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Este artículo trata sobre la biomasa como fuente de energía renovable. Para el uso del término en ecología, consulte Biomasa (ecología) .
Pellets de madera

La biomasa es material vegetal o animal que se utiliza como combustible para producir electricidad o calor . Algunos ejemplos son la madera, los cultivos energéticos y los desechos de bosques, patios o granjas. [1] Dado que la biomasa técnicamente se puede utilizar como combustible directamente (por ejemplo, troncos de madera), algunas personas utilizan los términos biomasa y biocombustible indistintamente. La mayoría de las veces, la palabra biomasa simplemente denota la materia prima biológica de la que está hecho el combustible. La palabra biocombustible suele reservarse para los combustibles líquidos o gaseosos que se utilizan para el transporte. La Administración de Información Energética (EIA) de EE. UU . Sigue esta práctica de denominación. [2]

El IPCC (Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático) define la bioenergía como una forma renovable de energía. [3] En 2017, la AIE (Agencia Internacional de Energía) definió la bioenergía como la fuente más importante de energía renovable. [a] La IEA también argumenta que la tasa actual de despliegue de bioenergía está muy por debajo de los niveles requeridos en escenarios de bajas emisiones de carbono, y que se necesita con urgencia un despliegue acelerado. [b] Los investigadores han cuestionado que el uso de biomasa forestal para energía sea carbono neutral . [4] [5]

Materias primas de biomasa [ editar ]

Fardos de paja

La madera y los residuos de madera son la mayor fuente de energía de biomasa en la actualidad. La madera se puede utilizar como combustible directamente o transformarse en pellets u otras formas de combustibles. También se pueden usar otras plantas como combustible, por ejemplo , maíz , pasto varilla , miscanthus y bambú . [6] Los principales de energía de residuos de materias primas son residuos de madera, residuos agrícolas , residuos sólidos municipales , residuos de fabricación , y el gas de vertedero . Los lodos de depuradora son otra fuente de biomasa. Hay investigaciones en curso que involucran algas o biomasa derivada de algas. [7]Otras materias primas de biomasa son enzimas o bacterias de diversas fuentes, cultivadas en cultivos celulares o hidropónicos . [8]

La biomasa también se utiliza para producir fibras y productos químicos industriales .

Según la fuente de biomasa, los biocombustibles se clasifican en términos generales en tres categorías principales: [9]

Los biocombustibles de primera generación se obtienen de fuentes alimentarias, como la caña de azúcar y el almidón de maíz . Los azúcares presentes en esta biomasa se fermentan para producir bioetanol , un alcohol combustible que sirve como aditivo a la gasolina, o en una pila de combustible para producir electricidad.

Los biocombustibles de segunda generación utilizan fuentes de biomasa no basadas en alimentos, como cultivos energéticos perennes (cultivos de bajos insumos) y desechos agrícolas / municipales. Los defensores argumentan que existe un enorme potencial para los biocombustibles de segunda generación. Los biocombustibles de tercera generación se refieren a los derivados de microalgas.

Conversión de biomasa [ editar ]

Planta de biomasa en Escocia.

La mejora de la biomasa cruda a combustibles de mayor calidad se puede lograr mediante diferentes métodos, clasificados en términos generales como térmicos, químicos o bioquímicos.

Conversiones térmicas [ editar ]

Los procesos de conversión térmica utilizan el calor como mecanismo dominante para convertir la biomasa en un combustible mejor y más práctico. Las alternativas básicas son la torrefacción , la pirólisis y la gasificación , estas están separadas principalmente por el grado en que se permite que se desarrollen las reacciones químicas involucradas (controladas principalmente por la disponibilidad de oxígeno y la temperatura de conversión). [10]

Existen otros procesos térmicos menos comunes, más experimentales o patentados que pueden ofrecer beneficios, como la mejora hidrotermal . [11] Algunos se han desarrollado para su uso en biomasa con alto contenido de humedad, incluidas suspensiones acuosas, y permiten convertirlos en formas más convenientes.

Conversión química [ editar ]

Se puede utilizar una variedad de procesos químicos para convertir la biomasa en otras formas, como para producir un combustible que sea más práctico de almacenar, transportar y usar, o para explotar alguna propiedad del proceso en sí. Muchos de estos procesos se basan en gran parte en procesos similares basados ​​en carbón, como la síntesis de Fischer-Tropsch . [12] La biomasa se puede convertir en múltiples productos químicos básicos. [13]

Conversión bioquímica [ editar ]

Como la biomasa es un material natural, en la naturaleza se han desarrollado muchos procesos bioquímicos altamente eficientes para descomponer las moléculas de las que se compone la biomasa, y muchos de estos procesos de conversión bioquímica pueden aprovecharse. En la mayoría de los casos, se utilizan microorganismos para realizar el proceso de conversión: digestión anaeróbica , fermentación y compostaje . [14]

Las glucósido hidrolasas son las enzimas implicadas en la degradación de la mayor parte de la biomasa, como los polisacáridos presentes en el almidón y la lignocelulosa. Las variantes termoestables están ganando roles cada vez más importantes como catalizadores en aplicaciones de biorrefinación , ya que la biomasa recalcitrante a menudo necesita tratamiento térmico para una degradación más eficiente. [15]

Conversiones electroquímicas [ editar ]

La biomasa se puede convertir directamente en energía eléctrica mediante la oxidación electroquímica (electrocatalítica) del material. Esto se puede realizar directamente en una celda de combustible de carbono directo , [16] celdas de combustible líquido directo como la celda de combustible de etanol directo , una celda de combustible de metanol directo , una celda de combustible de ácido fórmico directo , una celda de combustible de ácido L-ascórbico (combustible de vitamina C celda), [17] y una celda de combustible microbiana . [18] El combustible también se puede consumir indirectamente a través de un sistema de pila de combustible que contiene un reformador que convierte la biomasa en una mezcla de CO y H 2 antes de que se consuma en la pila de combustible.[19]

Neutralidad de carbono para la biomasa forestal [ editar ]

Emisiones de gases de efecto invernadero de la producción y el transporte de pellets de madera (Hanssen et al.2017). [20]

La IEA define la neutralidad de carbono y la negatividad de carbono de la siguiente manera: «Neutralidad de carbono, o 'cero neto', significa que cualquier CO 2 liberado a la atmósfera por la actividad humana se equilibra con una cantidad equivalente que se elimina. Convertirse en carbono negativo requiere que una empresa, sector o país elimine más CO 2 de la atmósfera del que emite ». [21]La intensidad real de carbono de la biomasa varía según las técnicas de producción y la duración del transporte. Según la UE, el ahorro típico de emisiones de gases de efecto invernadero al sustituir los combustibles fósiles por pellets de madera de residuos forestales es del 77% cuando la distancia de transporte está entre 0 y 500 km, también del 77% cuando la distancia de transporte está entre 500 y 2500 km, 75% cuando la distancia está entre 2500 y 10 000 km, y 69% cuando la distancia es superior a 10 000 km. Cuando se usa madera de tallo, los ahorros cambian solo marginalmente, entre el 70 y el 77%. Cuando se utilizan residuos de la industria de la madera, los ahorros aumentan entre un 79 y un 87%. [C]

Asimismo, Hanssen et al. argumentan que el ahorro de emisiones de gases de efecto invernadero de los pellets de madera producidos en el sureste de los EE. UU. y enviados a la UE es de entre el 65 y el 75%, en comparación con los combustibles fósiles. [d] Calculan que las emisiones netas medias de GEI de los pellets de madera importados de los EE. UU. y quemados para generar electricidad en la UE ascienden a aproximadamente 0,2 kg de equivalentes de CO 2 por kWh, mientras que las emisiones medias de la combinación de combustibles fósiles que se queman actualmente para generar electricidad en la UE asciende a 0,67 kg de CO 2 -eq por kWh (consulte el cuadro de la derecha). Las emisiones del transporte marítimo ascienden al 7% de las emisiones de mezcla de combustibles fósiles por kWh producido (equivalente a 93 kg CO 2 -eq / t frente a 1288 kg CO 2 / t). [22]

IEA Bioenergy estima que en un escenario en el que se utilizan pellets de madera canadienses para reemplazar totalmente el uso de carbón en una planta de carbón europea, las emisiones específicas originadas por el transporte marítimo de los pellets, que van de Vancouver a Rotterdam, ascienden aproximadamente al 2% del total de la planta. Emisiones relacionadas con el carbón. [23]

Más CO 2 de la combustión de madera que de la combustión de carbón [ editar ]

Cuando se quema en instalaciones de combustión con la misma eficiencia de conversión de calor a electricidad, la madera seca en horno emite un poco menos de CO 2 por unidad de calor producido, en comparación con el carbón seco en horno. [e] Sin embargo, muchas instalaciones de combustión de biomasa son relativamente pequeñas e ineficientes, en comparación con las plantas de carbón típicamente mucho más grandes. Además, la biomasa bruta puede tener un mayor contenido de humedad en comparación con algunos tipos de carbón comunes. Cuando este es el caso, una mayor parte de la energía inherente de la madera debe gastarse únicamente en la evaporación de la humedad, en comparación con el carbón más seco, lo que significa que la cantidad de CO 2 emitida por unidad de calor producido será mayor.

Puerto de carbón en Rusia.

