Nel mezzo della prateria del Minnesota si trova Madelia, una città di poco più di 2300 persone che è circondata su tutti i lati da miglia e miglia di terreno marrone, coltivata in file ordinate. Se volassi lì in aereo, Madelia sembrerebbe un bottone, cucito nel mezzo di una trapunta patchwork: ogni fattoria divisa in campi a forma di quadrati e cerchi, delimitata da strade di ghiaia giallo pallido e da sottili strisce di erba verde brillante che crescono accanto a insenature e canali di scolo.
Quando gli abitanti di una città come Madelia pensano al futuro dell'energia, le soluzioni che escogitano sono incentrate in modo sorprendente sulla terra e su ciò che può crescere. In Madelia, tuttavia, quelle soluzioni sembrano un po 'diverse da quelle che ci si potrebbe aspettare. Quando i Madeliani immaginano il futuro dell'energia, non vedono la prateria punteggiata da grandi raffinerie di etanolo, dove il mais coltivato da centinaia di agricoltori viene trasformato in combustibile che verrà venduto in tutti gli Stati Uniti. Invece, stanno pensando a qualcosa di molto più locale. Madelia è una piccola città con un grande piano per produrre carburante a base di materiali locali per i mercati locali. Dalle erbe autoctone che crescono facilmente nel terreno delle praterie ai becchi e ai pezzi rimanenti di una vicina fabbrica di conserve di polli, tutto ciò che può crescere in un raggio di 25 miglia dalla città è un gioco equo.
Perché una città generalmente conservatrice, popolata da molte famiglie agricole generalmente avverse al rischio, vorrebbe puntare una discreta quantità di tempo e denaro sull'avanguardia dell'energia alternativa? Quando andai a Madelia, mi imbattei a capofitto nel motivo prima ancora di raggiungere la città stessa. Il mio momento di illuminazione è avvenuto a pochi chilometri fuori dai confini della città, sullo stretto buco della Highway 60, quando mi sono avvicinato molto alla guida della mia auto in un fossato.
Il vento aveva iniziato la giornata piena di bufera, ed era decisamente furioso nel pomeriggio, mentre i campi aperti e vuoti che fiancheggiavano l'autostrada non offrivano nulla per rallentare il vento. Questo da solo non sarebbe stato un grosso problema. Sono cresciuto in Kansas e so guidare una macchina attraverso una tempesta di vento. Il problema era quello che potevo vedere davanti a me o, piuttosto, quello che non riuscivo a vedere. Dal nulla, una nuvola grigia si alzò per librarsi sull'autostrada, inghiottendo i semi-camion e digerendoli in gruppi di luci di coda disincarnate. Ho avuto appena il tempo di rendermi conto che non stavo guardando la nebbia prima di immergermi nel fitto di essa.
Il sole è scomparso. La ghiaia sbatté contro i finestrini della macchina. Non riuscivo a vedere nulla che non fosse illuminato artificialmente. In preda al panico, ho acceso i miei fari proprio mentre guidavo dall'altro lato della foschia grintosa, di nuovo in un normale, ventoso giorno di primavera. La "nuvola" era fatta di terra, e circa un miglio lungo la strada, un altro nastro grigio si estendeva all'orizzonte. Ho attraversato tre o quattro di queste nuvole di polvere prima di raggiungere l'uscita per Madelia.
Anche in città, la polvere non è stata facilmente sconfitta. Parcheggiai la mia auto in centro, sotto la prua di una tenda da cinema, e scesi in aria in modo da poter testurizzare. Macchie di polvere bloccate nel mio parasole. Quando aprii la bocca, entrò la grinta.
Avevo viaggiato fino a Madelia per incontrare Linda Meschke, la donna che era diventata la forza motrice dietro il modello di Madelia, e avevo lasciato la mia casa vestita per l'occasione, indossando l'abito ordinato casual-business di un giovane giornalista. Quelle nuvole di polvere mi hanno buttato giù un piolo. Quando avevo attraversato il centro di Madelia per due isolati, la mia pelle stava diventando rosa e i miei capelli erano un vortice rosso ventoso incollato in posizione sotto uno strato di sporcizia. A Meschke non sembrava importare il mio triste stato. Invece, annuì lentamente e disse: "C'è un po 'di vento qui oggi."
