Cultura intermedia per l'energia

Una coltura intermedia a vocazione energetica ( CIVE ) è una “ coltura intercalare ”, estiva o invernale, a vocazione energetica , generalmente di breve durata, posta tra due culture principali il più delle volte destinate all'alimentazione. Questa tecnica consente di fornire un servizio ecosistemico e una produzione di biomassa per usi non alimentari.

È uno dei nuovi metodi di valorizzazione di parte della biomassa coltivata. Questa biomassa può essere essiccata e bruciata , e il più delle volte associata in co- digestione con co-prodotti agricoli o rifiuti o anche altre fonti di materia organica.

Grazie al loro alto potenziale metanogeno, compreso tra 100 e 300 Nm3CH4/tMS (normo metro cubo di metano per tonnellata di sostanza secca) a seconda della loro composizione, i CIVE vengono metanizzati per produrre biogas (in un metanizzatore ). Questo biogas ricco di metano può poi essere raffinato localmente in biometano .

A seconda del paese, queste colture possono essere regolamentate o incoraggiate (a determinate condizioni).

Recensioni generali

I CIVE presentano interessi che li classificano tra i CIMSE (colture intermedie multiservizi ambientali). Presentano anche dei limiti che, quanto agli interessi, differiscono a seconda della specie o della miscela scelta ea seconda che vengano poi bruciati o metanizzati.

Interessi dei CIVE

Come altre colture intermedie, le CIVE consentono:

aumentare la produzione annuale di biomassa di un campo;
prolungare la durata della copertura e della protezione del suolo dai raggi solari UV , dal vento e dall'erosione idrica;
per intrappolare i nitrati in eccesso, proprio come CIPAN (che mira principalmente a intrappolare i nitrati in modo che non vengano dilavati nelle falde e nei corsi d'acqua); I CIVE riducono la lisciviazione (lisciviazione) dei nitrati ;
offrire ulteriore protezione o cibo alle api per qualche mese in più (variabile a seconda del tipo di coltura e del periodo, con il rischio di attirare impollinatori e loro predatori in un contesto agricolo per loro altrimenti sfavorevole);
offrire riparo ad alcune specie di selvaggina, con il rischio che si trovino intrappolate e/o senza tetto durante la raccolta;
migliorare la struttura del suolo e il loro contenuto di carbonio, riducendo il rischio di erosione da pioggia;
limitare lo sviluppo di molte infestanti (e quindi la competizione per le risorse);
limitare lo sviluppo di fitopatogeni (e di alcuni altri parassiti ) delle colture principali (interrompendone il ciclo vitale), anche attraverso l'effetto di “riparo e riparo” per vari predatori di parassiti. Le colture intermedie, se si differenziano bene dalla cultura anteriore e da quella posteriore, “rompono” i cicli di proliferazione;
agire come fertilizzanti organici se interrati, o fertilizzanti azotati se il digestato poi ritorna nel terreno nello stesso luogo dopo la digestione anaerobica;
mitigare gli effetti dell'agricoltura industriale sugli impollinatori (se la coltura è esente da pesticidi o altre sostanze tossiche per farfalle, sirfidi, api e altri impollinatori e se la loro fioritura produce nettare sufficiente ).

Limiti generali dei CIVE

A seconda del tipo di coltura, del suolo e del periodo scelto dall'agricoltore per allestire i suoi CIVE, a volte vengono citati tre svantaggi:

orario di lavoro aggiuntivo per l'agricoltore;
un rischio a volte aumentato di compattazione del suolo per fare questo raccolto aggiuntivo;
consumo di acqua per evapotraspirazione (probabilmente problematico se la coltura viene effettuata nella stagione secca e se manca l'acqua)

Interessi e limiti della combustione dei CIVE

Un vantaggio è la disponibilità di combustibili che possono essere utilizzati all'interno o nelle vicinanze dell'allevamento.

Ma le CIVE sono generalmente colture corte che non consentono alle piante di maturare. Il materiale raccolto ha quindi spesso un alto contenuto di acqua. Tali piante devono poi essere essiccate nei campi o conservate ed essiccate per poi bruciare bene.
Se queste piante sono bagnate e/o inquinate da residui di pesticidi o metalli pesanti, metalloidi, sale... dovrebbero essere bruciate in un impianto dotato di adeguati sistemi di filtrazione e lavaggio di gas e fumi (che non sono disponibili). di un individuo), e le ceneri saranno forse più inquinate del digestato della stessa biomassa che sarebbe stata metanizzata, il che può rappresentare un problema per il "ritorno alla terra" promosso dall'economia circolare .

Benefici e limiti della digestione anaerobica dei CIVE

Secondo i loro promotori, presentano poi come interessi:

non competere con la produzione alimentare;
ridurre, una volta che il digestato è stato restituito al suolo, le emissioni di protossido di azoto ( ), gas serra e che degradano lo strato di ozonoNON2oh{\ displaystyle {\ ce {N2O}}} ${\ displaystyle {\ ce {N2O}}}$
- 38% rispetto ai CIPAN i cui resti sono inglobati nel terreno;
- fortemente rispetto ad un equivalente apporto di azoto effettuato mediante iniezione di liquame .

D'altra parte, la ricarica del suolo con carbonio labile sarà minore poiché una parte del carbonio sarà stata trasformata in e in durante la digestione anaerobica. ${\ displaystyle {\ ce {CO2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {CH4}}}$

Contesti geografici

In Vallonia

I CIVE sembrano rari in questa regione o addirittura nel 2010 - 2013 ancora inesistenti, ma uno studio (Catasto delle biomasse non forestali) ha concluso nel 2014 che esiste un certo potenziale produttivo se i prezzi degli acquisti da parte dei metanizzatori sono sufficientemente alti. . Fattori limitanti sono state le condizioni climatiche e meteorologiche che riducono i tempi di consociazione e le rese di qualsiasi CIVE.