Algunos grupos de investigación (por ejemplo, Chatham House) argumentan, por tanto, que «[...] el uso de biomasa leñosa para obtener energía liberará niveles más altos de emisiones que el carbón […]». [24]

La cantidad de CO 2 «adicional» que se libera depende de factores locales. Algunos grupos de investigación estiman emisiones adicionales relativamente bajas. IEA Bioenergy, por ejemplo, estima un 10%. [25] El grupo consultor de bioenergía FutureMetrics sostiene que los pellets de madera con un contenido de humedad del 6% emite un 22% menos de CO 2 por la misma cantidad de calor producido, en comparación con el carbón subbituminoso con un 15% de humedad, cuando ambos combustibles se queman en instalaciones con la misma eficiencia de conversión (aquí 37%). [f] Asimismo, afirman que «[…] la madera seca con CM [contenido de humedad] por debajo del 20% tiene la misma o menos emisión de CO 2 por MMBTU [millones de unidades térmicas británicas] como la mayoría del carbón. Los pellets de madera con menos del 10% de MC producen menos emisiones de CO 2 que cualquier carbón en circunstancias iguales ». [26] (El contenido de humedad en los pellets de madera suele ser inferior al 10%, según se define en la norma ISO 17225-2: 2014). [27] Sin embargo, cuando se utilizan astillas de madera en bruto (45% de contenido de humedad), esta biomasa de madera emite un 9% más de CO 2 que el carbón en general, por la misma cantidad de calor producido. [26] Según el Centro de Investigación de Tecnología del Carbón de Indiana, el tipo de carbón antracita contiene típicamente menos del 15% de humedad, mientras que el bituminoso contiene del 2 al 15%, subbituminoso del 10 al 45% y lignito del 30 al 60%. [28] El tipo de carbón más común en Europa es el lignito.[29]

Otros grupos de investigación estiman emisiones adicionales relativamente altas. El Centro Manomet de Ciencias de la Conservación, por ejemplo, sostiene que para los servicios públicos de menor escala, con una eficiencia de conversión del 32% para el carbón y del 20 al 25% para la biomasa, las emisiones de carbón son un 31% menores que las de las astillas de madera. El contenido de humedad supuesto para las astillas de madera es del 45%, como se indicó anteriormente. No se proporciona el contenido de humedad asumido para el carbón. [30]

El IPCC (Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático) calculó sus estimaciones de «CO 2 extra » para la biomasa en aproximadamente un 16% extra para la madera sobre el carbón en general, en algún punto intermedio en comparación con las estimaciones anteriores. [gramo]

¿Es un problema el CO 2 extra de la biomasa? El IPCC sostiene que centrarse en las emisiones brutas no es el punto, lo que cuenta es el efecto neto de las emisiones y la absorción tomadas en conjunto: «La estimación de las emisiones brutas únicamente crea una representación distorsionada de los impactos humanos en el ciclo del carbono del sector terrestre . Si bien la extracción forestal para madera y leña y el cambio de uso de la tierra (deforestación) contribuyen a las emisiones brutas, para cuantificar los impactos en la atmósfera, es necesario estimar las emisiones netas, es decir, el balance de las emisiones brutas y las absorciones brutas de carbono del atmósfera a través de la regeneración del bosque […]. » [31]

Molino de pellets de madera en Alemania.

IEA Bioenergy proporciona un argumento similar: «Es incorrecto determinar el efecto del cambio climático del uso de biomasa para obtener energía comparando las emisiones de GEI en el punto de combustión». [25] También argumentan que «[…] el enfoque equivocado en las emisiones en el punto de combustión desdibuja la distinción entre carbono fósil y biogénico, e impide una evaluación adecuada de cómo el desplazamiento de combustibles fósiles con biomasa afecta el desarrollo de concentraciones atmosféricas de GEI . » [32] IEA Bioenergy concluye que el CO 2 adicional de la biomasa «[…] es irrelevante si la biomasa se deriva de bosques gestionados de forma sostenible». [25]

¿Qué son los bosques gestionados de forma sostenible? El IPCC escribe: «La ordenación forestal sostenible (OFS) se define como 'la administración y el uso de los bosques y las tierras forestales de una manera y a un ritmo que mantenga su biodiversidad, productividad, capacidad de regeneración, vitalidad y su potencial para cumplir, ahora y en el futuro, funciones ecológicas, económicas y sociales relevantes, a nivel local, nacional y global, y que no cause daño a otros ecosistemas ”[…]. Esta definición de MFS fue desarrollada por la Conferencia Ministerial sobre la Protección de los Bosques en Europa y desde entonces ha sido adoptada por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación [de las Naciones Unidas (FAO)]. » [33]Además, el IPCC escribe: «La gestión forestal sostenible puede prevenir la deforestación, mantener y mejorar los sumideros de carbono y puede contribuir a los objetivos de reducción de emisiones de GEI. La ordenación forestal sostenible genera beneficios socioeconómicos y proporciona fibra, madera y biomasa para satisfacer las crecientes necesidades de la sociedad ». [34]

En el contexto de la mitigación de CO 2 , la medida clave con respecto a la sostenibilidad es el tamaño de la reserva de carbono forestal. En un trabajo de investigación para la FAO, Reid Miner escribe: «El objetivo central de todos los programas de gestión sostenible en los bosques de producción es lograr un equilibrio a largo plazo entre la cosecha y el rebrote. […] [E] l efecto práctico de mantener un equilibrio entre la cosecha y el rebrote es mantener estables las reservas de carbono a largo plazo en los bosques gestionados ». [35]

¿Es estable la reserva de carbono forestal? A nivel mundial, la reserva de carbono forestal ha disminuido un 0,9% y la cubierta arbórea un 4,2% entre 1990 y 2020, según la FAO. [36] El IPCC afirma que existe un desacuerdo sobre si el bosque mundial se está reduciendo o no, y cita una investigación que indica que la cubierta arbórea ha aumentado un 7,1% entre 1982 y 2016. [h] El IPCC escribe: «Mientras que las existencias de carbono de la biomasa aérea son se estima que están disminuyendo en los trópicos, están aumentando a nivel mundial debido al aumento de las existencias en los bosques templados y boreales […]. » [37]

Protección forestal [ editar ]

Bosque de abetos antiguos en Francia.

Algunos grupos de investigación parecen querer más que «solo» bosques gestionados de forma sostenible, quieren aprovechar el potencial de almacenamiento total de carbono de los bosques . Por ejemplo, EASAC escribe: «Existe un peligro real de que la política actual exagere el uso de los bosques en la producción de energía en lugar de aumentar las reservas forestales para el almacenamiento de carbono». [38] Además, argumentan que «[…] son ​​los bosques más viejos, de rotación más larga y los bosques primarios protegidos los que exhiben las mayores reservas de carbono». [39] Chatham House sostiene que los árboles viejos tienen una absorción de carbono muy alta y que la tala de árboles viejos significa que se pierde este gran potencial de absorción de carbono en el futuro. Además, argumentan que hay una pérdida de carbono del suelo debido a las operaciones de cosecha. [40]

Las investigaciones muestran que los árboles viejos absorben más CO 2 que los árboles jóvenes, debido al área de hojas más grande en los árboles adultos. [41] Sin embargo, el bosque viejo (en su conjunto) eventualmente dejará de absorber CO 2 porque las emisiones de CO 2 de los árboles muertos anulan la absorción de CO 2 de los árboles vivos restantes . [i] Los bosques viejos (o masas forestales) también son vulnerables a las perturbaciones naturales que producen CO 2 . El IPCC escribe: «Cuando la vegetación madura o cuando la vegetación y los reservorios de carbono del suelo alcanzan la saturación, la remoción anual de CO 2de la atmósfera desciende hacia cero, mientras que se pueden mantener las reservas de carbono (nivel de confianza alto). Sin embargo, el carbono acumulado en la vegetación y los suelos está en riesgo de pérdida futura (o reversión del sumidero) provocada por perturbaciones como inundaciones, sequías, incendios o brotes de plagas, o una mala gestión futura (nivel de confianza alto) ». [42] En resumen, el IPCC escribe que «[…] los paisajes con bosques más viejos han acumulado más carbono pero su capacidad de hundimiento está disminuyendo, mientras que los paisajes con bosques más jóvenes contienen menos carbono pero están eliminando CO 2 de la atmósfera a una tasa mucho mayor. [...]. » [43]Con respecto al carbono del suelo, el IPCC escribe: «Estudios recientes indican que los efectos de las acciones de manejo forestal sobre las existencias de C [carbono] del suelo pueden ser difíciles de cuantificar y los efectos reportados han sido variables e incluso contradictorios (ver Cuadro 4.3a)». Debido a que la «base científica actual no es suficiente», el IPCC no proporcionará actualmente factores de emisión de carbono del suelo para la gestión forestal. [44]

Con respecto al efecto climático neto de la conversión de bosques naturales a bosques gestionados, el IPCC argumenta que puede variar en ambos sentidos: «La OFS [gestión forestal sostenible] aplicada a escala de paisaje a los bosques no gestionados existentes puede primero reducir las existencias medias de carbono forestal y posteriormente aumentar la tasa a la que CO 2se elimina de la atmósfera, porque la producción neta del ecosistema de rodales forestales es más alta en las edades intermedias de los rodales (Kurz et al.2013; Volkova et al.2018; Tang et al.2014). El impacto neto en la atmósfera depende de la magnitud de la reducción de las reservas de carbono, el destino de la biomasa recolectada (es decir, el uso en productos de vida corta o larga y para bioenergía, y por lo tanto el desplazamiento de emisiones asociadas con materiales de construcción intensivos en GEI y combustibles fósiles) y la tasa de rebrote. Por lo tanto, los impactos de la OFS en un indicador (por ejemplo, la reducción pasada de las existencias de carbono en el paisaje boscoso) pueden ser negativos, mientras que los de otro indicador (por ejemplo, la productividad forestal actual y la tasa de CO 2eliminación de la atmósfera, emisiones de combustibles fósiles evitadas) puede ser positivo. Los paisajes forestales gestionados de forma sostenible pueden tener una menor densidad de carbono en la biomasa que los bosques no gestionados, pero los bosques más jóvenes pueden tener una tasa de crecimiento más alta y, por lo tanto, contribuyen a sumideros de carbono más fuertes que los bosques más antiguos (Trofymow et al.2008; Volkova et al.2018; Poorter et al. al. 2016). » [33]

En otras palabras, existe una compensación entre los beneficios de tener una reserva de carbono forestal maximizada, sin absorber más carbono, y los beneficios de tener una parte de esa reserva de carbono "desbloqueada" y, en cambio, funcionar como una herramienta de reemplazo de combustibles fósiles renovables. . Cuando se pone en funcionamiento, este carbono reemplaza constantemente al carbono en los combustibles fósiles utilizados, por ejemplo, en la producción de calor y la producción de electricidad de carga base, sectores en los que no es económico o imposible utilizar fuentes de energía intermitentes como la eólica o la solar. Al ser una fuente de carbono renovable, la parte desbloqueada sigue circulando de un lado a otro entre los bosques y los productos forestales como la madera y los pellets de madera. Para cada ciclo, reemplaza cada vez más a las alternativas basadas en fósiles, por ejemplo, cemento y carbón.

