Biochar: tecnologia emergente per la rimozione del carbonio

Il biochar ha il potenziale per rimuovere il 6% delle emissioni globali di anidride carbonica ogni anno e può essere utilizzato su larga scala. Pertanto si prevede che giocherà un ruolo centrale nel concetto di economia circolare. Questa sostanza simile al carbone viene prodotta mediante pirolisi di diversi tipi di biomassa in un processo controllato. Il Professor Mauro Giorcelli, ricercatore presso il Dipartimento di Scienze Applicate e Tecnologiche (DISAT) del Politecnico di Torino e membro del consiglio direttivo dell'Associazione Italiana Biochar “ICHAR”, studia il biochar ed esplora le sue potenzialità. Durante la sua visita alla sede centrale di Elementar ha offerto l'opportunità unica di approfondire gli ultimi progressi nella ricerca sul tale matrice.

Prima di occuparsi del biochar come suo principale argomento di ricerca, il Professor Giorcelli ha avuto l'opportunità di studiare altri materiali in Carbonio e compositi costituiti da tubi di Carbonio e grafene. Accorgendosi del fatto che tali materiali fossero estremamente costosi, il Professor Giorcelli ha iniziato ad approfondire lo studio del biochar e delle sue proprietà, notando come il biochar fosse un tipo di materiale di Carbonio economico e facilmente disponibile. Egli ha poi scoperto che i compositi realizzati con biochar avevano proprietà paragonabili a materiali costosi realizzati con tubi di Carbonio e grafene. Il biochar si configura quindi come un ragionevole sostituto, tanto più che si può ottenere utilizzando i rifiuti agricoli che vengono convertiti in una preziosissima materia prima.

Il biochar non è certamente una novità:  da oltre 2.000 anni viene utilizzato per migliorare la qualità del suolo e favorire la crescita delle colture. Ma le potenzialità del biochar vanno ben oltre questo tradizionale utilizzo agricolo e solo ora vengono progressivamente esplorate mediante lo studio approfondito delle sue proprietà. Il biochar può essere utilizzato come sostituto dei materiali di Carbonio derivati ​​dal petrolio, ad esempio nei compositi, aprendo un vasto mondo di applicazioni. Secondo il Prof. Mauro Giorcelli quasi tutti i materiali contenenti nerofumo, come ad esempio gli pneumatici, potrebbero potenzialmente essere costituiti da biochar. Usare più biochar invece di materiali a base di petrolio significherebbe avere una minore dipendenza da risorse che iniziano a scarseggiare, oltre che ottenere una riduzione dell’impronta di carbonio. Oltre alle applicazioni nel suolo, il Prof. Giorcelli vede un grande potenziale soprattutto per l’uso futuro del biochar nel cemento e nel calcestruzzo: a suo avviso questa sarà “la prossima applicazione impiegata su larga scala dopo l’uso in agricoltura”. L’attuale produzione di cemento rilascia enormi quantità di CO2 nell’atmosfera, contribuendo alle emissioni globali di gas serra legate al cambiamento climatico. Tali emissioni potrebbero essere drasticamente ridotte utilizzando il biochar nella produzione di cemento, decarbonizzando così il processo produttivo.

La produzione di biochar è una situazione vantaggiosa per tutti: può essere prodotto in quasi tutti i comuni, il Carbonio viene immagazzinato invece di essere rilasciato nell’atmosfera, e poiché il biochar è ottenuto da “rifiuti” e scarti di biomassa risolverebbe il problema dello smaltimento dei rifiuti creando allo stesso tempo una nuova risorsa utile che potrà aiutare a decarbonizzare in modo significativo la nostra economia. È anche ipotizzabile che la produzione di biochar possa diventare una futura fonte di reddito per città e comuni: se lo stoccaggio del carbonio sotto forma di produzione di biochar viene pagato con certificati di carbonio, questi possono essere scambiati sul mercato globale del carbonio e quindi contribuire ai bilanci economici degli Enti Pubblici.

Poiché il biochar può essere spesso riutilizzato - ad esempio, un filtro utilizzato per la purificazione dell'acqua può avere una seconda vita in un'altra applicazione - ad alcuni ricercatori piace descrivere il biochar non come un prodotto, ma come un "sistema" in cui il materiale non viene mai perso, ma sempre trasformato e riutilizzato.

Tutti i rifiuti organici hanno il potenziale per essere convertiti in Biochar. La composizione chimica del biochar varia a seconda della biomassa combusta, dando origine a diverse tipologie di biochar con caratteristiche diverse e quindi diverse possibili applicazioni. Ecco perché l’analisi dei materiali è fondamentale. Il professor Giorcelli ritiene che l'analisi elementare abbia un grande potenziale per  caratterizzare il biochar determinandone il contenuto di carbonio organico e inorganico, in modo da poter trovare la migliore applicazione per ciascun tipo di biochar 

Oltre a caratterizzare il biochar, l'analisi elementare è importante anche per quantificare la quantità di carbonio sequestrato quando si tratta di emettere crediti di carbonio.

Se vuoi saperne di più sulla ricerca del professor Ramke, dai un'occhiata allo studio "Hydrothermal carbonization of agricultural residues", pubblicato su Bioresource Technology, che descrive il processo HTC in modo dettagliato.