture: one-process versus two-process harvest operation. Biomass and Bioenergy, doi:10.1016/j.biombioe.2013.07.003
- Njakou Djomo S., El Kasmioui O., De Groote T., Broeckx L.S., Verlinden M.S., Berhongaray G., Fichot R., Zona D., Dillen S.Y., King J.S., Janssens I.A., Ceulemans R. (2013) Energy and climate benefits of bioelectricity from low-input short rotation woody crops on agricultural land over a two-year rotation. Applied Energy, 111: 862-870
- Verlinden M.S., Broeckx L.S., Wei H. and Ceulemans R. (2013) Soil CO2 efflux after land use change to a bioenergy plantation with fast-growing Populus trees – influence of former land use, inter-row spacing and genotype. Plant and Soil, 369: 631-644
- Verlinden M.S., Broeckx L.S., Zona D., Berhongaray G., De Groote T., Camino Serrano M., Janssens I.A., Ceulemans R. (2013) Net ecosystem production and carbon balance of an SRC poplar plantation during its first rotation. Biomass and Bioenergy, 56: 412-422.
- Zona D., Janssens I.A., Aubinet M., Gioli B., Vicca S., Fichot R., Ceulemans R. (2013) Fluxes of the greenhouse gases (CO2, CH4 and N2O) above a short-rotation poplar plantation after conversion from agricultural land. Agricultural and Forest Meteorology, 169: 100-110.

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