La biomasa puede combatir el cambio climático, pero solo si lo haces bien

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La biomasa puede combatir el cambio climático, pero solo si lo haces bien

La biomasa se está convirtiendo rápidamente en un tema de interés para los gobiernos que buscan soluciones a la crisis climática y fuentes de energía más limpias. De sus múltiples usos potenciales, la eliminación de dióxido de carbono (CDR) puede ser una de las mejores formas en que puede ayudar a lograr los objetivos de cero emisiones netas. Sin embargo, incluso con las mejores intenciones, se necesitan directrices para garantizar un impacto verdaderamente negativo en cuanto a emisiones de carbono.

¿Qué es la biomasa y cómo puede frenar el cambio climático?

La biomasa se refiere a cualquier material que provenga de seres vivos, incluida la madera y la corteza de los árboles, las hojas o los tallos de las plantas e incluso el estiércol animal. Cuando se trata de luchar contra el cambio climático, el material de biomasa rico en carbono se puede utilizar para eliminar el carbono de la atmósfera, o puede ser una alternativa a los combustibles fósiles para producir energía. En este contexto, la biomasa puede cultivarse con el único fin de suministrar material, o puede recogerse como residuo resultante de otros procesos, como la agricultura y la silvicultura.

Sin embargo, el uso insostenible del suministro finito de biomasa puede obstaculizar los esfuerzos de descarbonización. Si se cultiva deliberadamente como combustible o como materia prima de eliminación de carbono, la biomasa puede ser intensiva en tierra y tener grandes impactos ambientales y de carbono. La biomasa cultivada con fines específicos puede desplazar la producción de alimentos, reducir el potencial de secuestro de carbono y aumentar las emisiones de los fertilizantes, el riego y los equipos de cosecha utilizados en el proceso.

En Estados Unidos, por ejemplo, si las políticas de descarbonización siguen incentivando los cultivos de biomasa cultivados con fines específicos, en particular los cultivos de maíz o soja o árboles enteros, existe el peligro de que estas políticas alejen a Estados Unidos de sus objetivos climáticos.

Por otro lado, si se obtiene de forma sostenible, la biomasa procedente de desechos y residuos de la agricultura y la silvicultura puede contribuir a la descarbonización.

Para construir una economía de cero emisiones netas para 2050, la biomasa debe provenir solo de aquellas fuentes que sean verdaderamente negativas en carbono. A medida que muchas industrias, incluida la eliminación de carbono, recurren a la biomasa para ayudar a combatir el cambio climático, el abastecimiento sostenible será fundamental.

El papel de la biomasa en la eliminación de carbono

La estructura molecular de la biomasa contiene una gran cantidad de carbono que se origina a partir del dióxido de carbono atmosférico (CO2) absorbido. Esto significa que la biomasa tiene un alto potencial de eliminación de carbono cuando se utiliza para fabricar productos, como hidrógeno o combustibles, y se combina con un método para el secuestro duradero de carbono.

La eliminación y el almacenamiento de carbono de la biomasa (BiCRS) pueden proporcionar beneficios de descarbonización tanto mediante la producción de productos que sustituyen a los combustibles fósiles como mediante la producción de carbono que puede almacenarse. Mientras que algunos planes para la energía de biomasa priorizan la generación de energía, BiCRS prioriza la eliminación de carbono y produce subproductos que se pueden utilizar para obtener energía.

Según el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), se estima que la cantidad de eliminación de CO2 que se puede lograr para 2050 en los EE. UU. utilizando un suministro sostenible de biomasa es de 884 millones de toneladas por año, lo que equivale a la cantidad de CO2 emitida por aproximadamente 200 millones de automóviles cada año.