El investigador de la FAO Reid Miner sostiene que la «competencia» entre el carbono forestal bloqueado y desbloqueado se gana con el carbono desbloqueado: «A largo plazo, el uso de biomasa forestal producida de forma sostenible como sustituto de productos intensivos en carbono y combustibles fósiles proporciona una mayor reducciones en el CO 2 atmosférico que la conservación. » [45]

Bosque de plantaciones en Hawaii.

Resumiendo lo anterior, IEA Bioenergy escribe: «Como ha señalado el IPCC en varios informes, los bosques gestionados para producir madera aserrada, bioenergía y otros productos madereros pueden hacer una mayor contribución a la mitigación del cambio climáticoque los bosques gestionados solo para la conservación, por tres razones. Primero, la fuerza del hundimiento disminuye a medida que los bosques de conservación se acercan a la madurez. En segundo lugar, los productos de madera desplazan a los materiales intensivos en gases de efecto invernadero y a los combustibles fósiles. En tercer lugar, el carbono en los bosques es vulnerable a la pérdida a través de eventos naturales como infestaciones de insectos o incendios forestales, como se ha observado recientemente en muchas partes del mundo, incluidas Australia y California. La gestión de los bosques puede ayudar a aumentar la cantidad total de carbono secuestrado en los depósitos de carbono de los productos forestales y de la madera, reducir el riesgo de pérdida de carbono secuestrado y reducir el uso de combustibles fósiles ». [46]

El IPCC sugiere además que la posibilidad de ganarse la vida de la silvicultura incentiva las prácticas de silvicultura sostenible: «[…] La OFS [ordenación forestal sostenible] destinada a proporcionar madera, fibra, biomasa y recursos no maderables puede proporcionar medios de vida a largo plazo para las comunidades , reducir el riesgo de conversión forestal a usos no forestales (asentamientos, cultivos, etc.), y mantener la productividad de la tierra, reduciendo así los riesgos de degradación de la tierra […]. » [43] Además: «Al proporcionar medios de vida a largo plazo para las comunidades, la ordenación forestal sostenible puede reducir el grado de conversión de los bosques a usos no forestales (por ejemplo, tierras de cultivo o asentamientos) (nivel de confianza alto)». [47]

La Asociación Nacional de Programas Universitarios de Recursos Forestales está de acuerdo: «La investigación demuestra que la demanda de madera ayuda a mantener la tierra en el bosque e incentiva las inversiones en bosques nuevos y más productivos, todos los cuales tienen importantes beneficios de carbono. […] No considerar los efectos de los mercados y la inversión en los impactos del carbono puede distorsionar la caracterización de los impactos del carbono de la energía de la biomasa forestal ». [48]

Favero y col. se centran en el posible aumento futuro de la demanda y argumenta: «El aumento de la demanda de bioenergía aumenta las reservas de carbono forestal gracias a las actividades de forestación y una gestión más intensiva en relación con un caso sin bioenergía […] una mayor demanda de biomasa aumentará el valor de las tierras forestales, incentivará la inversión adicional en el manejo forestal y la forestación, y resultan en mayores reservas de carbono forestal a lo largo del tiempo ». [49]

Posiblemente reforzando los argumentos anteriores, los datos de la FAO muestran que la mayoría de los pellets de madera se producen en regiones dominadas por bosques gestionados de forma sostenible. Europa (incluida Rusia) produjo el 54% de los pellets de madera del mundo en 2019, y la reserva de carbono forestal en esta área aumentó de 158,7 a 172,4 Gt entre 1990 y 2020. Asimismo, América del Norte produjo el 29% de los pellets del mundo en 2019, mientras que El stock de carbono forestal aumentó de 136,6 a 140 Gt en el mismo período. Las reservas de carbono disminuyeron de 94,3 a 80,9 Gt en África, de 45,8 a 41,5 Gt en Asia meridional y sudoriental combinados, de 33,4 a 33,1 Gt en Oceanía, [j] de 5 a 4,1 Gt en América Central y de 161,8 a 144,8 Gt en América del Sur. La producción de pellets de madera en estas áreas combinadas fue del 13,2% en 2019. [k]Chatham House responde al argumento anterior de la siguiente manera: «Los niveles de existencias de carbono forestal pueden permanecer iguales o aumentar por razones totalmente ajenas al uso de energía». [50]

Tiempo de recuperación del carbono [ editar ]

Algunos grupos de investigación todavía argumentan que incluso si el stock de carbono forestal de Europa y América del Norte está aumentando, simplemente se necesita demasiado tiempo para que los árboles cosechados vuelvan a crecer. La EASAC, por ejemplo, sostiene que dado que el mundo está en camino de superar el objetivo acordado de un aumento de temperatura de 1,5 grados ya en una década más o menos, el CO 2 de la madera en rollo quemada, que reside en la atmósfera durante muchas décadas antes de ser reabsorbido, hace es más difícil lograr este objetivo. Por lo tanto, sugieren que la UE debería ajustar sus criterios de sostenibilidad para que solo la energía renovable con tiempos de recuperación del carbono de menos de 10 años se defina como sostenible [l].por ejemplo, eólica, solar, biomasa de residuos de madera y aclareos de árboles que de otro modo se quemarían o se descompondrían relativamente rápido, y biomasa de rebrotes de rotación corta (SRC). [51] Chatham House está de acuerdo, y además argumenta que podría haber puntos de inflexión a lo largo de la escala de temperatura donde el calentamiento se acelera. [m] Chatham House también argumenta que se utilizan varios tipos de madera en rollo (principalmente madera para pasta) en la producción de pellets en los Estados Unidos. [52]

FutureMetrics sostiene que no tiene sentido que los forestales vendan madera en rollo con calidad de troncos a las fábricas de pellets, ya que obtienen mucho más dinero por esta parte del árbol de los aserraderos. Los silvicultores obtienen entre el 80 y el 90% de sus ingresos de la madera en rollo de calidad de troncos (la parte recta inferior y más gruesa del tallo del árbol), y solo el 10-15% de la madera para pasta, definida como a.) La parte media de los árboles maduros (la parte más delgada parte del tallo que a menudo se dobla un poco, más ramas) y b.) aclareo de árboles (árboles pequeños y jóvenes talados para aumentar la productividad de toda la masa forestal). Esta biomasa de bajo valor se vende principalmente a plantas de celulosa para la producción de papel. , pero en algunos casos también a las peletizadoras para la producción de pellets. [53]Los gránulos se fabrican típicamente a partir de residuos de aserraderos en áreas donde hay aserraderos y de madera para pasta en áreas sin aserraderos. [norte]

Chatham House argumenta además que casi todos los residuos de aserraderos disponibles ya se están utilizando para la producción de pellets, por lo que no hay espacio para la expansión. Para que el sector de la bioenergía se expanda significativamente en el futuro, una mayor parte de la madera para pasta recolectada debe destinarse a las peletizadoras. Sin embargo, la cosecha de madera para pasta (aclareo de árboles) elimina la posibilidad de que estos árboles envejezcan y, por lo tanto, maximicen su capacidad de retención de carbono. [54] En comparación con la madera para pasta, los residuos de los aserraderos tienen emisiones netas más bajas: «Algunos tipos de materia prima de biomasa pueden ser neutrales en carbono, al menos durante un período de algunos años, incluidos en particular los residuos de los aserraderos. Estos son desechos de otras operaciones forestales que no implican una recolección adicional, y si de otra manera se queman como desechos o se dejan pudrir, liberarían carbono a la atmósfera en cualquier caso ».[55]

Una presuposición importante para el argumento de que «el crecimiento de los árboles es demasiado lento» es la opinión de que la contabilidad del carbono debe comenzar cuando se queman árboles de rodales forestales determinados y aprovechados, y no cuando los árboles de esos rodales comienzan a crecer. [o] Es dentro de este marco de pensamiento que se hace posible argumentar que el evento de combustión crea una deuda de carbono que debe pagarse mediante el recrecimiento de los rodales cosechados. [pag]

En cambio, cuando se asume que la contabilidad del carbono debe comenzar cuando los árboles comiencen a crecer, se vuelve imposible argumentar que el carbono emitido constituye una deuda. [q] FutureMetrics, por ejemplo, sostiene que el carbono cosechado no es una deuda, sino «[…] un beneficio que se obtuvo mediante 30 años de gestión y crecimiento […]». [56] Sin embargo, otros investigadores sostienen que «[…] lo que es importante para la política climática es comprender la diferencia en los niveles atmosféricos futuros de GEI, con y sin cambiar a energía de biomasa leñosa. El crecimiento previo del bosque es irrelevante para la cuestión de la política […] ». [57] Sin embargo, socavar los ingresos de los silvicultores puede ser contraproducente; consulte más arriba el argumento del IPCC de que los bosques que proporcionan medios de vida a largo plazo para las comunidades reducen el riesgo de conversión de bosques a usos no forestales.

Tiempos de paridad de los gases de efecto invernadero para la electricidad de pellets de madera a partir de diferentes materias primas (Hanssen et al. 2017) [58].

