Calcolata l'impronta di carbonio per l'intero ciclo di vita dei fertilizzanti, responsabili del 5% delle emissioni totali di gas serra
Le emissioni di CO2 dei fertilizzanti potrebbero essere ridotte fino all’80% entro il 2050
Siamo incredibilmente inefficienti nell'uso dei fertilizzanti: ne usiamo molto più del necessario
[13 Febbraio 2023]
Lo studio “Greenhouse gas emissions from nitrogen fertilizers could be reduced by up to one-fifth of current levels by 2050 with combined interventions”, pubblicato su Nature Food da Yunhu Gao e André Cabrera Serrenho del Department of engineering dell’università di Cambridge ha scoperto che «Due terzi delle emissioni dei fertilizzanti avvengono dopo che sono stati sparsi sui campi, con un terzo delle emissioni che provengono dai processi di produzione». Serrenho e Gao hanno intrapreso un progetto per misurare con precisione gli impatti totali dei fertilizzanti, uno dei due principali prodotti dell’industria petrolchimica. Di tutti i prodotti realizzati dall’industria petrolchimica, la stragrande maggioranza – fino al 74% – sono materie plastiche o fertilizzanti.
La ricerca fa parte del progetto C-THRU, guidato dal Jonathan Cullen dell’università di Cambridge e al quale lavorano ricercatori di quattro università del Regno Unito e degli Stati Uniti per fare chiarezza sulle emissioni della catena di approvvigionamento petrolchimico globale.
Sebbene i fertilizzanti a base di azoto fossero già noti come una delle principali fonti di emissioni di gas serra, questa è la prima volta che è stato pienamente quantificato il loro contributo complessivo, dalla produzione alla distribuzione. L’analisi dei due ricercatori ha rilevato che «Il letame e i fertilizzanti sintetici emettono l’equivalente di 2,6 gigatonnellate di carbonio all’anno, più dell’aviazione e del trasporto marittimo globali messi insieme».
All’università di Cambridge evidenziano che «E’ urgente ridurre le emissioni di carbonio dei fertilizzanti; tuttavia, questo deve essere bilanciato con la necessità della sicurezza alimentare globale». Ricerche precedenti hanno stimato che il 48% della popolazione mondiale si nutre grazie a prodotti coltivati con fertilizzanti sintetici e la popolazione mondiale crescerà del 20% entro il 2050.
I ricercatori di Cambridge affermano che «Per ridurre le emissioni di fertilizzanti mantenendo la sicurezza alimentare, è necessaria una combinazione di soluzioni tecnologiche e politiche scalabili. Tuttavia, se tali soluzioni potessero essere implementate su larga scala, le emissioni di letame e fertilizzanti sintetici potrebbero essere ridotte fino all’80%, a un quinto dei livelli attuali, senza una perdita di produttività».
Serrenho aggiunge: «Incredibilmente, in realtà non sappiamo quante sostanze chimiche produciamo a livello globale, dove finiscono, dove e come si accumulano, quante emissioni producono e quanti rifiuti generano. Al fine di ridurre le emissioni, è importante identificare e dare priorità a qualsiasi intervento che possiamo fare per rendere i fertilizzanti meno dannosi per l’ambiente. Ma se vogliamo farlo, dobbiamo prima avere un quadro chiaro dell’intero ciclo di vita di questi prodotti. Sembra ovvio, ma in realtà sappiamo molto poco di queste cose».
I ricercatori hanno mappato i flussi globali di letame e fertilizzanti sintetici e le loro emissioni per il 2019, lungo tutte le fasi del ciclo di vita, mettendo insieme la produzione e il consumo di fertilizzanti azotati e i fattori di emissione regionali in 9 regioni del mondo. E hanno così scoperto che «A differenza di molti altri prodotti, la maggior parte delle emissioni dei fertilizzanti non si verifica durante la produzione, ma durante il loro utilizzo».
Per Serrenho, «E’ stato sorprendente che questa fosse la principale fonte di emissioni. Ma solo dopo aver quantificato tutte le emissioni, in ogni punto del ciclo di vita, possiamo iniziare a esaminare diversi metodi di mitigazione per ridurre le emissioni senza una perdita di produttività».
I ricercatori hanno elencato e quantificato il massimo impatto teorico di diversi metodi di mitigazione. La maggior parte dei quali già noti , ma il cui massimo effetto potenziale non era stato quantificato. Al Department of engineering dell’università di Cambridge spiegano che «Le emissioni derivanti dalla produzione di fertilizzanti sintetici provengono principalmente dalla sintesi dell’ammoniaca, in parte a causa delle reazioni chimiche utilizzate nel processo produttivo. La mitigazione più efficace nella fase di produzione sarebbe che l’industria decarbonizzasse il riscaldamento e la produzione di idrogeno. Inoltre, i fertilizzanti potrebbero essere miscelati con sostanze chimiche chiamate inibitori della nitrificazione, che impediscono ai batteri di formare protossido di azoto. Tuttavia, è probabile che queste sostanze chimiche rendano i fertilizzanti più costosi».
Serrenho ha fatto notare che «Se vogliamo rendere i fertilizzanti più costosi, allora ci deve essere una sorta di incentivo finanziario per gli agricoltori e le aziende produttrici di fertilizzanti. Così com’è, l’agricoltura è un’attività incredibilmente dura e gli agricoltori non sono attualmente ricompensati per la produzione di emissioni inferiori. Tuttavia, l’unico modo più efficace per ridurre le emissioni associate ai fertilizzanti sarebbe ridurre la quantità di fertilizzanti che usiamo. Siamo incredibilmente inefficienti nell’uso dei fertilizzanti. Ne stiamo usando molto più del necessario, il che è economicamente inefficiente e dipende dalle pratiche agricole. Se utilizzassimo i fertilizzanti in modo più efficiente, avremmo bisogno di una quantità sostanzialmente inferiore di fertilizzanti, il che ridurrebbe le emissioni senza influire sulla produttività delle colture».
I ricercatori hanno anche esaminato il mix di fertilizzanti utilizzati in tutto il mondo, che varia a seconda della regione e dicono che «La sostituzione di alcuni dei fertilizzanti con le emissioni più elevate, come l’urea, con il nitrato di ammonio a livello mondiale, potrebbe ridurre ulteriormente le emissioni tra il 20% e il 30%. Tuttavia, questo sarebbe vantaggioso solo dopo la decarbonizzazione dell’industria dei fertilizzanti».
Serrenho avverte: «Non ci sono soluzioni perfette. Dobbiamo ripensare a come produciamo cibo e quali tipi di incentivi economici funzionano meglio. Forse questo significa pagare gli agricoltori per produrre meno emissioni, forse questo significa pagare di più per il cibo. Dobbiamo trovare il giusto mix di soluzioni finanziarie, tecnologiche e politiche per ridurre le emissioni mantenendo il mondo nutrito».
Serrenho e Gao stimano che «Implementando tutte le mitigazioni analizzate, le emissioni del settore dei fertilizzanti potrebbero essere ridotte fino all’80% entro il 2050».
Serrenho conclude: «Il nostro lavoro ci dà una buona idea di cosa è tecnicamente possibile, cosa è grande e dove gli interventi sarebbero significativi: è importante che puntiamo gli interventi su ciò che conta di più, al fine di compiere progressi rapidi e significativi nella riduzione delle emissioni».