Diferentes procesos químicos y físicos descomponen la biomasa y la convierten en energía, combustible o productos, al tiempo que capturan el carbono que contiene la biomasa. Algunas de las vías de BiCRS más prometedoras para apoyar la descarbonización de toda la economía son:

• Gasificación, un proceso que produce gas de síntesis, que se puede utilizar para producir combustibles líquidos, o hidrógeno. El hidrógeno puede proporcionar almacenamiento de energía o reformarse aún más para crear electrocombustibles o productos químicos limpios. Hasta el 100% del carbono de estos procesos puede ser capturado y secuestrado bajo tierra.
• Pirólisis, un proceso de alta temperatura que crea biocarbón y bioaceite similares al carbón. El biocarbón se puede usar como un aditivo para el suelo que secuestra carbono, y el bioaceite se puede inyectar bajo tierra o mezclar con productos como el asfalto para eliminar el carbono, o se puede refinar aún más para producir hidrógeno u otros combustibles valiosos.
• Productos y entierro, una vía que se basa en la capacidad natural de los residuos forestales y la madera para descomponerse lentamente. Los residuos forestales que son demasiado pequeños para ser utilizados para la madera se pueden utilizar para crear otros materiales de construcción, como tableros de partículas, que almacenan carbono. La biomasa también puede enterrarse permanentemente en contenedores subterráneos especiales cuando el transporte de la biomasa residual es difícil. El enterramiento de biomasa puede ser una vía rentable de BiCRS en algunas áreas, como en bosques con alto riesgo de incendio y grandes cantidades de biomasa inflamable.
• Fermentación, un proceso de convertir la biomasa en alcohol y capturar el carbono que se produce. Hoy en día, la mayor parte de la fermentación de biomasa utiliza maíz para producir etanol, pero la producción de biocombustibles utilizando desechos y residuos de biomasa es una opción más sostenible.

Si bien existe el potencial de que BiCRS desempeñe un papel importante en la eliminación de carbono en los EE. UU., algunas vías de BiCRS, como el entierro de biomasa y la inyección subterránea de biopetróleo, están en desarrollo o solo existen a escala piloto. Otros enfoques de BiCRS, como la gasificación de biomasa para la eliminación de carbono y la producción de hidrógeno, requerirán nuevas instalaciones costosas para crear una demanda constante de biomasa para estos usos.

A pesar de la incipiente adopción de estos enfoques, las empresas están atrayendo millones de dólares de inversión federal y privada, lo que indica la probable expansión de la industria. BiCRS representa el 90% de la eliminación de carbono que se ha entregado a través del mercado voluntario de compensación de carbono hasta la fecha. A medida que la industria crece, es fundamental que se le apliquen altos estándares de abastecimiento de biomasa. De lo contrario, existe el peligro de que BiCRS crezca y dependa de materias primas que desplacen otros usos críticos de la tierra y no proporcionen la eliminación de carbono.

Cómo obtener biomasa de manera sostenible en los EE. UU.

A menudo se asume que el uso de biomasa tiene cero emisiones netas de carbono, ya que las plantas secuestran carbono a medida que crecen. Sin embargo, tales suposiciones pasan por alto el secuestro de carbono de la tierra sacrificada, el tiempo que tardan las plantas y los árboles en regenerarse, y las emisiones asociadas con el cultivo de cultivos y la refinación de biomasa para crear productos. Para ser verdaderamente negativa en carbono y sostenible, la eliminación de carbono de la biomasa debe cumplir con los siguientes principios de abastecimiento. (Estos principios están adaptados a los EE. UU., pero otros países o regiones pueden y deben desarrollar los suyos propios).

1) Priorizar los desechos, residuos y subproductos.

Las fuentes de biomasa con mayor probabilidad de ser carbono negativo son los desechos, residuos y subproductos de materiales vegetales o animales no utilizados que resultan de las operaciones agrícolas, forestales o municipales normales. Los desechos agrícolas pueden incluir rastrojo de maíz (las partes de la planta de maíz que no se cosechan para la producción de alimentos), cáscaras de arroz y cáscaras de nueces. Los desechos forestales incluyen los residuos de la madera y de las fábricas de papel, como el aserrín y el licor negro —la sustancia que queda después de la fabricación de pasta de madera para fabricar papel— y los desechos leñosos de las operaciones forestales o la madera muerta de los desastres naturales. Por último, los residuos municipales proceden de zonas urbanas y residenciales e incluyen cosas como los residuos de alimentos de hogares y restaurantes.