Algunos investigadores limitan su contabilidad de carbono a masas forestales particulares, ignorando la absorción de carbono que tiene lugar en el resto del bosque. [r] En oposición a esta práctica de contabilidad de rodales forestales, otros investigadores incluyen todo el bosque al hacer su contabilidad de carbono. FutureMetrics, por ejemplo, sostiene que todo el bosque absorbe continuamente CO 2 y, por lo tanto, compensa inmediatamente las cantidades relativamente pequeñas de biomasa que se queman en las plantas de biomasa día a día. [s] Asimismo, IEA Bioenergy critica a EASAC por ignorar la absorción de carbono de los bosques en su conjunto, señalando que no hay pérdida neta de carbono si la cosecha anual no excede el crecimiento anual del bosque. [t]

El IPCC argumenta en líneas similares: «Si bien los rodales individuales en un bosque pueden ser fuentes o sumideros, el balance de carbono forestal está determinado por la suma del saldo neto de todos los rodales». [59] El IPCC también afirma que el único enfoque universalmente aplicable a la contabilidad del carbono es el que tiene en cuenta tanto las emisiones de carbono como las absorciones (absorción) de carbono para todo el paisaje (véase más abajo). Cuando se calcula el total, se restan las perturbaciones naturales como incendios e infestaciones de insectos, y lo que queda es la influencia humana. [u]De esta manera, todo el paisaje funciona como un proxy para calcular las emisiones de GEI específicamente humanas: «En el sector AFOLU [Agricultura, Silvicultura y Otros Usos de la Tierra], la gestión de la tierra se utiliza como la mejor aproximación de la influencia humana y, por lo tanto, las estimaciones de las emisiones y absorciones en tierras gestionadas se utilizan como un sustituto de las emisiones y absorciones antropogénicas sobre la base de que la preponderancia de los efectos antropogénicos se produce en las tierras gestionadas (ver Vol. 4 Capítulo 1). Esto permite la coherencia, la comparabilidad y la transparencia en la estimación. Conocido como el Proxy de Tierras Administradas (MLP), este enfoque es reconocido actualmente por el IPCC como el único enfoque universalmente aplicable para estimar las emisiones y absorciones antropogénicas en el sector AFOLU (IPCC 2006, IPCC 2010). » [60]

Hanssen y col. señala que al comparar la producción continua de pellets de madera con un posible cambio de política en el que el bosque está protegido, la mayoría de los investigadores calculan un intervalo de tiempo de paridad de carbono (recuperación) de 20 a 50 años para los pellets de madera quemada. Pero cuando, en cambio, se compara la producción continua de pellets con los escenarios alternativos más realistas de 1.) en lugar de utilizar toda la biomasa cosechada para producir papel, pulpa o paneles de madera, 2.) abandonar la práctica de raleo por completo (dejar los árboles pequeños solos, dándose cuenta más de su potencial de crecimiento pero al mismo tiempo reducir el potencial de crecimiento de los árboles más grandes), y 3.) dejar el residuo forestal solo, para que se descomponga en el bosque con el tiempo, en lugar de quemarse casi inmediatamente en las plantas de energía,el resultado es que los tiempos de recuperación del carbono (paridad) para los pellets de madera se reducen a 0-21 años en todos los escenarios de demanda (consulte el gráfico de la derecha). La estimación se basa en el paisaje y no en la práctica de contabilidad de carbono del rodal forestal individual.[61]

Beneficios climáticos a corto plazo y a largo plazo [ editar ]

Los investigadores de ambos lados coinciden en que, a corto plazo, las emisiones podrían aumentar en comparación con un escenario sin bioenergía. El IPCC, por ejemplo, afirma que las estrategias para evitar las emisiones de carbono de los bosques siempre brindan un beneficio de mitigación a corto plazo, pero argumenta que los beneficios a largo plazo de las actividades forestales sostenibles son mayores: [59]

En relación con una línea de base, las mayores ganancias a corto plazo siempre se logran a través de actividades de mitigación destinadas a evitar emisiones […]. Pero una vez que se ha evitado una emisión, las reservas de carbono en ese bosque simplemente se mantendrán o aumentarán ligeramente. […] A largo plazo, la estrategia de manejo forestal sostenible dirigida a mantener o aumentar las reservas de carbono forestal, mientras se produce un rendimiento anual de madera, fibra o energía del bosque, generará el mayor beneficio de mitigación sostenido.

-  IPCC 2007

De manera similar, al abordar el tema de las consecuencias climáticas para la bioenergía moderna en general, el IPCC afirma: «Las emisiones de GEI del ciclo de vida de las alternativas modernas de bioenergía suelen ser más bajas que las de los combustibles fósiles […]». [62] En consecuencia, la mayoría de las vías de mitigación de GEI del IPCC incluyen un despliegue sustancial de tecnologías de bioenergía. [63] Las vías de bioenergía limitadas o nulas conducen a un aumento del cambio climático o al desplazamiento de la carga de mitigación de la bioenergía a otros sectores. [v] Además, los costos de mitigación aumentan. [w]

IEA Bioenergy también prioriza los beneficios a largo plazo: «La preocupación por las emisiones a corto plazo no es un argumento sólido para detener las inversiones que contribuyen a la reducción neta de emisiones más allá de 2030, ya sea la ampliación de la fabricación de baterías para apoyar la electrificación de flotas de automóviles, el desarrollo de infraestructura ferroviaria, o el desarrollo de sistemas de suministro de biomasa e innovación para proporcionar productos de base biológica que desplacen a los combustibles fósiles, el cemento y otros productos intensivos en GEI. Afirmamos que es fundamental centrarse en la trayectoria de las emisiones globales necesaria para lograr la estabilización climática, reconociendo las posibles compensaciones entre los objetivos de reducción de emisiones a corto y largo plazo. Un fuerte enfoque en los balances de carbono a corto plazo puede dar lugar a decisiones que dificulten el cumplimiento de los objetivos climáticos a largo plazo ». [32]La AIE afirma que «[…] la tasa actual de despliegue de bioenergía está muy por debajo de los niveles requeridos en escenarios de bajas emisiones de carbono. Se necesita con urgencia un despliegue acelerado para incrementar la contribución de la bioenergía sostenible en todos los sectores […] ». [64] Recomiendan un aumento de cinco veces en el suministro de materia prima bioenergética sostenible. [X]

La Asociación Nacional de Programas Universitarios de Recursos Forestales está de acuerdo y sostiene que se recomienda un plazo de 100 años para producir una evaluación realista de las emisiones acumuladas: «Comparaciones entre las emisiones de biomasa forestal y las emisiones de combustibles fósiles en el momento de la combustión y por períodos cortos a partir de entonces, no tienen en cuenta la acumulación de carbono a largo plazo en la atmósfera y pueden distorsionar significativamente o ignorar los impactos comparativos del carbono a lo largo del tiempo. […] El período de tiempo más común para medir los impactos de los gases de efecto invernadero es de 100 años, como lo ilustra el uso generalizado de los potenciales de calentamiento global de 100 años. Este plazo proporciona una contabilidad más precisa de las emisiones acumuladas que los intervalos más cortos ». [sesenta y cinco]

Neutralidad de carbono para cultivos energéticos [ editar ]

Cultivo energético Miscanthus x giganteus , Alemania.

Al igual que con los bosques, es la cantidad total de emisiones equivalentes de CO 2 y la absorción juntas lo que determina si un proyecto de cultivo energético es carbono positivo, carbono neutral o carbono negativo. Si las emisiones durante la agricultura, el procesamiento, el transporte y la combustión son más altas de lo que se absorbe, tanto por encima como por debajo del suelo durante el crecimiento de los cultivos, el proyecto es carbono positivo. Asimismo, si la absorción total a lo largo del tiempo es superior a las emisiones totales, el proyecto es carbono negativo.

Muchos proyectos de biomasa de primera generación son carbono positivos (tienen un costo de ciclo de vida de GEI positivo), especialmente si las emisiones causadas por cambios directos o indirectos en el uso de la tierra se incluyen en el cálculo del costo de GEI. Sin embargo, el IPCC afirma que los efectos indirectos del cambio de uso de la tierra son muy inciertos. [y] Algunos proyectos tienen emisiones totales de GEI más altas que algunas alternativas basadas en fósiles. [z] [aa] [ab] Los combustibles para el transporte pueden ser peores que los combustibles sólidos en este sentido. [C.A]

Durante el crecimiento de las plantas, desde unos pocos meses hasta décadas, las nuevas plantas reabsorben el CO 2 . [66] Mientras que los rodales forestales regulares tienen tiempos de rotación de carbono que abarcan muchas décadas, los rodales forestales de rotación corta (SRF) tienen un tiempo de rotación de 8 a 20 años, y los rodales de forestación de rotación corta (SRC) de 2 a 4 años. [67] Los pastos perennes como el miscanto o el pasto napier tienen un tiempo de rotación de 4 a 12 meses. Además de absorber CO 2 y almacenarlo como carbono en su tejido por encima del suelo, los cultivos de biomasa también secuestran carbono bajo tierra, en las raíces y el suelo. [anuncio]Por lo general, los cultivos perennes secuestran más carbono que los cultivos anuales porque se permite que la acumulación de raíces continúe sin perturbaciones durante muchos años. Además, los cultivos perennes evitan los procedimientos de labranza anual (arado, excavación) asociados con el cultivo de cultivos anuales. La labranza ayuda a las poblaciones de microbios del suelo a descomponer el carbono disponible, produciendo CO 2 . [ae] [af]

Se ha observado que el carbono orgánico del suelo es mayor debajo de los cultivos de pasto varilla que debajo de las tierras de cultivo cultivadas, especialmente a profundidades inferiores a 30 cm (12 pulgadas). [68] Un gran metaestudio de 138 estudios individuales, realizado por Harris et al., Reveló que los pastos perennes de segunda generación (miscanthus y switchgrass) plantados en tierras cultivables almacenan en promedio cinco veces más carbono en el suelo que el monte bajo de rotación corta o plantaciones forestales de rotación corta (álamo y sauce). [ag]

McCalmont y col. comparó una serie de informes europeos individuales sobre el secuestro de carbono de Miscanthus x giganteus , y encontró tasas de acumulación que oscilaban entre 0,42 y 3,8 toneladas por hectárea por año, [ah] con una tasa de acumulación media de 1,84 toneladas (0,74 toneladas por acre por año), [ ai] o el 25% del carbono total cosechado por año. [aj] Cuando se usa como combustible, los ahorros de gases de efecto invernadero (GEI) son grandes; incluso sin considerar el efecto de los GEI del secuestro de carbono, el combustible de miscanto tiene un costo de GEI de 0,4 a 1,6 gramos de CO 2 equivalentes por megajulio, en comparación con los 33 gramos de carbón, 22 para gas natural licuado, 16 para gas del Mar del Norte y 4 para astillas de madera importadas a Gran Bretaña desde Estados Unidos. [Alaska]

Vías de producción de carbono negativo (miscanthus) y carbono positivo (álamo).

Asimismo, Whitaker et al. argumentan que un cultivo de miscanthus con un rendimiento de 10 toneladas por hectárea por año captura tanto carbono bajo tierra que el cultivo compensa con creces las emisiones de la agricultura, el procesamiento y el transporte. El gráfico de la derecha muestra dos vías de producción de miscanthus negativas para CO 2 y dos vías de producción de álamos positivas para CO 2 , representadas en equivalentes en gramos de CO 2 por megajulio. Las barras son secuenciales y se mueven hacia arriba y hacia abajo a medida que se estima que el CO 2 atmosférico aumenta y disminuye. Las barras grises / azules representan las emisiones relacionadas con la agricultura, el procesamiento y el transporte, las barras verdes representan el cambio de carbono del suelo y los diamantes amarillos representan las emisiones finales totales.[Alabama]

Relación entre el rendimiento sobre el suelo (líneas diagonales), el carbono orgánico del suelo (eje X) y el potencial del suelo para el secuestro de carbono exitoso / no exitoso (eje Y). Básicamente, cuanto mayor sea el rendimiento, más tierra se podrá utilizar como herramienta de mitigación de GEI (incluida la tierra relativamente rica en carbono).

