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Agricoltura fondamentale per raggiungere la “neutralità climatica” in Europa

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Agricoltura e silvicoltura responsabili del 25 per cento delle emissioni di gas serra a livello globale. Secondo la Commissione europea, il settore primario è fondamentale per raggiungere la “neutralità climatica” entro il 2050 e, come sottolinea la PAC 2021-2027, strategico per centrare l'obiettivo europeo "emissioni zero". 

Tra i principali obiettivi del Green Deal figurano sia il contrasto al riscaldamento globale, con le misure atte a mantenerlo entro gli 1,5 °C entro la fine del secolo, sia il sostegno allo sviluppo di un modello di produzione di beni alimentari più sostenibile. Alla luce di tali obiettivi, il sistema agricolo-alimentare risulta essere strategico per rispettare gli impegni che si è data la Commissione europea rispetto al raggiungimento (il più presto possibile) della “neutralità climatica”, ovvero un’Europa “emissioni zero”, entro il 2050. In altre parole, per riuscire a contenere il riscaldamento globale entro la soglia degli 1,5 °C ed evitare gli effetti deleteri del cambiamento climatico è fondamentale raggiungere l’equilibrio tra emissioni di CO2 e assorbimento di carbonio. L’obiettivo finale consiste nel tagliare le emissioni di gas serra, in particolare quelle di anidride carbonica, metano e protossido di azoto, al 2030 tra il 50 e il 55 per cento rispetto ai livelli del 1990. In questo contesto, la strategia “Farm to Fork” rappresenta uno strumento importante del Green Deal per la modernizzazione, in termini di sostenibilità energetica e ambientale, del settore agricolo-alimentare. Per raggiungere questo traguardo, la Commissione europea ha sottolineato nella nuova PAC 2021-2027, la necessità di minimizzare l’impiego di energie tradizionali a favore delle rinnovabili e di ridurre l’uso di fitosanitari e fertilizzanti da sintesi chimica. A livello globale, l’agricoltura e la silvicoltura, in particolare la gestione degli allevamenti e l’uso dei fertilizzanti, causano circa il 25 per cento delle emissioni di gas serra (CH4, N2O, CO2).

 

Figura 1. Emissioni di CO2 a carico del settore primario (Fonte: ISPRA)

 

La Commissione europea pone inoltre l’accento sulle potenzialità dell’agricoltura biologica che, oltre a minimizzare l’impiego di energia fossile, riduce l’uso di fertilizzanti e fitosanitari di sintesi, che in Italia superano i 5 kg/m2, a fronte di un consumo medio negli altri paesi europei non superiore ai 3,8 kg/m2. Non va poi trascurato l’inquinamento dovuto alla plastica utilizzata nell’agricoltura protetta. Nel nostro Paese, ad esempio, le serre coprono una superficie di 42 mila ettari, di cui 5 mila adibiti a colture orticole e 37 mila a coltivazioni floricole.

 

Figura 2. Agricoltura protetta in Italia

 

Per quanto riguarda il consumo di materiali plastici, flessibili e rigidi, i dati parlano di 85 mila tonnellate per le colture protette (serre, tunnel, piccoli tunnel) e 27.000 tonnellate per la pacciamatura delle colture agrarie forzate o semi-forzate. Il più delle volte, buona parte di questi enormi quantitativi di plastica non vengono opportunamente raccolti e riciclati, con rilevanti conseguenza in termini di inquinamento in questo tipo di aree agricole. 

 

Figura 3. Tipologie di serre

 

Figura 4. Rifiuti di plastica in agricoltura

 

Stando ai dati dell’Agenzia Europea dell’Ambiente (AEA), il riscaldamento globale sembra favorire non solo l’insorgere di eventi climatici estremi, ma risulta essere legato anche all’inquinamento atmosferico. Ciò rende l’Italia particolarmente esposta non solo a eventi meteorologici estremi ed improvvisi, ma anche al rischio di un aggravamento dello stato di qualità dell’aria, soprattutto nelle aree urbane. Secondo l’AEA, l’Italia, con 65 miliardi di euro di costi e 25 mila decessi tra il 1980 e il 2017, sarebbe addirittura il Paese europeo più colpito dagli effetti del cambiamento climatico e dell’inquinamento atmosferico.