A quel punto, non riuscivo ancora a capire cosa avevo visto. Sapevo che nuvole di polvere come questa erano legate all'erosione del suolo, ma non è stato fino a quando ho parlato con Meschke che sono stato in grado di collegare i punti tra la polvere nei miei capelli e gli obiettivi del Modello Madelia.
Ho scoperto all'inizio della mia ricerca che le persone tendevano a descrivere Meschke prima di tutto. "Sa davvero le sue cose", mi dicevano. "È una donna molto, molto intelligente." Sembravano un po 'meravigliate da lei e un po' intimidite, come se fosse una forza della natura - l'opposto di un tornado, attraversava la città lasciando tutto più ordinato di loro era stato prima. Dai conti di seconda mano, mi aspettavo di incontrare una Delta Burke di una signora grande e ottusa. Invece, Meschke si rivelò avere il contegno calmo e delicato del buon vecchio contadino che era stata per 25 anni. Era pesante con i corti capelli castani e la sua camicia abbottonata con stampa tropicale era la cosa più rumorosa di lei, ma sa davvero come portare a termine il lavoro, qualunque sia il lavoro in questione. Un ex ispettore agricolo della contea, nel 1988 è stata coinvolta in problemi di qualità delle acque rurali. Nel giro di un decennio, ha completamente rinnovato il modo in cui le contee attorno a Madelia hanno svolto il lavoro di protezione delle acque. Prima di Meschke, i programmi idrici della contea erano tutti molto separati tra loro, anche se condividevano lo stesso spartiacque. Lanciò un programma che trattava il sistema del fiume Blue Earth - uno dei corsi d'acqua più sporchi del Minnesota - come una singola unità, aiutando idee e denaro a attraversare le linee della contea. L'approccio generale ha portato a una riduzione del 9% dell'inquinamento entro il 2001.
La cadenza della voce di Meschke avanzò rapidamente, ma le sue mani erano irrequiete, agitandosi con se stesse, disegnando piccoli cerchi sul suo blocco note. Ha trattato i piccoli dettagli deliberati che hanno portato a compimento i progetti di opere pubbliche: le cose noiose per le quali è stata sostanzialmente inventata la burocrazia. Eppure parlava nella lingua di una rapinatrice, di scacciare i vecchi modi e correre rischi su nuove idee. Fu questa parte della personalità di Meschke che la portò a vedere l'energia locale su piccola scala come una soluzione, sia per i problemi di qualità dell'acqua che aveva combattuto per decenni che per la minaccia dell'erosione del suolo, che aveva creato le tempeste di polvere che afflitto il mio viaggio a Madelia. Meschke pensava che l'energia locale potesse risolvere entrambi questi problemi, perché poteva dare agli agricoltori l'opportunità di essere pagati per coltivare qualcosa di diverso dal mais.
Non commettere errori, il modello Madelia riguarda i biocarburanti, ma non riguarda l'etanolo. Questa parte del paese ha bisogno di meno mais, non di più, mi ha detto Meschke. In questo momento, il mais e, in misura minore, la soia sono praticamente le uniche colture coltivate. Il mais occupa oltre il 45 percento di tutti i terreni agricoli disponibili nel sud del Minnesota, nonché in alcune parti del Nebraska, dell'Indiana e dell'Illinois e praticamente ogni centimetro quadrato dell'Iowa. In quelle stesse aree, a seconda della contea, i semi di soia vanno dal 15% a oltre il 45% dei terreni agricoli.
Dall'esterno, questo sistema può sembrare un po 'illogico, ma è semplicemente una specializzazione. Non è diverso da una fabbrica che produce solo scarpe invece di un armadio pieno di diversi prodotti di abbigliamento. È più facile diventare un esperto di due colture, piuttosto che di 20, e puoi crescere di più con meno investimenti iniziali. Inoltre, francamente, mais e soia pagano. C'è una grande domanda industriale per quelle piante che i broccoli non possono eguagliare. Quando la domanda cala, ci sono anche ampi sussidi per garantire che gli agricoltori facciano almeno un certo prezzo per i loro raccolti, con i soldi del governo che raccolgono il rallentamento del mercato.
