Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


venerdì 13 dicembre 2013

Trasformare l'elettricità in cibo

Da “Cassandra's Legacy”. Traduzione di MR

Il nostro articolo pubblicato sul “Journal of Cleaner Production”, dove discutiamo la possibilità di usare l'energia elettrica rinnovabile per alimentare tutte le fasi del processo agricolo. Per una copia di questo articolo, mandate un messaggio a ugo.bardi(aggegginostrano)unifi.it

Quando si discute di energia in agricoltura, il paradigma è la produzione di energia sotto forma di biocombustibili. Ma l'idea dei biocombustibili derivati da prodotti agricoli è un errore monumentale. La moderna produzione alimentare dipende quasi completamente dai combustibili fossili: l'agricoltura è una consumatrice di energia, non una produttrice.

Il problema è che l'esaurimento graduale sta rendendo i combustibili fossili sempre più cari. E prezzi dei combustibili più alti generano immediatamente prezzi del cibo più alti. E' accaduto, ed è un grosso problema, specie per la gente povera del mondo (il grafico sotto proviene dai dati FAO)


Così, che cosa faremo? Ci serve energia per l'agricoltura, non c'è dubbio su questo. Per ottenere questa energia potremmo tornare al lavoro umano e agli animali da soma, come in passato. E' il concetto dei “50 milioni di contadini” (nei soli Stati Uniti) proposto da Richard Heinberg. Ma il lavoro del contadino di un tempo non era per niente piacevole e nemmeno tanto efficiente. L'agricoltura preindustriale produceva solo un modesto surplus a spese di un numero di persone maggiore. Non c'è dubbio che l'arrivo della moderna agricoltura meccanizzata sia stata vista ovunque come un grande progresso nella liberazione della gente dalla schiavitù del duro lavoro manuale dell'agricoltura. (Immagine sotto -1971- per gentile concessione di Stefan Landsberger)



Così, possiamo eliminare i combustibili fossili in agricoltura senza dover tornare alle pratiche spacca-schiena del passato? Io ed alcuni colleghi abbiamo cominciato a porci questa domanda già qualche anno fa e questo ci ha portato a studiare l'idea di usare l'energia rinnovabile (NON intesa come biocombustibili) per alimentare macchine agricole. Abbiamo notato che le moderne tecnologie rinnovabili (principalmente eolico e fotovoltaico) producono elettricità e che trasformare l'energia elettrica in combustibili è costoso ed inefficiente. Così, l'idea che abbiamo sviluppato è stata quella di usare direttamente l'elettricità per alimentare l'agricoltura.

Il risultato è stati il “progetto Ramses”, che ci ha portato a sviluppare un prototipo di veicolo agricolo che non fosse solo un trattore, ma un veicolo multifunzione per diverse applicazioni, compreso l'immagazzinamento di energia (nella foto sotto, da sinistra a destra, Toufic El Asmar, Paolo Pasquini e Ugo Bardi).


Il veicolo Ramses è stato un successo come prototipo ed è stato usato in diverse attività agricole per alcuni anni, prima in Libano ed ora in Italia. Ci ha insegnato diverse cose: una è che, facendo i calcoli appropriati, oggi la meccanizzazione elettrica in agricoltura è ancora marginalmente più costosa dei motori convenzionali, basati sui combustibili fossili. A causa di questo costi marginalmente maggiori, i contadini usano ancora motori convenzionali e il Ramses è ancora solo un prototipo.

Ma le cose stanno gradualmente cambiando e, alla fine, a causa sia dell'esaurimento sia del cambiamento climatico, dovremo “svezzare” l'agricoltura dai combustibili fossili. Questa idea ci ha portati ad un esame più completo del processo agricolo. Se il Ramses ha dimostrato che possiamo usare l'energia elettrica per molte mansioni che richiedono energia meccanica, è anche vero che l'agricoltura ha bisogno di molto di più: le servono fertilizzanti, pesticidi, trasporto, refrigerazione ed altro. Possiamo svolgere tutte queste mansioni usando l'energia elettrica prodotta dalle fonti rinnovabili?

Questo è ciò di cui parla il nostro articolo recente sul “Journal of Cleaner Production” (autori Ugo Bardi, Toufic El Asmar e Alessandro Lavacchi, vol. 19, pp. 2034-2048 - 203). Si tratta di un esame esteso di come l'energia viene usata in agricoltura e di come, in futuro, potremmo ottenere questa energia dalle fonti rinnovabili, abbandonando i combustibili fossili e allo stesso tempo mantenendo alta la produttività della moderna agricoltura.