En la actualidad, muchos desechos y residuos se queman o se dejan descomponer, lo que libera carbono a la atmósfera. El uso de residuos para BiCRS puede evitar estas emisiones y reemplazar las fuentes de energía más intensivas en carbono, como los combustibles fósiles. Sin embargo, cuando los desechos se retiran de los campos o bosques, una buena gestión es esencial para mantener la salud del suelo y el funcionamiento ecológico. Ciertas prácticas agrícolas sostenibles implican la retención de residuos, ya que la descomposición de la materia muerta es un proceso ecológico importante. Se necesita más investigación para determinar la cantidad adecuada de desechos agrícolas y forestales que deben dejarse en las granjas y los suelos forestales para mantener la salud del suelo.

El reciente análisis del LLNL proyecta un suministro futuro potencial de casi 500 millones de toneladas secas al año de desechos y residuos de biomasa que podrían utilizarse para CDR para 2050. Este estudio incluye la agricultura, la silvicultura y los desechos municipales, incluida la madera de los tratamientos contra incendios en los bosques del oeste de los Estados Unidos.

2) Los desechos, residuos y subproductos forestales deben provenir de bosques gestionados ecológicamente.

Cuando se hace de manera responsable, BiCRS puede proporcionar una oportunidad de ganar-ganar al utilizar material de prácticas forestales que de otro modo se descompondrían o quemarían. Sin embargo, existe el peligro de que el crecimiento de un mercado para los desechos forestales pueda incentivar la sobreexplotación de bosques y plantaciones. Esto es particularmente relevante para los bosques del oeste de los Estados Unidos, donde el exceso de biomasa leñosa debe eliminarse para evitar el riesgo de incendios forestales graves que podrían dañar permanentemente la capacidad de un bosque para secuestrar carbono. El LLNL estima que para 2050 se podrían producir cerca de 108 millones de toneladas de biomasa al año a partir de tratamientos de mitigación de incendios forestales. Se necesita una gobernanza forestal sólida y normas rigurosas de gestión ecológica; De lo contrario, un mercado fuerte de biomasa leñosa corre el riesgo de provocar la sobreexplotación de los bosques por parte de los proveedores con ánimo de lucro.

Algunas organizaciones y empresas están trabajando para crear estándares de sostenibilidad que garanticen prácticas de sostenibilidad efectivas, medibles y verificables. El Forest Stewardship Council proporciona certificación para las operaciones forestales, pero no aborda específicamente el abastecimiento de biomasa. Otras empresas y organizaciones, como Carbon Direct y la Mesa Redonda sobre Biomateriales Sostenibles, están trabajando en criterios de certificación específicos para el abastecimiento sostenible de biomasa leñosa de los bosques. Es importante destacar que, incluso en los casos en que existen normas de certificación, la aplicación suele ser un reto que debe abordarse.

3) Los cultivos de biomasa deben limitarse a especies perennes nativas en tierras marginales.

Si bien se debe priorizar el uso de desechos y residuos, puede haber oportunidades para que ciertos cultivos se cultiven con el fin de eliminar el carbono. Esto solo debe hacerse con moderación, idealmente después de que se agoten las fuentes de desechos. Estos cultivos deben limitarse a especies perennes que sean nativas de una región determinada para ayudar a reducir los impactos negativos en la biodiversidad, los hábitats o el ciclo del agua y los nutrientes. Por ejemplo, las gramíneas perennes nativas en praderas restauradas pueden sustentar la biodiversidad y pueden cosecharse para la reducción de la biodiversidad. Del mismo modo, los árboles nativos cultivados en tierras agrícolas no utilizadas para biomasa pueden proporcionar algunos de los servicios ecosistémicos de la cubierta arbórea, incluida la mejora de la calidad del aire y la reducción de la erosión del suelo. Es importante destacar que el manejo de estos sistemas de cultivo debe limitar los insumos de fertilizantes, riego y labranza, todos los cuales tienen emisiones de gases de efecto invernadero asociadas e impactos negativos en los ecosistemas.