Il rovescio della medaglia è che queste due colture, e in particolare il mais, non sono grandi per la qualità del suolo e dell'acqua come lo sono per i conti bancari degli agricoltori. Il mais è una pianta golosa che necessita di una sorprendente attenzione per crescere. Principalmente, il mais ha bisogno di fertilizzanti e molto. Nel 2007, i coltivatori di mais statunitensi hanno utilizzato oltre 5 milioni di tonnellate di fertilizzanti azotati. Tuttavia, mentre il mais può avere un grande appetito per il cibo vegetale, è altrettanto efficace nel "mangiare" come un bambino con una ciotola di spaghetti. Sai che il bambino finirà per indossare tutto il cibo che mangia e un campo di grano spesso usa solo la metà del fertilizzante che viene nutrito. Il resto rimane sul terreno fino a quando non viene lavato via nel torrente più vicino dalla pioggia o dall'irrigazione.
Il mais cresce in piccole file ordinate, con ordinate piccole radici sistemate sotto. Alla fine di maggio, un campo di grano è ancora un mare di terra, punteggiato di germogli verdi non molto più grandi del tuo mazzo medio di basilico. Quando il vento inizia a soffiare, quel terriccio non ha alcuna possibilità. Dall'alba del XIX secolo della coltivazione del mais, sono scomparsi circa otto pollici verticali di Iowa. Per le persone che si guadagnano da vivere su ciò che possono crescere nel suolo, questo è molto, molto male. Il pericolo professionale a lungo termine per gli agricoltori del Midwest non è più chiaro di quando si raccolgono particelle di prezioso terriccio dalla pelle, dai capelli e dai denti. Le tempeste di polvere che avevo attraversato durante il mio viaggio verso Madelia erano un prodotto della coltivazione del mais. La mia macchina era incrostata nel futuro perduto dell'agricoltura americana.
Meschke pensava di aver trovato la chiave per salvare i terreni agricoli della prateria americana: Third Crops. Questo era il suo termine, in sostanza, per qualsiasi cosa che non fosse mais o soia. C'era credito extra se è nativo e perenne. La sua idea non era unica. Alcuni agricoltori utilizzano già un sistema Third Crop ruotando prima i campi attraverso il mais, i secondi di soia e l'erba medica o il terzo di fieno, il che aiuta a mantenere il terreno sano e riduce la necessità di fertilizzanti. Eppure Meschke voleva andare oltre. Innanzitutto, ha promosso la semina di una più ampia varietà di Terze Colture. Quando vengono coltivate molte piante diverse in una regione, diventa meno un Club Med per i parassiti specifici delle specie, il che significa una minore necessità per gli agricoltori di acquistare costosi pesticidi. Meschke voleva anche che gli agricoltori mettessero a dimora le Terze Colture a tempo pieno, non solo nei programmi di rotazione. La terra che è gravemente carente di nutrienti, la terra che è inclinata o ha molto terriccio allentato, e la terra che si trova accanto a insenature e fossati di drenaggio potrebbero beneficiare tutti dei sistemi di radici densi, che trattengono l'acqua e del suolo delle piante perenni.
Il problema per Meschke era come rendere abbastanza redditizie le Terze Colture che gli agricoltori volessero davvero coltivarle. Le piante perenni originarie della prateria del Minnesota - per lo più, varie specie di erbe alte - sono abbastanza economiche da coltivare e sono ecologicamente amichevoli, perché non hanno bisogno di fertilizzanti o irrigazioni, ma non valgono molto. È qui che l'interesse di Meschke per la qualità dell'acqua e la salute del suolo si è unito al suo interesse per l'energia locale. Non ci sono davvero soldi da guadagnare nella coltivazione di Third Crops per la protezione del suolo o per ripulire un flusso inquinato. Nel frattempo, la produzione di biocarburanti su larga scala - che attualmente significa etanolo da mais - non fa che aumentare questi problemi ecologici. Potresti coltivare erbe autoctone e trasformarle in carburante. La tecnologia esiste già. In effetti, ci sono molti modi diversi per fare il lavoro. Il problema è che finora nessuno è stato in grado di rendere finanziariamente su larga scala nessuno di questi metodi, il tipo di sistema che consentirebbe alle grandi aziende del Midwest di produrre barili e barili di carburante da utilizzare in tutto il paese. Per la maggior parte delle persone, ciò significa che i biocarburanti senza mais non sono ancora pronti per il mondo reale. Linda Meschke, d'altra parte, ha esaminato lo stesso problema e ha chiesto, "Perché le persone in Madelia dovrebbero preoccuparsi se la Florida ha abbastanza energia?"