I risultati? Come potete immaginare, non sarà un'impresa facile, ma abbiamo trovato che non è neanche impossibile. Via via che le moderne rinnovabili (eolico e solare) aumentano la propria efficienza e costano meno è perfettamente possibile pensare di integrarle nel processo agricolo, prima riducendo e quindi eliminando del tutto il bisogno di usare localmente combustibili fossili.

Poi, naturalmente, la produzione agricola non è basata solo sull'uso locale di combustibili fossili: i fertilizzanti, per esempio, vengono prodotti in grandi impianti industriali, Questi impianti possono essere alimentati dall'energia rinnovabile e risulta, per esempio, che ci sono metodi conosciuti per usare l'elettricità e generare ammoniaca come fertilizzante senza bisogno di usare metano o idrogeno come materia prima. Neanche così, anche un'energia abbondante può risolvere tutti i problemi, per esempio il graduale esaurimento delle risorse minerali di fosforo. Per quello, solo una gestione accurata di ciò che abbiamo può mantenere la disponibilità dei fertilizzanti a base di fosfato necessari.

Quindi, il risultato finale del nostro studio è che le moderna energia rinnovabile può essere di incredibile aiuto all'agricoltura, ma non per l'agricoltura sprecona ed insostenibile di oggi. E' possibile trasformare l'elettricità in cibo e non abbiamo bisogno di tornare alle pratiche spacca-schiena di un tempo. Ma dobbiamo immaginare e costruire un'agricoltura che non distrugge le risorse che usa.

Per una copia del nostro articolo sul “Journal of Cleaner Production” scrivetemi all'indirizzo ugo.bardi(pispoloattorcigliatohiocciola)unifi.it



12 commenti:

  1. Per il picco del fosforo forse si può mitigare il picco tramite via biologica (funghi):

    http://pandemica-mente.blogspot.it/2013/11/il-picco-del-fosforo-si-si-ed-un.html


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  2. Seguo da tempo questo blog e scrivo per la prima volta, sono un laureato in scienze agrarie ed un agricoltore, il veicolo ramses di cui ho già sentito parlare non sostituisce un trattore, ma tuttalpiù un furgoncino, ciò che distingue un trattore da un altro mezzo stradale è il diverso tipo di trasmissione caratterizzata da grandi riduttori in grado di fornire grandi coppie motrici alle ruote, che generalmente sono molto diverse dalle ruote automobilistiche montate dal ramses, un'altra caratteristica dei trattori agricoli è che hanno una grande autonomia di combustibile, un trattore di 70 cv porta circa 90 litri di gasolio, contro i 30-40 di un'utilitaria di pari potenza, ciò permette di lavorare 8-10 ore a piena potenza, condizioni spesso richieste in alcuni periodi dell'anno in concomitanza delle semine, raccolta, ecc..
    Esistono dei prototipi a metano-biometano effettivamente funzionanti seppur con minore autonomia,, non prendono piede anche perchè in agricoltura si utilizza gasolio agevolato a circa 90 centesimi al litro.
    Per concludere a fine ottocento e inizio secolo accanto ai primi trattori si era sviluppata una sorta di meccanizzazione agricola basata sull'aratura funicolare in inghilterra venivano usate locomobili a carbone, in italia si era provato con qualche successo anche con locomobili elettriche, che non necessitavano di batterie in quanto erano fisse, forse la strada per il futuro, almeno per certe applicazioni sarà questa, per quanto ritengo che in condizioni di scarsità di energia e materiali la cosa più logica sarà tornare alla trazione animale, in quanto non richiedono carburante, ricambi e si riproducono da soli.

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    1. Infatti, se noti, lo chiamiamo "veicolo", non "trattore"!

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  3. Lo scopo di questi mezzi dev'essere quello di (ri)scoprire e reinventare un'agricoltura davvero efficiente.
    Non come quella drogata dai combustibili fossili e fissili pure.
    Solo ora masse di persone si stanno rendendo conto di quale tossicodipendenza planetaria abbiamo vissuto sopratutto nell'ultimo secolo.
    Non sarà per niente facile uscire da tale fossildipendenza e alquanto rischioso, ma starci dentro sarà certamente letale e anche a breve termine.
    Ma se il Sole alimenta la biosfera da miliardi di anni e noi ne utilizziamo un flusso tutt'oggi che è solo un decimillesimo o al più un millesimo del totale, allora c'è speranza di guarire da questa pesante intossicazione.