 

Figura 5. Numero di eventi atmosferici estremi registrati in Italia dal 2008 al dicembre 2019

 

L’attenzione che in questo momento viene riposta sul Green Deal europeo non nasce solo sulla base di semplici considerazioni di carattere ambientale, ma anche da una più forte e diffusa consapevolezza che l’attuale sistema energetico non è più compatibile né con le esigenze dell’impresa né con quelle della collettività, considerato l’elevato prezzo da pagare in termini ambientali, climatici, sociali ed economici. In questo contesto, un significativo contributo proviene dall’Agenda 2030 delle Nazioni Unite per lo sviluppo sostenibile, dall’Accordo di Parigi per il clima e dallo Special Report dell’Ipcc (Intergovernamental Panel on Climate Change), pubblicato a ottobre 2018, a distanza di poche settimane dalla COP24, che si è tenuta a dicembre dello stesso anno a Katowice, in Polonia.

Foto 3 e 4: Carlo Alberto Campiotti

 

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Sistemi serra con atmosfera controllata utili per la coltivazione in edifici e aree industriali abbandonate

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La forte riduzione dei costi per le tecnologie di climatizzazione ha aperto le porte allo sviluppo commerciale di sistemi serra con atmosfera controllata. Si tratta di una soluzione adatta alla coltivazione di piante in “ambienti protetti”, ottimizzati con sistemi luminosi di tipo LED e alla coltivazione idroponica “senza suolo” a ciclo chiuso.  

I sistemi serra con atmosfera controllata rappresentano una delle più importanti innovazioni nel settore delle coltivazioni vegetali in ambiente protetto. Si tratta di una tecnologia in grado di creare artificialmente un microclima adatto alle diverse fasi di crescita e sviluppo delle piante alimentari. Inoltre, essa consente la massimizzazione della produttività, della qualità e della sicurezza alimentare dei prodotti vegetali. Questi particolari sistemi di produzione vegetale trovano la loro origine nell’industria delle “camere di crescita” della General Mills, Inc. of Minneapolis (Minnesota-USA, 1974) che nel 1978 realizzò un prototipo pre-commerciale dotato di sistemi automatizzati per l’operatività e la coltivazione di piante con tecnologie colturali fuori suolo (Soil-less cultivation) denominate Hydroponics-CEA (Closed environment-agriculture). In seguito, simili esperienze sono state sviluppate dalla Kyushu Electric Power CO. Inc. in Giappone con la realizzazione, nel 1994, di un prototipo completamente controllato e automatizzato per colture alimentari da foglia (Figura 1).

 

Figura 1. Closed environment-agriculture (CEA), Kyushu Electric Power CO. Inc.

 

Nell’ultimo decennio è cresciuta da parte di Agenzie governative e Istituti di ricerca l’attenzione allo sviluppo di sistemi vegetali alimentari chiusi e controllati per le basi scientifiche localizzate in ambienti caratterizzati da condizioni climatiche estreme (regioni polari, aree desertiche, tropici o con elevata altitudine) e, più di recente, per la ricerca finalizzata allo studio dello spazio e dei pianeti (Figure 2 e 3).

 

Figura 2. Prototipi di sistemi serra in atmosfera controllata (Arizona University).

 

Per quanto riguarda gli ambienti estremi come l’Antartide, l’Artico e i deserti, i sistemi serra con atmosfera controllata consentono la produzione di cibo vegetale e lo svolgimento di attività di aggregazione e relax per il personale che trascorre lunghi periodi in ambienti caratterizzati da condizioni geo-climatiche particolarmente estreme (Figure 4 e 5).

 

Figura 3. Sistema serra chiuso e controllato per l’Antartide (Progetto ENEA).

 

Recentemente, la forte riduzione dei costi per le tecnologie di climatizzazione richiesti dai sistemi serra con atmosfera controllata, i.e.: energia rinnovabile, sistemi luminosi di tipo LED (Light Emitting Diodes), coltivazione idroponica “senza suolo” a ciclo chiuso, impianti di raffrescamento, riscaldamento e riciclo di acqua e soluzioni nutritive, controllo di patogeni e sostanze contaminanti, ha aperto le porte alla possibilità di utilizzare edifici abbandonati appartenenti ad aree industriali dismesse e/o civili per attività economiche. In generale, la coltivazione di piante in “ambienti chiusi” richiede l’impiego di piante con caratteristiche funzionali per ottenere un’elevata produttività per unità di volume e per unità di tempo e un basso consumo di energia (Tabella 1).

 

Alta produttività (per unità di spazio e di tempo (gm-3 day-1).

Fenotipo compatto e determinato (short or compact growth) per favorire l’automazione delle fasi di crescita, sviluppo e raccolta.

Periodo di maturazione breve e contemporaneo.

Fenotipo e ciclo colturale adatto per essere automatizzato.

Traspirazione elevata per consentire la raccolta e il riciclo di acqua.

Tabella 1. Caratteristiche bio-agronomiche per le coltivazioni vegetali realizzate con sistemi serra con atmosfera controllata.

