Glossario della transizione ecologica

Come decarbonizzare i fertilizzanti utilizzati in agricoltura

Quali sono le strategie per decarbonizzare i fertilizzanti in agricoltura, oggi responsabili del 2,1 per cento delle emissioni globali di gas serra.

Anche i fertilizzanti sintetici impiegati in agricoltura hanno un impatto negativo sull’ambiente, in termini di CO2 emessa: secondo uno studio internazionale condotto da ricercatori dell’Università di Torino e dei laboratori di Greenpeace all’Università di Exeter (Regno Unito) e pubblicato su Scientific reports, infatti, sono responsabili del 2,1 per cento delle emissioni globali di gas serra. Decarbonizzare il settore dei fertilizzanti si pone quindi come una priorità per l’agricoltura: le loro emissioni devono essere ridotte se si vuole raggiungere l’obiettivo di mantenere il riscaldamento globale entro 1,5 gradi rispetto ai livelli preindustriali. Le previsioni, al contrario, danno l’uso dei fertilizzanti in crescita: la Fao stima che sia destinato ad aumentare del 50 per cento entro il 2050. Per questo, quindi, devono necessariamente diventare più sostenibili.

Cosa sono i fertilizzanti e a cosa servono

Ma che cosa sono, in poche parole, i fertilizzanti e a cosa servono? Secondo la definizione dell’associazione di categoria Assofertilizzanti Federchimica, per fertilizzanti si intendono tutte quelle sostanze che, per la loro composizione o per le loro caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche, contribuiscono al nutrimento delle piante coltivate e al loro sviluppo, aumentando la fertilità del terreno.

Insomma, i fertilizzanti sono un nutrimento per la terra e rappresentano per le piante quello che gli alimenti sono per l’uomo e gli animali. Le piante, infatti, per vivere hanno bisogno di assorbire gli elementi nutritivi che sono contenuti nel terreno. Con il passare del tempo, soprattutto nelle colture intensive, i suoli tendono a impoverirsi, rendendo sempre più difficoltosa la nutrizione delle piante. I fertilizzanti preservano quindi la loro fertilità fornendo un mix di nutrienti principali (azoto, fosforo e potassio) e secondari (calcio, magnesio, zolfo ecc.).

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È necessario decarbonizzare il settore dei fertilizzanti in agricoltura © Jan Kopřiva/Unsplash

Quali sono i tipi di fertilizzanti

Con l’industrializzazione dell’economia mondiale, si sono affacciati sul mercato fertilizzanti ottenuti attraverso processi chimici di sintesi. In generale, a seconda delle colture, i fertilizzanti si dividono in azotati, cioè in grado di dare apporto di azoto al terreno, e non azotati. I primi sono più problematici perché, durante il processo industriale necessario per realizzarli, si produce una quantità elevata di gas serra. Per questo, nell’ottica di decarbonizzare l’agricoltura, è necessario prima di tutto diminuire l’utilizzo di fertilizzanti, ma anche sviluppare e adottare fertilizzanti a basso contenuto di CO2. Il che impone di concentrarsi su una delle sostanza più dispendiose: l’ammoniaca.

Come decarbonizzare il settore dei fertilizzanti

Il fertilizzante azotato più importante è l’ammoniaca ed è da questa sostanza che deve partire il percorso di decarbonizzazione dell’agricoltura. Ad oggi, l’80 per cento dell’ammoniaca prodotta globalmente viene usata nel settore agricolo.

L’ammoniaca viene oggi prodotta a partire da azoto e idrogeno. L’azoto si ottiene attraverso il frazionamento dell’aria, mentre l’idrogeno attraverso il reforming di gas metano. Ecco perché diventa cruciale il ruolo dell’idrogeno verde, ovvero dell’idrogeno ricavato attraverso processo di elettrolisi da fonti rinnovabili.

C’è poi un altro fertilizzante azotato particolarmente utilizzato in Europa: l’urea, che si ottiene attraverso ammoniaca liquida e anidride carbonica. Anche qui c’è margine per la decarbonizzazione: per quanto riguarda l’ammoniaca liquida è necessario passare attraverso l’idrogeno verde e per quanto riguarda la CO2 c’è la possibilità di usare anidride carbonica circolare, cioè disponibile grazie all’utilizzo di tecnologie di cattura e stoccaggio della CO2.

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Un impianto di produzione di ammoniaca © ghornephoto/iStock

Cambiare la geografia di produzione dell’ammoniaca

La buona notizia è che per raggiungere tali obiettivi non sono necessarie tecnologie nuove: sostituire l’elettrolisi dell’acqua al reforming è già una pratica reale. I problemi semmai stanno nei costi (l’idrogeno verde costa ancora 5 volte quello “grigio” o “blu”, cioè ottenuto a partire da fonti fossili), nelle quantità prodotte e nella supply chain, in particolare nel sistema di trasporto. A ciò si potrebbe ovviare pensando alla scala locale: finora, infatti, le grandi industrie di ammoniaca sono sorte vicino a quei bacini dai quali era possibile ottenere le materie prime (carbone o gas) a basso costo. Da qui l’ammoniaca prodotta in grandi quantità veniva dispacciata in tutto il mondo.

Ma il paradigma ora è cambiato: la decarbonizzazione va di pari passo con l’abbandono dell’ottica di rifornimento su grande scala, per concentrarsi sulla piccola scala. Impianti più piccoli, maggiormente distribuiti sul territorio, concentrati laddove c’è abbondanza di fonti rinnovabili. Oltre al fatto che è più facile fare sostenibilità su iniziative di piccola-media scala, c’è anche da considerare che così aumenta la sicurezza di approvvigionamento della materia. Sostituire grandi impianti che producono dalle 1.500 alle 3mila tonnellate di ammoniaca al giorno con impianti in grado di produrne dalle 50 alle 400: questa è la direzione verso la quale si sta dirigendo il settore dei fertilizzanti.

La domanda a cui rispondere è: quando l’ammoniaca verde sarà disponibile sul mercato? Non ci sono ancora Final investment decision (Fdi) da parte di aziende sui quali poter abbozzare un piano temporale. Ma le sperimentazioni ci sono e c’è chi parla del 2025 come l’anno in cui vedremo finalmente cominciare il processo di decarbonizzazione dei fertilizzanti.

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