Una piccola raffineria in grado di pagare gli agricoltori per i Terzi Raccolti, creare alcuni posti di lavoro per i non agricoltori e produrre abbastanza carburante da vendere in questa piccola regione del Minnesota avrebbe funzionato, pensò Meschke. Soprattutto se i prezzi della benzina continuassero ad aumentare. Se ciò non fosse possibile, ha detto, potresti andare ancora più piccolo. Anche l'opportunità di produrre carburante per il proprio uso - un'opportunità per risparmiare denaro, piuttosto che per guadagnarlo - potrebbe essere sufficiente per ottenere almeno qualche altro agricoltore che coltiva i Terzi raccolti. Meschke sostiene l'energia locale perché è nella scala su cui sembra funzionare il biocarburante per erba della prateria e perché in questo momento offre le migliori opportunità per mettere in moto il Modello Madelia.
Eppure non è privo di rischi. Le fattorie che circondano Madelia sono grandi e orientate alle materie prime, non una casa per i cavoli boutique. Ciò non significa che siano monoliti aziendali, però. Queste fattorie sono di proprietà familiare, da famiglie che vivono nella regione da generazioni. Certo, potrebbero coltivare solo mais. Nel corso dei decenni, avrebbero potuto assorbire la superficie coltivata che ospitava un patchwork più popoloso di fattorie più piccole, ma l'agricoltura è ancora un'azienda a conduzione familiare e un'azienda a rischio molto familiare. Ci sarebbero voluti tre o quattro anni, mi disse Meschke, per ottenere un Terzo Raccolto perenne, come l'erba della prateria, istituito e pronto per il suo primo raccolto. Se un mercato per l'erba non si materializzasse, gli agricoltori rimarrebbero con un campo molto carino e una grossa fetta di debito.
D'altra parte, se il Modello Madelia riuscisse oltre i sogni più selvaggi di tutti - se Madelia e la regione circostante diventassero autosufficienti dal punto di vista del carburante - cambierebbe drasticamente la vita delle persone che vivevano qui. Il successo cambierebbe l'agricoltura locale. Ci sarebbe una pressione economica per iniziare a coltivare nuove colture che hanno esigenze e cicli di crescita diversi. Il successo cambierebbe la vita in Madelia. Ci sarebbero nuovi posti di lavoro, nuove imprese e più scelte dei consumatori. Madelia sarebbe anche una città più affollata, con nuovi residenti che potrebbero stare un po 'meglio. Il cambiamento, come le torte di mucca, accade. Il modo in cui è successo qui dipenderebbe molto dal fatto che i Madeliani medi fossero coinvolti nella costruzione del futuro della loro comunità. Il loro silenzio sulla questione è assordante.
Ogni quarto venerdì alle 15:00, mi disse Meschke, la città organizza un incontro aperto progettato per riunire i pianificatori di Madelia Model e il pubblico. È un piano nobile e per lo più teorico. Gli incontri accadono, ma non più di una dozzina di persone si presentano mai.
Durante la nostra intervista, Meschke ha parlato in modo apatico del basso coinvolgimento civico. Non la sorprese. Non la preoccupava. Ho avuto l'impressione che se non fosse stata la forza trainante del Modello Madelia e quindi intrinsecamente interessata, anche Meschke avrebbe saltato gli incontri. Nonostante tutta la sua ipnotica sicurezza, non nutriva illusioni su come cresce la base. La maggior parte delle persone, ha detto, erano solo occupate con le loro vite quotidiane. Si sarebbero interessati, ma solo quando il Modello Madelia alla fine avrebbe dato loro qualcosa di tangibile a cui essere interessati. "In questo momento, cosa abbiamo da offrire?", Ha detto.