El secuestro exitoso depende de los sitios de plantación, ya que los mejores suelos para el secuestro son aquellos que actualmente tienen un bajo contenido de carbono. Los variados resultados que se muestran en el gráfico resaltan este hecho. [am] Para el Reino Unido, se espera un secuestro exitoso de tierras arables en la mayor parte de Inglaterra y Gales, y se espera un secuestro infructuoso en partes de Escocia, debido a suelos ya ricos en carbono (bosques existentes) más rendimientos más bajos. Los suelos que ya son ricos en carbono incluyen turberas y bosques maduros.

Milner y col. Además, argumentan que el secuestro de carbono más exitoso en el Reino Unido tiene lugar debajo de pastizales mejorados . [an] Sin embargo, Harris et al. señala que, dado que el contenido de carbono de los pastizales varía considerablemente, también varía la tasa de éxito de los cambios de uso de la tierra de pastizales a perennes. [ao] El gráfico inferior muestra el rendimiento estimado necesario para lograr la negatividad de CO 2 para diferentes niveles de saturación de carbono del suelo existente. Cuanto mayor sea el rendimiento, más probable será la negatividad del CO 2 .

Impacto ambiental [ editar ]

Biodiversidad y contaminación [ editar ]

Gasparatos y col. revisa la investigación actual sobre los efectos secundarios de todo tipo de producción de energía renovable y argumenta que, en general, existe un conflicto entre "[...] los objetivos de conservación específicos del lugar / local y las prioridades de mitigación del cambio climático / política energética nacional [.. .]. " Los autores argumentan que, por ejemplo, la biodiversidad debería verse como un "objetivo igualmente [...] legítimo de la Economía Verde como la reducción de las emisiones de GEI". [69] La palma aceitera y la caña de azúcar son ejemplos de cultivos que se han relacionado con una biodiversidad reducida. [70] Otros problemas son la contaminación del suelo y el agua por el uso de fertilizantes / plaguicidas, [71] y la emisión de contaminantes del aire ambiente, principalmente por la quema de residuos en campo abierto. [72]

Los autores señalan que el alcance del impacto ambiental "[...] varía considerablemente entre las diferentes opciones de energía de biomasa". [70] Para la mitigación del impacto, recomiendan "[...] adoptar prácticas de producción de bioenergía respetuosas con el medio ambiente, por ejemplo, limitar la expansión de las plantaciones de monocultivos, adoptar prácticas de producción respetuosas con la vida silvestre, instalar mecanismos de control de la contaminación y realizar un seguimiento continuo del paisaje. " [73] También recomiendan "[...] paisajes de bioenergía multifuncionales". [73]Otras medidas incluyen "[...] una cuidadosa selección de materias primas, ya que diferentes materias primas pueden tener compensaciones ambientales radicalmente diferentes. Por ejemplo, estudios estadounidenses han demostrado que las materias primas de segunda generación cultivadas en tierras no fertilizadas podrían proporcionar beneficios a la biodiversidad en comparación con los monocultivos anuales cultivos como el maíz y la soja que hacen un uso extensivo de agroquímicos ". [73] El miscanthus y el pasto varilla son ejemplos de tales cultivos. [74]

Calidad del aire [ editar ]

El uso tradicional de leña en cocinas y fuegos abiertos produce contaminantes que pueden tener graves consecuencias para la salud y el medio ambiente. Sin embargo, un cambio a la bioenergía moderna contribuirá a mejorar los medios de vida y puede reducir la degradación de la tierra y los impactos en los servicios de los ecosistemas. [ap] Según el IPCC, existe una fuerte evidencia de que la bioenergía moderna tiene "grandes impactos positivos" en la calidad del aire. [75] Cuando se queman en instalaciones industriales, la mayoría de los contaminantes procedentes de la biomasa leñosa se reducen entre un 97% y un 99%, en comparación con la quema al aire libre. [76] Un estudio de la neblina marrón giganteque cubre periódicamente grandes áreas en el sur de Asia determinó que dos tercios de él habían sido producidos principalmente por la cocina residencial y la quema agrícola, y un tercio por la quema de combustibles fósiles. [77]

Consecuencias de la baja densidad de producción de energía en la superficie [ editar ]

Si bien en general se acepta que la bioenergía tiene un impacto neto de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero a escala mundial, el aumento de la demanda de biomasa puede crear una presión social y ambiental significativa en los lugares donde se produce la biomasa. [78] [79]

El impacto está relacionado principalmente con la baja densidad de potencia superficial de la biomasa (ver más abajo). La baja densidad de energía de la superficie tiene el efecto de que se necesitan áreas de tierra mucho más grandes para producir la misma cantidad de energía, en comparación con, por ejemplo, los combustibles fósiles. Como los países europeos de altos ingresos no suelen tener suficiente suministro local de biomasa, se importan grandes cantidades de países de bajos ingresos. En algunos casos, grandes áreas de bosques naturales se talan ilegalmente (por ejemplo, en Rumania [80] y Siberia [81] ), causando daños primarios como resultado de la tala de árboles, y luego daños secundarios cuando se incendia el bosque restante encubrir operaciones ilegales. [82]

Los planes para eliminar árboles y arbustos de más de 30 millones de hectáreas contratadas para centrales eléctricas alemanas provocaron protestas de organizaciones ambientales en Namibia. [83] En Mississippi, una empresa que producía pellets de madera para centrales eléctricas del Reino Unido recibió una multa de 2,5 millones de dólares por exceder la contaminación de compuestos orgánicos volátiles durante varios años. [84]

El transporte de biomasa a larga distancia, a menudo a lo largo de miles de kilómetros por tierra o mar, también se critica como derrochador e insostenible. [85]

Densidades de producción de energía de superficie de biomasa en comparación con otras energías renovables [ editar ]

Para calcular los requisitos de uso de la tierra para diferentes tipos de producción de energía, es esencial conocer las densidades de producción de energía de superficie relevantes. Vaclav Smil estima que las densidades de energía de superficie promedio durante el ciclo de vida para la producción de biomasa, eólica, hidroeléctrica y solar son de 0,30 W / m 2 , 1 W / m 2 , 3 W / m 2 y 5 W / m 2 , respectivamente (potencia en el forma de calor para biomasa y electricidad para eólica, hidráulica y solar). [86] La densidad de energía de la superficie del ciclo de vida incluye la tierra utilizada por toda la infraestructura de apoyo, la fabricación, la minería / recolección y el desmantelamiento. Van Zalk y col. estima 0.08 W / m 2 para biomasa, 0.14 W / m 2por hidro, 1,84 W / m 2 para el viento, y 6,63 W / m 2 para solares ( mediana de los valores, con ninguna de las fuentes renovables superior a 10 W / m 2 ). El gas fósil tiene la densidad de superficie más alta con 482 W / m 2, mientras que la energía nuclear con 240 W / m 2 es la única fuente de energía de alta densidad y baja emisión de carbono . [87] El consumo medio de energía humana en terrenos sin hielo es de 0,125 W / m 2 (calor y electricidad combinados), [88] aunque aumenta a 20 W / m 2 en las zonas urbanas e industriales. [89]

Las plantas con bajos rendimientos tienen menor densidad de potencia superficial en comparación con las plantas con altos rendimientos. Además, cuando las plantas se utilizan solo parcialmente, la densidad de la superficie desciende aún más. Este es el caso de la producción de combustibles líquidos. Por ejemplo, el etanol a menudo se elabora a partir del contenido de azúcar de la caña de azúcar o del almidón de maíz, mientras que el biodiésel se elabora a menudo a partir del contenido de aceite de semilla de colza y soja.

Smil estima las siguientes densidades para combustibles líquidos:

Campos de trigo en Estados Unidos.

Etanol

  • Trigo de invierno (EE. UU.) 0,08 W / m 2 [90]
  • Maíz 0,26 W / m 2 (rendimiento 10 t / ha) [91]
  • Trigo (Alemania) 0,30 W / m 2 [90]
  • Miscanthus x giganteus 0,40 W / m 2 (rendimiento 15 t / ha) [92]
  • Caña de azúcar 0,50 W / m 2 (rendimiento 80 t / ha húmedo) [93]

Combustible para aviones

  • Soja 0,06 W / m 2 [93]
  • Jathropa (tierra marginal) 0,20 W / m 2 [93]
  • Aceite de palma 0,65 W / m 2 [93]

Biodiesel

  • Colza 0,12 W / m 2 (media de la UE) [94]
  • Colza (ajustada por el aporte de energía, Países Bajos) 0,08 W / m 2 [95]
  • Remolacha azucarera (ajustada por el aporte de energía, España) 0,02 W / m 2 [95]
Plantación de eucalipto en India.