 

In tale ambito di ricerca si inserisce la proposta dell’ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile) sulle vertical farms. La proposta, già presentata nel 2015 all’Expo di Milano, si è concretizzata ora con il progetto “Ri-genera”, promosso dall’ENEA Veneto con numerosi partner, tra i quali Idromeccanica Lucchini S.P.A., Coldiretti Padova, Parco Scientifico e Tecnologico Galileo, dedicato allo sviluppo di attività di produzione idroponica intensiva da realizzarsi su edifici abbandonati in aree industriali dismesse. A questo proposito, si riportano i dati tecnici elaborati dal gruppo di ricerca ENEA per lo sviluppo di un edificio-prototipo denominato “Solar Farm”, con un volume complessivo di 25.000 m3 (Tabella 2).

 

COLTURA

Lattuga

Pomodoro

Patata

Densità piante (n. piante.m-3)

70

4

12

Lunghezza ciclo (giorni)

28

115

115

Produzione per pianta (kg)

0,150

6,0

1,5

Produzione per m3 (kg)

98,4

54,0

50,6

N. cicli/anno

10

3

3

Produzione totale per ciclo (kg)

787.500

360.000

1.350.000

Produzione annuale (kg) 

7.875.000

1.080.000

4.050.000

Produzione su 350 giorni (gr. m-3. giorno-1

22.500.000

3.085.714

11.571.428

Consumo acqua (kg/m3)

40

40

40

Consumo CO2 (kg/kg di prodotto)

7,44

 

Luce (W/m3 PAR)

90

45

90

Tabella 2. Valutazioni bio-agronomiche per sistemi serra con atmosfera controllata (fonte: Campiotti C.A. et al. 2009.)

 

L’impiego dei sistemi serra con atmosfera controllata consente la coltivazione di piante in qualsiasi ambiente con vantaggi significativi in termini di risparmio di energia, consumo di acqua e suolo. Questo tipo di sistemi favorisce inoltre lo sviluppo di progetti di agricoltura urbana a km 0 e di rigenerazione delle città, data la riduzione delle emissioni di gas serra causate dai trasporti dell’industria agroalimentare. In ultima analisi, occorre sottolineare che la sostenibilità energetica e ambientale di questa innovativa tecnologia colturale trova la sua completa espressione se associata a una dimensione di economia circolare di tutto il processo produttivo e all’impiego di energia rinnovabile.

Per approfondire:

  • SkyLand: Modello “Expo”2015. ENEA, Aprile 2009.
  • Campiotti C.A. et al. Solar Farm, Plant Food Agriculture for the Third Millennium, Masdar City,2009.
  • Campiotti, C.A. et al. 2008. Photovoltaic as sustainable energy for greenhouse and closed plant production system. Acta Hort. 797:373-378.
  • Campiotti C.A. et al. 2011.Technology for Plant Food Support in Antarctica. Acta Horticulturae, 893:453-460.
  • https://arizona.pure.elsevier.com/en/publications/mars-lunar-greenhouse-m-lgh-prototype-for-bioregenerative-life-su.
  • https://www.sciencedirect.com/book/9780128017753/plant-factory

 

Foto d’intestazione: Prototipo di sistema serra con atmosfera controllata illuminato con LED

PAC

Green Deal: il ruolo della nuova PAC 2021-2027 per la transizione ecologica dell’agricoltura

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Il Green Deal lanciato dalla nuova Commissione europea prevede investimenti per 1000 miliardi di euro nei prossimi dieci anni, il 25 per cento dei quali destinati a raggiungere l’obiettivo della neutralità climatica entro il 2050. Novità anche sul fronte della PAC 2020 – 2027 che riserverà particolare attenzione alla lotta ai cambiamenti climatici, alla promozione dell’efficienza energetica, alla tutela ambientale e alla produzione di energia da biomasse agricole e forestali. 

La proposta della Commissione europea per la nuova PAC post 2020 si quantifica in 365 miliardi di euro, corrispondenti al 28,5 per cento del bilancio totale dell'Unione per il periodo 2021-2027. L’Italia dovrebbe ricevere complessivamente 36,3 miliardi di euro, con una riduzione di circa il 15 per cento rispetto agli oltre 41 miliardi della precedente PAC 2014-2020. Questi i dati presentati al convegno “PAC post 2020: Verso il Piano Strategico Nazionale”,  promosso dalle associazioni della Coalizione #CambiamoAgricoltura, che si è svolto lo scorso 23 gennaio a Roma, presso Spazio Europa, sede della Rappresentanza della Commissione europea in Italia. I dati emersi mostrano il ruolo fondamentale dell’agricoltura per il benessere e il futuro dell’Unione (vedi a questo proposito quanto affermato nella Conferenza interparlamentare “Il ruolo dei Parlamenti nel futuro dell’alimentazione e dell’agricoltura”, Zagabria, 22 e 23 novembre 2018) tenuto conto che: 