Ho potuto vedere il suo punto. I contadini che conoscevo raramente rispondevano bene a forse / forse / un giorno. O fai qualcosa e ci dai il tono di vendita quando è pronto, oppure non fai nulla e taci. (Yoda sarebbe diventato un grande agricoltore.) "Abbiamo firmato il coro", ha detto Meschke. "E abbiamo una congregazione provvisoria che guarda per vedere cosa succede dopo."
Lo scorso autunno, i Madeliani hanno finalmente potuto vedere un po 'di azione. Ironia della sorte, il loro primo assaggio del futuro assomigliava moltissimo al passato. I ricercatori dell'Università del Minnesota hanno guidato un camioncino da St. Paul nel paese agricolo intorno a Madelia. Dietro di esso, su un rimorchio non molto più grande di un piccolo camper, rimorchiavano un sistema che poteva trasformare qualsiasi tipo di materiale vegetale o animale in combustibile. La tecnologia era nuova, ma il concetto alla base era più di un secolo fa.
A partire dal XIX secolo, le trebbiatrici viaggiavano di fattoria in fattoria durante il periodo del raccolto. Un sistema meccanico per separare il grano dal suo gambo era troppo costoso per essere scelto dal catalogo Sears, quindi la trebbia era un'impresa portatile. Forse un ragazzo possedeva e gestiva il macchinario come suo lavoro, o diversi agricoltori entrarono insieme in un equipaggiamento che tutti condividevano. In entrambi i casi, gli agricoltori hanno pagato per trasformare le loro colture grezze in qualcosa di più prezioso. I ricercatori dell'Università del Minnesota che vogliono portare un sistema di biocarburanti portatili in Madelia sperano di ripetere quella storia. La loro tecnologia, chiamata pirolisi a microonde, è destinata a essere il primo colpo di Madelia a produrre energia locale.
Il sistema è sia semplice che deliziosamente intelligente. La pirolisi consiste nel abbattere piante e altra materia in una forma più adatta all'energia commerciale utilizzabile. Erba, steli, letame - qualsiasi tipo di materiale organico - entra. Quella roba viene riscaldata a quasi 950 gradi Fahrenheit in un ambiente privo di ossigeno, liberando così una miriade di gas volatili. Condensa il gas e ottieni un carburante liquido. Esistono diversi modi per riscaldare la biomassa, ma il sistema dell'università è speciale perché si basa su microonde, versioni più potenti della stessa tecnologia che usi per cucinare popcorn e pizza rimanente.
È un metodo pratico, perché è già una tecnologia collaudata: facile da usare ed economica da costruire. Le microonde semplificano inoltre l'intero processo di produzione di biocarburanti. Di solito, prima che qualsiasi biomassa possa essere trasformata in combustibile, deve essere macinata in piccoli pezzi per assicurarsi che ogni bit possa essere uniformemente riscaldato allo stesso tempo, ma le microonde riscaldano il centro di un oggetto solido.
Inoltre, ci sono soldi da risparmiare nelle spese di spedizione. Spostare la biomassa non è molto efficiente. Il materiale organico è generalmente voluminoso e non molto denso di energia. Trasportare una tonnellata di praterie consuma molta energia e costa tanto quanto trasportare una tonnellata di petrolio, ma ottieni più energia dal petrolio. Usando le microonde - una tecnologia di riscaldamento leggera e che può essere ridimensionata fino alle dimensioni di un piccolo rimorchio per camper - l'Università del Minnesota ha tentato di rendere portatile la pirolisi e portare la fabbrica di carburante nella fattoria. Lì, ogni agricoltore può caricare la macchina per pirolisi e produrre un paio di prodotti diversi sul posto. L'esecuzione di test di processo batch in laboratorio ha richiesto solo quindici minuti.
