I ricercatori del Weizmann Institute of Science di Israele hanno confrontato il modo in cui il fotovoltaico a terra e l’imboschimento del territorio possono competere nella lotta al cambiamento climatico e hanno scoperto che il primo ha maggiori possibilità.
Per le loro simulazioni, gli scienziati hanno creato una nuova metrica che hanno chiamato “tempo di pareggio” (BET). Calcola il tempo di cui le due tecnologie potrebbero aver bisogno per avere un effetto sulle emissioni di carbonio e compensare gli impatti sul riscaldamento causati dall’oscuramento dei terreni.
“L’elettricità fotovoltaica può contribuire in modo significativo a ridurre le emissioni di carbonio di origine antropica. Il ripristino delle foreste può svolgere un importante ruolo complementare negli sforzi di mitigazione del cambiamento climatico, fornendo un mezzo immediato per rimuovere attivamente il carbonio atmosferico”, hanno detto i ricercatori, “Tuttavia, entrambi hanno un’elevata richiesta di superficie, che può portare a una competizione per il terreno in aree che possono sostenere le foreste”.
Per verificare quale sia l’uso più efficiente del suolo, gli scienziati hanno condotto una serie di misurazioni nel sud di Israele, che secondo loro è altamente rappresentativo delle zone aride. “Le zone aride rappresentano un’ampia porzione della superficie terrestre, di cui quasi la metà è semiarida e ha attirato l’attenzione per potenziali progetti di rimboschimento. Tuttavia, possono anche ospitare una percentuale significativa di campi fotovoltaici su scala industriale”, ha spiegato il gruppo.
I risultati
Per quanto riguarda l’effetto del fotovoltaico sulla temperatura superficiale, gli studiosi hanno condotto la loro ricerca su un campo fotovoltaico in una regione iperarida della Valle dell’Arava in Israele, vicino al kibbutz Ketura. Il campo ha una superficie di 75.600 m2 e una capacità installata di 4,9 MW. Questo dato è stato confrontato con le misurazioni di fondo della stessa area.
Secondo le loro misurazioni, il calore sensibile dell’impianto fotovoltaico era pari a 359 W m-2. In confronto, nello sfondo circostante, era di 199 W m-2. I livelli di albedo erano rispettivamente 0,2 e 0,37. Tuttavia, secondo i calcoli, l’impianto fotovoltaico eliminerebbe le emissioni di carbonio di 14,9 kg m2 all’anno.
Per quanto riguarda l’effetto del rimboschimento sui livelli di calore, gli scienziati hanno effettuato le loro misurazioni nella foresta di Yatir, al confine settentrionale del deserto del Negev in Israele. Si trova in un rimboschimento di 2.800 ettari, composto principalmente da pini di Gerusalemme. I dati ottenuti sono stati poi confrontati con quelli raccolti nel deserto di fondo.
In questo caso, le misurazioni hanno mostrato che il calore sensibile nell’area di rimboschimento era di 522 W m2 , mentre nello sfondo era di 225 W m2 . I livelli di albedo nell’area di rimboschimento erano pari a 0,12 e nel deserto a 0,27. Secondo i calcoli, il sequestro di carbonio è avvenuto a un tasso di 0,15 kg m2 all’anno grazie alla fotosintesi.
“I risultati mostrano che nelle zone aride i campi fotovoltaici sono oltre 50 volte più efficienti dell’imboschimento”, hanno dichiarato i ricercatori, aggiungendo che i campi fotovoltaici raggiungono il break-even dopo circa 1,4-3,6 anni nelle zone aride, mentre l’imboschimento impiega 94-175 anni per farlo.
Climi temperati e tropicali
Utilizzando il loro metodo, i ricercatori hanno cercato di calcolare il tempo di break-even del fotovoltaico e dell’imboschimento in altri climi, ovvero quelli temperati e tropicali. I dati si basavano su studi precedenti condotti rispettivamente in Germania e a Panama. I risultati sono stati illustrati in “Photovoltaic fields largely outperform afforestation efficiency in global climate change mitigation strategies”, pubblicato su PNAS Nexus.
“Mentre l’efficienza relativa dell’imboschimento rispetto ai campi fotovoltaici aumenta significativamente nei climi più mesici, la BET dei campi fotovoltaici è ancora circa 20 volte più veloce rispetto all’imboschimento”, hanno aggiunto i ricercatori, notando che, sia nei climi tropicali che in quelli temperati, i campi fotovoltaici impiegheranno meno di un anno, mentre nel caso dell’imboschimento temperato ci vorranno 18,5 anni e nell’imboschimento tropicale 15,4 anni.
“La generazione di elettricità da fotovoltaico può prevenire emissioni di carbonio molto più elevate rispetto alla quantità che l’imboschimento può sequestrare”, concludono i ricercatori. Tuttavia, la rimozione attiva del carbonio emesso in passato e il possibile stoccaggio a lungo termine sotto forma di biomassa e materia organica del suolo rappresentano un importante vantaggio per l’imboschimento”. Le foreste offrono molti altri benefici ecologici rispetto a questa pura prospettiva climatica”.
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