    Marco Sclarandis

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  4. ...Scusate, ma utilizzare i biocarburanti solo per i mezzi agricoli non mi sembra così insostenibile...Anche p e r c h è se non avremo biocarburanti a sufficienza significa che anche la produzione agricola si sarà ridotta di N volte su scala decimale....Questo post poi sottintende che abbiamo bisogno ( ed è giusto produrre ) di più cibo ? ...Credo sarebbe più giusto allora proporre un post dal titolo " trasformare gli uomini in foreste." P S: intanto nuovo record del debito pubblico italico e ieri facoltà di medicina occupate dagli studenti p e r c h è dall'anno prossimo dimezzamento dei posti da specializzando...Dimezzare le facoltà di medicina,magari mantenendo il numero dei posti complessivi, invece dei posti da specializzando non sarebbe più funzionale al "bene comune" ?....

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    1. in un paese che esporta 10 mld di beni e ne importa 140 per soddisfare usi e costumi inutili è normale che il debito pubblico aumenti. Se non fossimo sotto l'ombrello NATO e USA probabilmente avremmo già fatto la fine di Argentina e Grecia da un pezzo, perchè nessuno ci comprerebbe quella spazzatura che si chiama titoli di stato, che nessuno mai rimborserà. Ma almeno non truffiamo nessuno, perchè lo sanno benissimo, ma il giochino fa comodo anche a chi ce li compra così possono invaderci e sostituirci senza colpo ferire. Andate, andate, italiani al mare e in vacanza e fate i dipendenti pubblici. I vostri figli o nipoti, se ci saranno, faranno i domestici e le badanti ai figli e nipoti dei nuovi padroni, ma dubito che succederà, perchè non tutti sono capaci di sopportare tali umiliazioni.

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    2. Poi il massimo "bene" comune o particolare è individuato dalla filosofia morale di PLatone e & successivi in modo molto preciso, ma risulta così complicato a chi a un quoziente intellitivo inferiore a 110, o non ha un'anima che pensa per il suo quoziente troppo basso, che risulta impossibile perseguirlo. Quindi possiamo metterci l'animo in pace, che questo far west durerà fintanto che ci sarà l'energia per alimentarlo e anche coi surrogati elettrici bisognerà comunque ripensare un modello di vita molto diverso da quello attuale. Ma questo lo faranno nei prossimi decenni chi ci sarà.

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    3. "....e non fossimo sotto l'ombrello NATO e USA probabilmente avremmo già fatto la fine di Argentina e Grecia da un pezzo, perchè..." Aspetta ancora un pò, vedrai che presto ci arriveremo anche noi a fare quella fine

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    4. ecco un altro illuso che crede nel potere del popolo attraverso la democrazia rappresentativa e magari ha anche votato alle primarie del pd meno elle. Si vede che non c'eri nel '68, altrimenti vedresti il mondo in una luce diversa, che è quella emersa dalla guerra che questo paese ha perso e che ha ormai reso gli italiani delle marionette. I pupi siciliani hanno molta più dignità..

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  5. Salve, ho letto che stanno approvando un decreto per fornire metano ai veicoli dalle produzioni delle centrali a biogas

    http://www.aamterranuova.it/Bioedilizia-ed-energie-rinnovabili/Un-pieno-di-biogas

    riguardo alla produzione di cibo, trovo illuminante il fatto che non possiamo permetterci un devastante folle latifondismo monoculturale (mais e soia) solo per far ingrassare carne da macello e i conti di 4 big del settore con una perdita di energie e valori proteici altissima. Non contiamo poi le proiezioni in aumento di consumo di carne nei paesi asiatici che da come ho letto..per soli 30kg pro capite in più annui a persona servirebbe un'altra America interamente a mais. Non parliamo del consumo d'acqua. Mi sa che il "vegano" è il futuro..

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    1. > il "vegano" è il futuro
      Essere ancora più miliardi e vegani? Questo NON è sostenibile.
      In moltissimi luoghi del mondo non è possibile una dieta locale vegana, Rimando ad un paio di osservazioni (
      e qui) che feci da Gaia Baracetti.

      No assolutamente a produrre più cibo (recuperando terreni distruggendo aree biotiche selvatiche).
      Si a politiche anche radicali - e coercitive, se necessario! - per una sensibile decrescita demografica.
      Max un figlio per donna per diverse generazioni, fino a tornare nel range [1G - 2G] homo.

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