Los cultivos de biomasa también deben limitarse a las tierras marginales, o a las tierras que están técnicamente designadas para la agricultura u otro uso humano, pero que son relativamente improductivas. Las tierras marginales pueden incluir terrenos baldíos —áreas que tienen contaminantes o sustancias peligrosas—, minas abandonadas o tierras agrícolas antiguas e improductivas, siempre que no se estén cultivando actualmente para otros fines.

La biomasa no debe cultivarse en tierras naturales o protegidas. Si las tierras naturales se convierten a sistemas de producción de biomasa, es probable que experimenten una disminución drástica en el almacenamiento de carbono de su vegetación, suelo o ambos. Como tal, las tierras con grandes reservas naturales de carbono en el suelo o la vegetación aérea nunca deben verse comprometidas en aras de obtener biomasa. Para proteger otros servicios ecosistémicos, las empresas que se abastecen de biomasa para CDR deben asegurarse de que la biomasa no se cultive en áreas de alto valor de conservación.

Tampoco se debe cultivar biomasa en tierras agrícolas de primera calidad, lo que podría desplazar la producción de alimentos o causar la expansión de la producción de cultivos a otras tierras menos productivas. Este cambio indirecto en el uso de la tierra podría tener altos costos de carbono. Debido a esto, los cultivos de maíz o soja dedicados a la producción de biocombustibles no son fuentes apropiadas de eliminación de dióxido de carbono. Incluso si la producción de biocombustibles incluye la captura y el secuestro de carbono, las emisiones relacionadas con el cultivo de estos cultivos y la producción de alimentos desplazada impiden que estos sistemas de biocombustibles sean negativos en carbono.

El estudio del LLNL, que aplicó criterios de sostenibilidad a sus proyecciones, muestra el potencial de cosechar anualmente hasta 129,4 millones de toneladas secas de pasto varilla nativo en tierras marginales y 17,8 millones de toneladas secas por año a partir de la siega de praderas restauradas en tierras del Programa de Reservas de Conservación (CRP) para 2050. Si las políticas futuras incentivan la captura de tierras de CRP, las barandillas de las políticas deben proteger el hábitat de la vida silvestre y otros beneficios del ecosistema.

Uso responsable de la biomasa

La biomasa es un recurso limitado con muchos usos posibles, desde plásticos y piensos hasta generación de energía y eliminación de carbono. Si bien BiCRS podría ser el uso más eficiente de la biomasa para apoyar una descarbonización en toda la economía, los responsables de la toma de decisiones también deben considerar usos alternativos, en particular aquellos que implican el almacenamiento de carbono a largo plazo, como productos duraderos y reciclables. En algunos casos, el beneficio climático óptimo de la biomasa puede ser dejarla en su lugar en paisajes naturales para preservar los servicios ecosistémicos que proporciona.

En todos los casos de uso de biomasa, se deben considerar cuidadosamente los aportes de las comunidades locales e indígenas para garantizar que no se haga daño. Las instalaciones de procesamiento de biomasa deben tomar medidas para minimizar los impactos negativos en la calidad del aire y el agua. Y, además, los responsables de la formulación de políticas a todos los niveles deben promulgar políticas o reglamentos para evitar cualquier carga ambiental indebida de recolección, procesamiento o uso de biomasa en las comunidades históricamente desfavorecidas.

Con la creciente demanda de biomasa, los responsables de la formulación de políticas también tendrán que crear directrices y políticas que puedan adaptarse a las complejas realidades de los diferentes tipos de biomasa y los métodos de BiCRS. Las barandillas deben impedir el uso de materias primas de biomasa que contribuyan al cambio de uso de la tierra, causen la degradación ambiental o no eliminen realmente el carbono.

Fuente: WRI