La combustión de biomasa sólida es más eficiente energéticamente que la combustión de líquidos, ya que se utiliza toda la planta. Por ejemplo, las plantaciones de maíz que producen biomasa sólida para combustión generan más del doble de energía por metro cuadrado en comparación con las plantaciones de maíz que producen etanol, cuando el rendimiento es el mismo: 10 t / ha generan 0,60 W / m 2 y 0,26 W / m 2 respectivamente. [96]

La biomasa seca del horno en general, incluida la madera, el miscanto [97] y el pasto napier [98] , tiene un contenido calórico de aproximadamente 18 GJ / t. [99] Al calcular la producción de energía por metro cuadrado, cada t / ha de rendimiento de biomasa seca aumenta la producción de energía de una plantación en 0.06 W / m 2 . [aq] En consecuencia, Smil estima lo siguiente:

  • Plantaciones a gran escala de pinos , acacias , álamos y sauces en regiones templadas 0,30–0,90 W / m 2 (rendimiento 5–15 t / ha) [100]
  • Plantaciones a gran escala de eucalipto , acacia , leucaena , pinus y dalbergia en regiones tropicales y subtropicales 1,20–1,50 W / m 2 (rendimiento 20–25 t / ha) [100]

En Brasil, el rendimiento medio de eucalipto es de 21 t / ha (1,26 W / m 2 ), pero en África, India y el sudeste asiático, los rendimientos típicos de eucalipto son inferiores a 10 t / ha (0,6 W / m 2 ). [101]

La FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación) estima que los rendimientos de las plantaciones forestales oscilan entre 1 y 25 m 3 por hectárea por año en todo el mundo, lo que equivale a 0,02 a 0,7 W / m 2 (0,4 a 12,2 t / ha): [ar]

  • Pino (Rusia) 0,02–0,1 W / m 2 (0,4–2 t / ha o 1–5 m 3 ) [ar]
  • Eucalipto (Argentina, Brasil, Chile y Uruguay) 0,5–0,7 W / m 2 (7,8–12,2 t / ha o 25 m 3 ) [ar]
  • Álamo (Francia, Italia) 0,2–0,5 W / m 2 (2,7–8,4 t / ha o 25 m 3 ) [ar]

Smil estima que los bosques naturales mixtos templados rinden en promedio 1,5–2 toneladas secas por hectárea (2–2,5 m 3 , equivalente a 0,1 W / m 2 ), que van desde 0,9 m3 en Grecia a 6 m 3 en Francia). [102] El IPCC proporciona datos sobre el crecimiento anual neto medio de la biomasa de los bosques naturales a nivel mundial. El crecimiento neto varía entre 0,1 y 9,3 toneladas secas por hectárea por año, y la mayoría de los bosques naturales producen entre 1 y 4 toneladas, y el promedio mundial es de 2,3 toneladas. El crecimiento neto promedio de los bosques de plantaciones varía entre 0,4 y 25 toneladas, y la mayoría de las plantaciones producen entre 5 y 15 toneladas, y el promedio mundial es de 9,1 toneladas. [103]

Como se mencionó anteriormente, Smil estima que el promedio mundial de producción de energía eólica, hidráulica y solar es de 1 W / m 2 , 3 W / m 2 y 5 W / m 2 respectivamente. Para igualar estas densidades de energía superficial, los rendimientos de las plantaciones deben alcanzar 17 t / ha, 50 t / ha y 83 t / ha para eólica, hidroeléctrica y solar, respectivamente. Esto parece alcanzable para las plantaciones tropicales mencionadas anteriormente (rendimiento de 20-25 t / ha) y para pastos de elefante, por ejemplo, miscanthus (10-40 t / ha) y napier (15-80 t / ha), pero es poco probable para bosques y muchos otros tipos de cultivos de biomasa. Para igualar el promedio mundial de biocombustibles (0,3 W / m 2), las plantaciones deben producir 5 toneladas de masa seca por hectárea al año. En cambio, cuando se utilizan las estimaciones de Van Zalk para energía hidroeléctrica, eólica y solar (0,14, 1,84 y 6,63 W / m 2 respectivamente), los rendimientos de las plantaciones deben alcanzar 2 t / ha, 31 t / ha y 111 t / ha para poder competir. Sin embargo, solo los dos primeros de esos rendimientos parecen alcanzables.

Los rendimientos deben ajustarse para compensar la cantidad de humedad en la biomasa (la humedad que se evapora para alcanzar el punto de ignición suele ser energía desperdiciada). La humedad de la paja o los fardos de biomasa varía con la humedad del aire circundante y las eventuales medidas de presecado, mientras que los pellets tienen un contenido de humedad normalizado (definido por ISO) de menos del 10% (pellets de madera) [as] y menos del 15% (otros pellets ). [at] Del mismo modo, para la energía eólica, hidráulica y solar, las pérdidas de transmisión de las líneas eléctricas ascienden aproximadamente al 8% a nivel mundial y deben contabilizarse. [au]Si la biomasa se va a utilizar para la producción de electricidad en lugar de la producción de calor, tenga en cuenta que los rendimientos deben triplicarse aproximadamente para competir con la energía eólica, hidráulica y solar, ya que la eficiencia actual de conversión de calor a electricidad es solo del 30-40%. [104] Cuando simplemente se compara la densidad de energía de superficie sin tener en cuenta el costo, esta baja eficiencia de conversión de calor a electricidad empuja efectivamente al menos los parques solares fuera del alcance incluso de las plantaciones de biomasa de mayor rendimiento, en términos de densidad de energía de superficie. [AV]

Ver también [ editar ]

Parte de una serie sobre
Energía renovable
  • Biocombustible
  • Biomasa
  • Biogás
  • Geotermia
  • Energía hidroeléctrica
  • Energía solar
  • Poder de las mareas
  • Energía ondulatoria
  • Energía eólica
  • Temas por país
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  • Biocarbón
  • Biofact (biología)
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  • Biorrefinería
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  • Huella de carbono
  • Estiércol de vaca
  • Silvicultura energética
  • Leña
  • Microgeneracion
  • La celda de electrólisis microbiana genera hidrógeno o metano
  • Permacultura
  • Masa térmica
  • Astillas de madera
  • Transición a las energías renovables

Notas [ editar ]

