Los biocombustibles basados ​​en cultivos tardarán años en ayudar realmente al medio ambiente

Los biocombustibles basados ​​en cultivos tardarán años en ayudar realmente al medio ambiente

Los biocombustibles basados ​​en cultivos tardarán años en ayudar realmente al medio ambiente

El impulso de las energías renovables ha llevado a la generación de biocombustibles a partir de biomasa rica en celulosa, algas y cultivos. Actualmente, los biocombustibles basados ​​en cultivos se limitan a los derivados de productos agrícolas: maíz, soja, colza y caña de azúcar. Un aumento en la demanda de biocombustibles basados ​​en cultivos requerirá un aumento en el área de tierra agrícola o un aumento en la producción agrícola en la tierra existente.

Una expansión de la tierra agrícola solo puede ocurrir si se sacrifica todo lo que hay actualmente en la tierra; esto puede significar tierras, pastizales o sistemas naturales abandonados. Los sistemas naturales como los pastizales y los bosques almacenan grandes cantidades de carbono; si se convierte en tierra agrícola, este carbono podría liberarse a la atmósfera. Aunque los cultivos también almacenan carbono como biomasa a medida que crecen, la cosecha regular no almacena carbono a largo plazo. Desde un punto de vista climático, esto podría ser problemático.

¿Las emisiones de carbono y nitrógeno de la deforestación y la intensificación del uso de la tierra superan los beneficios ambientales de reemplazar los combustibles fósiles? Una forma de evaluar este problema es calcular los tiempos de recuperación del carbono, que representan el período durante el cual el ahorro total de gases de efecto invernadero al cambiar los combustibles fósiles es igual a las pérdidas iniciales en las reservas de carbono del ecosistema causadas por la conversión de la tierra.

Recientemente, un equipo internacional de científicos mejoró este proceso mediante el desarrollo de un tiempo de recuperación de los gases de efecto invernadero (GPBT, por sus siglas en inglés), que evalúa el impacto de la producción de biocombustibles en varias clases de emisiones de gases de efecto invernadero. El GPBT esencialmente indica la cantidad de años que transcurren antes de que el ahorro de gases de efecto invernadero de los biocombustibles sea igual a las pérdidas iniciales de reservas de carbono y nitrógeno del ecosistema original.

Los tiempos de recuperación de gases de efecto invernadero dependen de la cantidad de dióxido de carbono y óxido nitroso emitidos a la atmósfera debido a la eliminación de biomasa en un momento en que se despeja el espacio para cultivos en la tierra y cuando se aplica fertilizante durante el cultivo. Al calcular los GPBT, se tiene en cuenta la cantidad de gases de efecto invernadero emitidos debido a la producción de bioenergía y el uso de energía fósil. Finalmente, la cantidad de bioenergía obtenida a través de la producción de biocombustible, que depende del rendimiento de la materia prima, la eficiencia de la conversión de la materia prima en biocombustible y el contenido energético del biocombustible, juega un papel.

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Estudios anteriores han demostrado que las emisiones de gases de efecto invernadero de la producción de biocombustibles a base de cultivos varían según el tipo de cultivo, la ubicación y la intensidad de las prácticas de gestión agrícola. Sin embargo, la mayoría de los estudios anteriores se han centrado en países y regiones específicos; el alcance limitado de estas encuestas impidió que el análisis abordara efectivamente las producciones mundiales de biocombustibles. Para resolver este problema, estos científicos derivaron GPBT espacialmente explícitos y de alta resolución que representaban la conversión de vegetación natural en tierras de cultivo como materia prima.

Se han calculado GPBT para la producción de bioetanol a partir de granos de maíz, sacarosa de caña de azúcar y granos de trigo de invierno, así como para la producción de biodiésel a partir de aceite de colza y soja. Se utilizó un modelo de cultivo global para simular el cultivo espacialmente explícito de cultivos para biocombustibles. También se evaluó la influencia de la intensificación agrícola para cultivos individuales, que ocurre a través de un aumento en el uso de mano de obra o tecnología. Finalmente, se evaluó la influencia de la ubicación geográfica, el régimen de manejo y el tipo de cultivo en los GPBT.

Los tipos de producción de biocombustibles basados ​​en cultivos estudiados en esta investigación producen grandes cantidades de subproductos que emiten gases de efecto invernadero. Se utilizó un método basado en la energía para asignar la cantidad adecuada de emisiones de gases de efecto invernadero a estos subproductos. Sin esta asignación, los GPBT son, en promedio, un 61 % más cortos.

Con base en la vegetación natural, los GPBT oscilaron entre uno y 162 años, según el cultivo, la intensidad del manejo y la ubicación. Los GPBT fueron más largos en las regiones tropicales de América del Sur, África y el sudeste asiático. Los científicos encontraron una mediana de GPBT de 51 años al convertir la selva tropical en tierras de cultivo para biocombustibles y de 27 años al reemplazar los pastizales tropicales. Para las regiones templadas y boreales, la mediana de GPBT fue de entre seis y 20 años, dependiendo de los tipos de vegetación templada reemplazada por tierras de cultivo para biocombustibles.

A continuación, el equipo analizó cómo la intensificación agrícola redujo los GPBT. Al observar los GPBT bajo la agricultura de insumos cero, la producción de biodiesel a base de colza produjo los GPBT más cortos, con una mediana de 21 años. Los GPBT más largos provinieron de la producción de bioetanol a partir de caña de azúcar bajo una agricultura de insumos cero, donde la mediana fue de 60 años. Los GPBT aumentaron para todos los cultivos en las regiones tropicales. Por el contrario, en la agricultura de altos insumos, la mediana de GPBT para todos los cultivos fue un 79 % más corta en comparación con la agricultura sin insumos, con una mediana de 45 años. Bajo estas condiciones, el maíz y el trigo de invierno produjeron los GPBT medianos más bajos de seis y ocho años, respectivamente.

En general, los científicos encontraron más variabilidad en los GPBT que en estudios anteriores, lo que creen que se puede atribuir a la inclusión de más regiones con rendimientos relativamente bajos debido a su simulación general. Este estudio destaca la importancia de utilizar herramientas de evaluación apropiadas para predecir tendencias futuras para guiar la política de biocombustibles.

DOI: 10.1038/NCLIMATE2642

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