In Francia

Nel 2009 , studi prospettici hanno identificato il potenziale energetico dei CIVE come in grado di contribuire alla programmazione energetica, quindi nel 2017 è stato identificato e promosso in Francia il recupero energetico delle colture intermedie dal progetto di Strategia nazionale per la mobilitazione della biomassa (SNMB, mis in consultazione nel 2017 e convalidato nel marzo 2018). Il progetto di versione della strategia è stato tuttavia criticato dall'autorità ambientale ( CGEDD ) nella sua valutazione ambientale strategica della strategia, che è stata oggetto di una risposta dello Stato. Nella sua memoria di risposta, lo Stato ha proposto di seguire meglio l'evoluzione dei terreni agricoli e l'individuazione dei CIVE che "si sono o non si sono sviluppati principalmente per sostituire le attuali colture intermedie (IC)" specificando che "Se così fosse" misure dovrebbe essere presa “al fine di promuovere anche lo sviluppo su suoli attualmente nudi” e “per promuovere la diversità specifica dei CIVE (raccomandazione che esisteva per le colture perenni ma non CIVE)” ( “raccomandazioni aggiunte al capitolo V del SNMB” ) .

Specie e miscele

La copertura vegetale ha un significativo potenziale metanogeno (potenziale medio di 60 m³CH4 / t MF ) ma varia molto a seconda della specie e delle condizioni pedoclimatiche, così come la resa in biomassa (kg prodotti per ha). I valori medi di potenziale energetico presentati dalla letteratura sono dati per specie. Tuttavia, Ademe sottolinea nel 2013 che nei campi è sempre più praticata la semina dei miscugli (che presenta diversi vantaggi agronomici).

Per essere redditizie per la produzione di energia, i CIVE devono generare una quantità significativa di biomassa per ettaro per compensare i costi di produzione, raccolta, preparazione e trasporto.

In teoria possono essere utilizzate diverse specie a crescita rapida o a crescita abbastanza rapida come:

Cultura	Efficienza energetica (Nm 3 CH 4 / kg MO)
avena diploide	360
Barbabietola
colza
Ma	225 - 422
Insilato di mais	289 - 330
mostarda
orzo
Phacelia
Pallini
Segale	275 - 350
sorgo da foraggio	295
sorgo da granella	372
Girasole	300
trifogli	269-370
Loietto	390
Triticale di frumento	245 - 384
Veccia

La scelta delle specie o specie piantate in associazione (es. " meslin " composto da cereali e legumi) viene effettuata in base al contesto pedoclimatico e in base alla coltura precedente e al periodo di produzione.

In Europa le colture più citate in letteratura sono: Phacelia, pisello, trifoglio, veccia, senape, loietto italiano, orzo, segale, avena diploide, frumento, mais, sorgo “vegetale”, ecc.

Le stagioni

CIVE estive: vengono seminate dopo un raccolto invernale (raccolta anticipata). L'estate può essere CIVE dell'orzo invernale fino all'orzo primaverile, il pisello , la colza, la biomassa del sorgo o del mais o del girasole...raccolti in autunno, prima di impiantare una nuova coltura alimentare. Se il CIVE continua a lungo, tende a sostituire una cultura del cibo;
CIVE invernali: si seminano prima di una coltura alimentare estiva, ad esempio con una semina di cereali in ottobre, o una combinazione di più cereali, legumi, semi oleosi, ecc.

Possono essere coltivati da soli o in combinazione come un cereale con un legume . Sono in corso sperimentazioni con nuove specie, tra cui ad esempio le barbabietole, che consentono di raggiungere o superare rese da 20 a 25 t/ha di sostanza secca con, alla data di impianto (semina in maggio) un tonnellaggio paragonabile a quello di mais e superandolo se l'agricoltore raccoglie anche la foglia.

Cultura

La semina viene solitamente effettuata in un tempo non ottimale per le specie selezionate. Per consentire loro di garantire una produzione sufficiente senza penalizzare il raccolto successivo, devono iniziare rapidamente a favorire la loro crescita e ottenere una biomassa abbastanza grande in un breve periodo di tempo.

Poiché vengono raccolti in anticipo per consentire il raccolto successivo, la loro resa è ridotta, un po' più alta nel nord della Francia che nel sud (ma i cereali immaturi possono essere metanizzati direttamente).

La durata delle consociazioni varia in base alla natura delle principali colture presenti nella rotazione e quindi dipende dalle date di semina e raccolta di ciascuna (da 2 a 9 mesi), formando spesso cicli di 2 anni.

I residui di questa coltura intermedia possono arricchire il suolo. Nel caso dei legumi , dovrebbero essere presi in considerazione nella valutazione degli apporti di azoto.

posta in gioco

Sono una fonte di beneficio per l'agricoltore che può così (da solo o tramite cooperative, ecc.) partecipare alla transizione energetica della sua attività o anche dell'economia globale, sebbene ci siano alcuni ostacoli e condizioni di accettabilità (impianti di digestione anaerobica non sono sempre ben accettati nei centri abitati).

Alcune colture ( soprattutto il mais ) possono richiedere acqua nei momenti in cui può mancare "acqua utile".

Efficienza energetica

Varia molto a seconda del contesto pedoclimatico e del potenziale metanogeno dell'impianto prescelto (da 100 a 200 m 3 di biogas per tonnellata di materia prima in genere).

Note e riferimenti

Appunti

Riferimenti

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Vedi anche

Bibliografia

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