  • l’Ue è uno dei principali produttori a livello globale di prodotti alimentari e garantisce sicurezza alimentare a oltre 500 milioni di cittadini europei;  
  • gli agricoltori dell'Ue sono i primi custodi dell'ambiente naturale, in quanto curano le risorse del suolo, dell'acqua, dell'aria e della biodiversità sul 48 per cento del territorio europeo (i silvicoltori si occupano di un ulteriore 36 per cento);
  • il settore dell’agricoltura dà lavoro a 22 milioni di persone, mentre altri 44 milioni di posti di lavoro trovano spazio nel più ampio settore alimentare (aziende agricole, aziende per la trasformazione dei prodotti alimentari e i relativi servizi al dettaglio);
  • le zone rurali, dove vive circa il 55 per cento della popolazione dell’Ue, sono hubs importanti di occupazione, attività ricreative e turismo.

Nel novero dei piani strategici nazionali sul fronte dell’agricoltura che la PAC 2021-2027 intende proporre entro il prossimo anno, troviamo il supporto alla strategia “Farm to Fork”, in accordo con gli obiettivi contenuti nel Green Deal che mirano a favorire una transizione ecologica del settore agricolo. Particolare attenzione sarà posta sull’agricoltura biologica, tenuto conto che essa, con i suoi 175 milioni di ettari coltivati, occupa quasi il 7 per cento della superficie agricola europea ed è inoltre responsabile del 10 per cento delle emissioni di gas serra dell’Ue. A questo proposito, sottolinea il rapporto FiBL-AMI survey 2019 (con dati relativi al 2017), il giro d’affari dei prodotti biologici nell’Ue supera i 34 miliardi di euro, di cui oltre 5 miliardi e mezzo solo in Italia, dove si coltivano con metodo biologico 1,8 milioni di ettari di terreni (Nomisma, AssoBio, Osservatorio SANA 2018). Se consideriamo che i pesticidi chimici e i concimi di sintesi, secondo l’Agenzia europea per l’Ambiente, raggiungono valori medi di 3,8 chilogrammi per ettaro (in Italia 5,7 kg/ha), con enormi rischi per la salute dei consumatori e per l’ambiente, l’agricoltura biologica svolge un ruolo essenziale per la transizione auspicata dal Green Deal. In questo contesto, lo scambio di conoscenze e la maggiore attenzione all’innovazione si pongono come ulteriori obiettivi trasversali della PAC post 2020 rispetto a tre punti chiave: 

  • promuovere un settore agricolo intelligente, resiliente e diversificato che garantisca una sicurezza alimentare più elevata;
  • rafforzare la tutela dell’ambiente e l’azione per il clima e contribuire al raggiungimento degli obiettivi in materia di ambiente e clima dell’Unione;
  • rafforzare il tessuto socioeconomico delle aree rurali.

Oltre ai temi della maggiore coesione sociale ed economica delle zone rurali dell’Ue, agli aspetti legati al benessere degli animali, alla protezione della biodiversità e delle risorse naturali, il convegno “PAC post 2020” ha evidenziato il ruolo fondamentale che la PAC post 2020 avrà nei confronti del Green Deal, attraverso i tre obiettivi principali che saranno declinati attraverso nove ulteriori obiettivi specifici: 

  • 1. garantire un reddito equo agli agricoltori;
  • 2. aumentare la competitività;
  • 3. riequilibrare la distribuzione del potere nella filiera alimentare;
  • 4. agire per contrastare i cambiamenti climatici;
  • 5. tutelare l'ambiente;
  • 6. salvaguardare il paesaggio e la biodiversità;
  • 7. sostenere il ricambio generazionale;
  • 8. sviluppare aree rurali dinamiche;
  • 9. proteggere la qualità dell'alimentazione e della salute.

La PAC post 2020 contiene poi importanti novità anche per quanto riguarda l’efficienza energetica, la lotta ai cambiamenti climatici e la produzione di energia da biomasse agricole e forestali, in linea con uno degli obiettivi principali del Green Deal, ovvero quello che prevede di raggiungere la neutralità climatica entro il 2050. Obiettivo, quest’ultimo, già affermato dai 295 paesi che hanno sottoscritto l’Accordo di Parigi sul clima. Tuttavia, affinché la rivoluzione verde possa diventare l’obiettivo cardine dell’Ue, come sottolineato dal vicepresidente della Commissione Europea Frans Timmermans nell’evento di inaugurazione di Lisbona capitale verde europea per il 2020, occorrerà l’impegno solidale tra le istituzioni, la politica, le imprese e i cittadini europei.