  1. ^ "Las discusiones recientes sobre energía renovable se centran principalmente en el rápido crecimiento del despliegue eólico y solar y su impresionante caída en el costo. Si bien estos desarrollos son notables, también eclipsan lo que sigue siendo la fuente más importante de energía renovable en la actualidad: la bioenergía". IEA 2017a .
  2. ^ "La bioenergía es la principal fuente de energía renovable en la actualidad. El modelo de la IEA también indica que la bioenergía moderna es un componente esencial del futuro sistema energético global bajo en carbono si se van a cumplir los compromisos del cambio climático global, desempeñando un papel particularmente importante en ayudar a descarbonizar sectores como la aviación, el transporte marítimo y el transporte por carretera de larga distancia. Sin embargo, la tasa actual de despliegue de bioenergía está muy por debajo de los niveles requeridos en escenarios de bajas emisiones de carbono. Se necesita urgentemente un despliegue acelerado para aumentar la contribución de la bioenergía sostenible en todos los sectores, especialmente en el sector del transporte donde se requiere que el consumo se triplique para 2030 ". IEA 2017b .
  3. ^ Las estimaciones son para el "caso medio" considerado (caso 2a); una fábrica de pellets que utiliza madera para procesar calor, pero que obtiene electricidad de la red. Las estimaciones (para pellets a base de residuos forestales) se reducen al 50-58% cuando se utilizan combustibles fósiles para procesar el calor (caso 1), pero aumentan al 84-92% cuando la electricidad proviene de una planta de energía de biomasa de CHP (caso 3a). Véase EUR-Lex 2018 , p. Anexo VI.
  4. ^ "[...] Las reducciones de emisiones de GEI de la electricidad de pellets de madera en comparación con la electricidad de la red de la UE fósil son del 71% (para madera en rollo pequeña y residuos de cosecha), 69% (para aclareos comerciales) o 65% (para residuos de laminación), según se muestra con más detalle en la Fig. S3. El porcentaje de reducción de GEI de la electricidad de pellets de madera de los residuos de la fábrica fue [...] 75% [...] ". Hanssen y col. 2017 , págs. 1415-1416.
  5. ^ Ver EPA 2020 , p. 1. Los factores de emisión se basan en el poder calorífico superior (HHV) de los diferentes combustibles. El valor HHV refleja la energía química real almacenada en el combustible, sin tener en cuenta el contenido de humedad. El valor calorífico inferior del combustible (LHV) es la energía que queda después de gastar la cantidad necesaria de energía para vaporizar la humedad del combustible (de modo que el combustible pueda alcanzar el punto de ignición).
  6. ^ Véase FutureMetrics 2015a , p. 1-2. Chatham House señala que las plantas de cogeneración modernas (combinación de calor y energía) logran eficiencias mucho más altas, por encima del 80%, tanto para los combustibles fósiles como para la biomasa. Casa Chatham 2017 , pág. dieciséis.
  7. ^ Las tasas de emisión individuales son: Madera 112 000 kg CO2eq por TJ, antracita 98 ​​300, carbón coquizable 94 600, otro bituminoso 94 600, subbituminoso 96 100, lignito 101 000. IPCC 2006a , p. 2.16–2.17.
  8. ^ «Las tendencias de productividad mostradas por varios estudios de teledetección (ver la sección anterior) son en gran medida consistentes con el mapeo de la cubierta forestal y el cambio utilizando una serie temporal de 34 años de datos satelitales de resolución gruesa (NOAA AVHRR) (Song et al. 2018) . Este estudio, basado en una clasificación temática de datos satelitales, sugiere que (i) la cobertura arbórea mundial aumentó en 2,24 millones de km² entre 1982 y 2016 (correspondiente a + 7,1%) pero con diferencias regionales que contribuyen a una pérdida neta en los trópicos y una ganancia neta en latitudes más altas, y (ii) la fracción de suelo desnudo disminuyó en 1,16 millones de km² (correspondiente a –3,1%), principalmente en las regiones agrícolas de Asia (Song et al. 2018), ver Figura 4.5. Otros conjuntos de datos de cobertura de árboles o suelo muestran tendencias netas globales opuestas (Li et al. 2018b),pero alto acuerdo en términos de pérdidas netas en los trópicos y grandes ganancias netas en las zonas templadas y boreales (Li et al. 2018b; Song et al. 2018; Hansen et al. 2013). »IPCC 2019a , pág. 367.
  9. ^ Stephenson y col. continúe: «En segundo lugar, nuestros hallazgos son igualmente compatibles con la conocida disminución de la productividad relacionada con la edad en la escala de masas forestales de edad uniforme. […] Destacamos el hecho de que el aumento de la tasa de crecimiento de los árboles individuales no resulta automáticamente en un aumento de la productividad del rodal porque la mortalidad de los árboles puede generar reducciones de órdenes de magnitud en la densidad de población. Es decir, aunque los árboles grandes en rodales más viejos y de edad uniforme pueden estar creciendo más rápidamente, tales rodales tienen menos árboles. La dinámica de la población de árboles, especialmente la mortalidad, puede contribuir de manera significativa a la disminución de la productividad a escala de la masa forestal. Stephenson y col. 2014 , pág. 92.
  10. ^ Según la FAO, la cobertura arbórea en Australia está aumentando, pero las reservas de carbono solo se proporcionan para Oceanía en su conjunto. FAO 2020 , pág. 136.
  11. ^ Las astillas de madera, utilizadas principalmente en la industria del papel, tienen datos similares; Europa (incluida Rusia) produjo el 33% y América del Norte el 22%, mientras que las reservas de carbono forestal aumentaron en ambas áreas. Asia occidental, central y oriental combinada produjo un 18%, y la reserva de carbono forestal en estas áreas aumentó de 31,3 a 43,3 Gt. La producción de astillas de madera en las áreas del mundo donde las reservas de carbono están disminuyendo, fue del 26,9% en 2019. Para obtener datos sobre la producción de pellets de madera y astillas de madera, consulte FAOSTAT 2020 . Para obtener datos sobre las existencias de carbono, consulte FAO 2020 , pág. 52, tabla 43.
  12. ^ «Los períodos de recuperación potencialmente muy largos de la biomasa forestal plantean problemas importantes dada la aspiración de la CMNUCC de limitar el calentamiento a 1,5 ° C por encima de los niveles preindustriales para 'reducir significativamente los riesgos e impactos del cambio climático'. Con las tendencias actuales, esto puede superarse en alrededor de una década. Depender de la biomasa forestal para la energía renovable de la UE, con su aumento inicial asociado en los niveles de dióxido de carbono atmosférico, aumenta el riesgo de sobrepasar el objetivo de 1,5 ° C si los períodos de recuperación son más largos. La Comisión Europea debería considerar hasta qué punto el uso de energía de biomasa forestal a gran escala es compatible con los objetivos de la CMNUCC y si debería establecerse un período de recuperación máximo permitido en sus criterios de sostenibilidad ». EASAC 2017 , pág. 34.
  13. ^ «Algunos han argumentado que la duración del período de recuperación del carbono no importa siempre que todas las emisiones sean finalmente absorbidas. Esto ignora el impacto potencial a corto plazo en los puntos de inflexión climáticos (un concepto para el que hay alguna evidencia) y en la capacidad del mundo para cumplir con el objetivo establecido en el Acuerdo de París de 2015 para limitar el aumento de temperatura a 1,5 ° C por encima de la preindustrial. niveles, lo que requiere que las emisiones de gases de efecto invernadero alcancen su punto máximo en el corto plazo. Esto sugiere que solo la energía de biomasa con los períodos de recuperación de carbono más cortos debería ser elegible para el apoyo financiero y regulatorio ». EASAC 2017 , pág. 4.
  14. ^ «En muchos lugares, los residuos de los aserraderos de la producción de madera estructural son abundantes y suministran gran parte de la materia prima necesaria para producir pellets de madera. En otros lugares, los residuos de los aserraderos son insuficientes. En esos lugares, las fábricas de pellets, al igual que las fábricas de celulosa, utilizan las partes del árbol que no son troncos de madera ». FutureMetrics 2017 , pág. 8.
  15. ^ «La recolección reduce inmediatamente las existencias de carbono forestal en pie en comparación con una recolección menor (o nula) (Bellassen y Luyssaert, 2014; Sievänen et al., 2014) y pueden pasar de décadas a siglos hasta que el rebrote restaure las existencias de carbono a su nivel anterior— especialmente si se talan bosques viejos ». EASAC 2017 , pág. 21.
  16. ^ «Siguiendo este argumento, el dióxido de carbono (y otros gases de efecto invernadero) liberados por la quema de biomasa leñosa para obtener energía, junto con sus emisiones asociadas del ciclo de vida, crean lo que se denomina una 'deuda de carbono', es decir, las emisiones adicionales causadas por la quema biomasa en lugar de los combustibles fósiles que reemplaza, más la absorción de emisiones perdidas por la cosecha de los bosques. Con el tiempo, el rebrote del bosque aprovechado elimina este carbono de la atmósfera, reduciendo la deuda de carbono. El período hasta que se alcanza la paridad de carbono (es decir, el punto en el que las emisiones acumuladas netas del uso de biomasa son equivalentes a las de una planta de combustibles fósiles que genera la misma cantidad de energía) se denomina habitualmente "período de recuperación del carbono". Después de este punto,a medida que continúa el recrecimiento, la biomasa puede comenzar a producir "dividendos de carbono" en forma de niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera más bajos que los que se habrían producido si se hubieran utilizado combustibles fósiles. Finalmente, los niveles de carbono en el bosque vuelven al nivel en el que habrían estado si no se hubieran cosechado. (Parte de la literatura emplea el término 'período de recuperación del carbono' para describir este período más largo, pero se usa más comúnmente para referirse al tiempo de paridad con los combustibles fósiles; este significado se usa en este documento). »pero se usa más comúnmente para referirse al momento de la paridad con los combustibles fósiles; este significado se utiliza en este documento.) »pero se usa más comúnmente para referirse al momento de la paridad con los combustibles fósiles; este significado se utiliza en este documento.) » Casa Chatham 2017 , pág. 27.
  17. ^ «No existe una deuda de carbono si no se reduce la reserva de carbono que se mantiene en el bosque». FutureMetrics 2017 , pág. 7.
  18. ^ «Se ha argumentado que los balances de carbono no deben evaluarse a nivel del rodal, ya que a nivel del paisaje el agotamiento del carbono en un rodal puede compensarse con el crecimiento en un rodal en otro lugar. Sin embargo, para el análisis científico del impacto en el forzamiento climático, es necesario comparar los efectos de varias opciones de aprovechamiento de bioenergía con una línea de base de no aprovechamiento de bioenergía (u otros escenarios hipotéticos creíbles) para la misma área de bosque. Dichos estudios brindan información sobre los impactos de los cambios a nivel de rodal, que luego pueden integrarse con otros factores (económicos, regulatorios y sociales) que pueden influir en los efectos a nivel de paisaje ». EASAC 2017 , pág. 23.
  19. ^ «Es importante darse cuenta de que nuestra planta de cogeneración de 3650 toneladas por año no recibe 3650 toneladas en una entrega y tampoco libera 3650 toneladas de carbono en una sola masa. De hecho, la industria de productos forestales se puede caracterizar como un sistema de fabricación justo a tiempo. Para nuestra planta de cogeneración, se cosechan y distribuyen de forma sostenible 10 toneladas por día de nuestro bosque certificado FSC o SFI de 3650 acres. Entonces, el carbono liberado a la atmósfera ese día proviene de 10 toneladas de madera. La atmósfera "ve" carbono nuevo. Pero durante ese mismo día en nuestra parcela de 3650 acres, 10 nuevas toneladas de madera crecen y secuestran la cantidad de carbono que se acaba de liberar ». FutureMetrics 2011b , pág. 2.
  20. ^ «Los bosques se manejan generalmente como una serie de rodales de diferentes edades, recolectados en diferentes épocas, para producir un suministro constante de productos de madera. Cuando se consideran a nivel de parcela, los bosques de rotación prolongada tardan muchos años en volver a crecer después de la cosecha, y la declaración de la EASAC indica esto como un lapso de tiempo entre la liberación de carbono forestal y su reabsorción de la atmósfera. Sin embargo, en todo el territorio forestal o el paisaje, las fluctuaciones temporales se nivelan ya que otros rodales continúan creciendo y secuestrando carbono, lo que hace que el intervalo de tiempo indicado por la EASAC sea menos relevante. Si la cosecha anual no excede el crecimiento anual del bosque, no hay una reducción neta del carbono forestal ». IEA Bioenergía 2019: «El uso de biomasa forestal para la mitigación del cambio climático: respuesta a declaraciones de EASAC»AIE Bioenergía 2019 , pág. 2.