Ciò che gli agricoltori escono è roba utile. Il carburante è il prodotto principale della pirolisi a microonde. Il sistema dell'università produce abbastanza gas combustibile che, una volta avviato, può autoalimentarsi. In generale, tuttavia, quello che stai facendo è un liquido chiamato biogas. È utilizzabile così com'è, appena uscito dal rubinetto, ma per ottenere i migliori risultati, ha davvero bisogno di un po 'di pulizia. Qualsiasi motore funzionerà con biogas fresco, ma col tempo il carburante acido lo farebbe a pezzi. I ricercatori universitari stanno ancora lavorando su metodi per rendere il biogas compatibile con le automobili, ma nel frattempo le cose possono essere utilizzate al posto dell'olio per riscaldamento domestico o vendute in sostituzione del petrolio industriale.
Nel test di caduta della macchina per pirolisi a microonde, i ricercatori dell'Università del Michigan hanno riscontrato alcuni problemi con il generatore alimentato a syngas, ma quest'estate torneranno a Madelia per testare nuovamente il sistema con un nuovo generatore.
Il biogas non è l'unico prodotto importante che esce dal sistema. Torna alla testa della linea di produzione e troverai un'altra produzione, una che può ridurre la quantità di CO2 nell'atmosfera e potrebbe anche essere in grado di stimolare la crescita delle piante. Quando la biomassa viene riscaldata dalle microonde, le parti che non si trasformano in combustibile si trasformano in qualcosa di simile al carbone. Chiamato biochar, è un po 'diverso dalle bricchette barbecue standard, grazie all'ambiente privo di ossigeno in cui si verifica la pirolisi.
Biochar funziona come una prigione di massima sicurezza per il carbonio. Anche il carbone può intrappolare il carbonio, ma non in modo efficace. Il carbone è composto chimicamente da carbonio unito a molte molecole di ossigeno, ma è principalmente cenere e ha perso gran parte del suo carbonio a causa della combustione. Come le ragazze sorority in un film slasher, l'ossigeno viene facilmente rimosso dai batteri, che accelera il processo di decomposizione, rompendo i legami chimici e lasciando che il carbonio che rimane rimanga nell'atmosfera.
Sottrai l'ossigeno, tuttavia, e le molecole di carbonio diventano dure; formano strutture ad anello che non si frantumano facilmente e sono più resistenti all'attacco microbico. Ricerche di laboratorio suggeriscono che questi legami hanno il potenziale per resistere ovunque da centinaia a centinaia di migliaia di anni. Ciò significa meno carbonio nell'atmosfera. È anche una buona notizia per chiunque desideri vedere una produzione di biocarburanti a emissioni zero o addirittura a emissioni zero. Ovviamente, è in una provetta: non ci sono molti studi biochar condotti nel campo (letterale) e la ricerca nel mondo reale non è stata condotta per molto tempo.
Ecco perché, nonostante molte dita incrociate, non sappiamo ancora se il biochar sarà un buon fertilizzante quanto una trappola per il carbonio. La domanda chiave - "Il terreno infuso di biochar porta a più raccolti e una migliore fertilità del suolo?" - è ancora aperta. Tuttavia alcuni dati allettanti stanno uscendo da questi test di laboratorio. Sembra che mettendo la vita microbica al rallentatore, il biochar funzioni anche per intrappolare l'azoto nel terreno. Ciò non significa solo meno ossido nitroso - un altro gas serra - nell'atmosfera, ma potrebbe anche significare meno fertilizzante azotato applicato al terreno e meno eccesso di azoto che fuoriesce nell'acqua.
Questo è il modello Madelia in breve: dare agli agricoltori un motivo per coltivare piante che siano migliori per la terra e l'approvvigionamento idrico rispetto al mais, e quindi raccogliere i frutti. Nelle erbe della prateria, escono carburante, fertilizzanti e sviluppo economico. Non è sufficiente carburante e fertilizzanti per rifornire l'intero paese o persino l'intero stato, ma va bene. Non deve farlo. L'obiettivo principale è quello di impedire che una parte maggiore del suolo locale venga espulso, non di creare un mini-impero di produzione di bio-olio. Il modello Madelia deve funzionare solo su scala locale.
Tratto da Before the Lights Out Out: Conquering the Energy Crisis Before It Conquers Us, pubblicato nell'aprile 2012 da John Wiley & Sons, Inc. Maggie Koerth-Baker è l'editore scientifico di boingboing.net.