  21. ^ «El componente de perturbación natural se resta de la estimación total de […] emisiones y absorciones, lo que arroja una estimación de las emisiones y absorciones asociadas con la actividad humana en tierras gestionadas». Ver IPCC 2019c , p. 2,72. «Las Directrices del IPCC de 2006 están diseñadas para ayudar a estimar e informar los inventarios nacionales de emisiones y absorciones antropogénicas de gases de efecto invernadero. Para el Sector AFOLU, las emisiones y absorciones antropogénicas de gases de efecto invernadero por sumideros se definen como todas aquellas que ocurren en 'tierras gestionadas'. La tierra administrada es tierra donde se han aplicado intervenciones y prácticas humanas para realizar funciones productivas, ecológicas o sociales. [...] Este enfoque, es decir, el uso de la tierra gestionada como un sustituto de los efectos antropogénicos, fue adoptado en el GPG-LULUCF y ese uso se mantiene en las presentes directrices. La razón fundamental de este enfoque es que la preponderancia de los efectos antropogénicos se produce en las tierras gestionadas. Por definición, todos los efectos directos inducidos por el hombre sobre las emisiones y absorciones de gases de efecto invernadero se producen únicamente en tierras gestionadas.Si bien se reconoce que ningún área de la superficie de la Tierra está completamente libre de la influencia humana (p. Ej., Fertilización con CO2), muchas influencias humanas indirectas sobre los gases de efecto invernadero (p. Ej., Aumento de la deposición de N, incendios accidentales) se manifestarán predominantemente en tierras gestionadas, donde las actividades humanas están concentradas. Por último, si bien la variabilidad local y a corto plazo en las emisiones y absorciones debidas a causas naturales puede ser sustancial (por ejemplo, emisiones de incendios, ver nota al pie 1), el 'trasfondo' natural de las emisiones y absorciones de gases de efecto invernadero por los sumideros tiende a promediar más de tiempo y espacio. Esto deja las emisiones y absorciones de gases de efecto invernadero de las tierras gestionadas como el resultado dominante de la actividad humana. La orientación y los métodos para estimar las emisiones y absorciones de gases de efecto invernadero para el sector AFOLU ahora incluyen:• Emisiones y absorciones de CO2 resultantes de cambios en las existencias de C en biomasa, materia orgánica muerta y suelos minerales, para todas las tierras gestionadas; • Emisiones de CO2 y no CO2 de los incendios en todas las tierras gestionadas; • Emisiones de N2O de todos los suelos gestionados; • Emisiones de CO2 asociadas con el encalado y la aplicación de urea a suelos gestionados; • Emisiones de CH4 del cultivo de arroz; • Emisiones de CO2 y N2O de suelos orgánicos cultivados; • Emisiones de CO2 y N2O de humedales gestionados (con una base para el desarrollo metodológico de las emisiones de CH4 de tierras inundadas en un Apéndice 3); • Emisión de CH4 del ganado (fermentación entérica); • Emisiones de CH4 y N2O de los sistemas de gestión del estiércol; y • Cambio de existencias de C asociado con productos de madera recolectada. » Ver• Emisiones de CO2 y no CO2 de los incendios en todas las tierras gestionadas; • Emisiones de N2O de todos los suelos gestionados; • Emisiones de CO2 asociadas con el encalado y la aplicación de urea a suelos gestionados; • Emisiones de CH4 del cultivo de arroz; • Emisiones de CO2 y N2O de suelos orgánicos cultivados; • Emisiones de CO2 y N2O de humedales gestionados (con una base para el desarrollo metodológico de las emisiones de CH4 de tierras inundadas en un Apéndice 3); • Emisión de CH4 del ganado (fermentación entérica); • Emisiones de CH4 y N2O de los sistemas de gestión del estiércol; y • Cambio de existencias de C asociado con productos de madera recolectada. » Ver• Emisiones de CO2 y no CO2 de los incendios en todas las tierras gestionadas; • Emisiones de N2O de todos los suelos gestionados; • Emisiones de CO2 asociadas con el encalado y la aplicación de urea a suelos gestionados; • Emisiones de CH4 del cultivo de arroz; • Emisiones de CO2 y N2O de suelos orgánicos cultivados; • Emisiones de CO2 y N2O de humedales gestionados (con una base para el desarrollo metodológico de las emisiones de CH4 de tierras inundadas en un Apéndice 3); • Emisión de CH4 del ganado (fermentación entérica); • Emisiones de CH4 y N2O de los sistemas de gestión del estiércol; y • Cambio de existencias de C asociado con productos de madera recolectada. » Ver• Emisiones de CO2 y N2O de humedales gestionados (con una base para el desarrollo metodológico de las emisiones de CH4 de tierras inundadas en un Apéndice 3); • Emisión de CH4 del ganado (fermentación entérica); • Emisiones de CH4 y N2O de los sistemas de gestión del estiércol; y • Cambio de existencias de C asociado con productos de madera recolectada. » Ver• Emisiones de CO2 y N2O de humedales gestionados (con una base para el desarrollo metodológico de las emisiones de CH4 de tierras inundadas en un Apéndice 3); • Emisión de CH4 del ganado (fermentación entérica); • Emisiones de CH4 y N2O de los sistemas de gestión del estiércol; y • Cambio de existencias de C asociado con productos de madera recolectada. » VerIPCC 2006b , pág. 1.5.
  22. ^ «Por ejemplo, limitar el despliegue de una opción de respuesta de mitigación resultará en un aumento del cambio climático o una mitigación adicional en otros sectores. Varios estudios han examinado la limitación de la bioenergía y BECCS. Algunos de estos estudios muestran un aumento de las emisiones (Reilly et al. 2012). Otros estudios cumplen el mismo objetivo climático, pero reducen las emisiones en otros lugares a través de la reducción de la demanda de energía (Grubler et al.2018; Van Vuuren et al.2018), mayor captura y almacenamiento de carbono fósil (CAC), energía nuclear, eficiencia energética y / o energía renovable. energía (Van Vuuren et al.2018; Rose et al.2014; Calvin et al.2014; Van Vuuren et al.2017b), cambio en la dieta (Van Vuuren et al.2018), reducción de emisiones distintas de CO2 (Van Vuuren et al. . 2018), o población más baja (Van Vuuren et al. 2018). » IPCC 2019e , pág. 637.
  23. ^ «Las limitaciones en bioenergía y BECCS pueden resultar en aumentos en el costo de mitigación (Kriegler et al. 2014; Edmonds et al. 2013). Los estudios también han examinado la CDR limitante, incluida la reforestación, la forestación y la bioenergía y BECCS (Kriegler et al. 2018a, b). Estos estudios encuentran que limitar la CDR puede aumentar los costos de mitigación, aumentar los precios de los alimentos e incluso evitar limitar el calentamiento a menos de 1,5 ° C por encima de los niveles preindustriales (Kriegler et al. 2018a, b; Muratori et al. 2016) ». IPCC 2019e , pág. 638.
  24. ^ "La bioenergía tiene un papel fundamental y fundamental que desempeñar en un sistema energético con bajas emisiones de carbono. Por ejemplo, la bioenergía moderna en el consumo energético global final debería multiplicarse por cuatro para 2060 en el escenario 2 ° C (2DS) de la AIE, que busca limitar que las temperaturas medias mundiales aumenten más de 2 ° C para 2100 para evitar algunos de los peores efectos del cambio climático. Desempeña un papel particularmente importante en el sector del transporte, donde ayuda a descarbonizar el transporte de larga distancia (aviación, marítimo y de larga distancia). transporte por carretera), con un aumento de diez veces en la demanda de energía final de los 3 EJ actuales a casi 30 EJ. La bioenergía es responsable de casi el 20% de los ahorros de carbono adicionales necesarios en el 2DS en comparación con una trayectoria de emisiones basada en el cumplimiento de las emisiones existentes y anunciadas Pero la tasa actual de despliegue de bioenergía está muy por debajo de estos niveles de 2DS.En el sector del transporte, el consumo de biocombustibles debe triplicarse para 2030, y dos tercios del mismo proceden de biocombustibles avanzados. Eso significa aumentar la producción actual de biocombustibles avanzados al menos 50 veces para mantener el ritmo de los requisitos de 2DS para 2030. En escenarios con objetivos de reducción de carbono más ambiciosos, como el escenario Beyond 2 Degree (B2DS) de la IEA, la bioenergía vinculada a la captura de carbono y el almacenamiento también se vuelve necesario. [...] La hoja de ruta también señala la necesidad de multiplicar por cinco el suministro de materia prima bioenergética sostenible, gran parte de la cual puede obtenerse movilizando el potencial de desechos y residuos ".Eso significa aumentar la producción actual de biocombustibles avanzados al menos 50 veces para mantener el ritmo de los requisitos de 2DS para 2030. En escenarios con objetivos de reducción de carbono más ambiciosos, como el escenario Beyond 2 Degree (B2DS) de la IEA, la bioenergía vinculada a la captura de carbono y el almacenamiento también se vuelve necesario. [...] La hoja de ruta también señala la necesidad de multiplicar por cinco el suministro de materia prima bioenergética sostenible, gran parte de la cual puede obtenerse movilizando el potencial de desechos y residuos ".Eso significa aumentar la producción actual de biocombustibles avanzados al menos 50 veces para mantener el ritmo de los requisitos de 2DS para 2030. En escenarios con objetivos de reducción de carbono más ambiciosos, como el escenario Beyond 2 Degree (B2DS) de la IEA, la bioenergía vinculada a la captura de carbono y el almacenamiento también se vuelve necesario. [...] La hoja de ruta también señala la necesidad de multiplicar por cinco el suministro de materia prima bioenergética sostenible, gran parte de la cual puede obtenerse movilizando el potencial de desechos y residuos ".gran parte de la cual se puede obtener movilizando el potencial de desechos y residuos ".gran parte de la cual se puede obtener movilizando el potencial de desechos y residuos ".IEA 2017a .
  25. ^ «La bioenergía de cultivos dedicados es en algunos casos responsable de las emisiones de GEI resultantes del cambio indirecto de uso de la tierra (iLUC), es decir, la actividad bioenergética puede llevar al desplazamiento de actividades agrícolas o forestales a otros lugares, impulsada por efectos mediados por el mercado. Otras opciones de mitigación también pueden causar iLUC. A nivel global de análisis, los efectos indirectos no son relevantes porque todas las emisiones del uso de la tierra son directas. Las emisiones de iLUC son potencialmente más significativas para materias primas basadas en cultivos como maíz, trigo y soja, que para biocombustibles avanzados de materiales lignocelulósicos (Chum et al.2011; Wicke et al.2012; Valin et al.2015; Ahlgren y Di Lucia 2014 ). Las estimaciones de las emisiones de iLUC son intrínsecamente inciertas, ampliamente debatidas en la comunidad científica y dependen en gran medida de los supuestos de los modelos.tales como elasticidades oferta / demanda, estimaciones de productividad, incorporación o exclusión de créditos de emisión para coproductos y escala de despliegue de biocombustibles (Rajagopal y Plevin 2013; Finkbeiner 2014; Kim et al. 2014; Zilberman 2017). En algunos casos, se estima que los efectos de iLUC dan como resultado reducciones de emisiones. Por ejemplo, los efectos de la bioenergía mediados por el mercado en América del Norte mostraron potencial para aumentar las reservas de carbono al inducir la conversión de pastos o tierras marginales en tierras forestales (Cintas et al.2017; Duden et al.2017; Dale et al.2017; Baker et al. .2019). Existe una amplia gama de variabilidad en los valores de iLUC para diferentes tipos de biocombustibles, desde –75–55 gCO2 MJ – 1 (Ahlgren y Di Lucia 2014; Valin et al. 2015; Plevin et al. 2015; Taheripour y Tyner 2013; Bento y Klotz 2014).Hay poca confianza en la atribución de las emisiones de iLUC a la bioenergía ».IPCC 2019c .
  26. ^ "Los costos y beneficios ambientales de la bioenergía han sido objeto de un debate significativo, particularmente para los biocombustibles de primera generación producidos a partir de alimentos (por ejemplo, granos y semillas oleaginosas). Los estudios han informado ahorros de GEI durante el ciclo de vida que van desde una reducción del 86% a un 93%. % de aumento de las emisiones de GEI en comparación con los combustibles fósiles (Searchinger et al., 2008; Davis et al., 2009; Liska et al., 2009; Whitaker et al., 2010). Además, se ha planteado la preocupación de que las emisiones de N2O de El cultivo de materia prima de biocombustible podría haber sido subestimado (Crutzen et al., 2008; Smith & Searchinger, 2012) y que la expansión del cultivo de materia prima en tierras agrícolas podría desplazar la producción de alimentos a tierras con altas reservas de carbono o alto valor de conservación (es decir, iLUC) creando una deuda de carbono que podría tardar décadas en amortizarse (Fargione et al., 2008).Otros estudios han demostrado que las emisiones directas relacionadas con el nitrógeno de las materias primas de los cultivos anuales se pueden mitigar mediante prácticas de gestión optimizadas (Davis et al., 2013) o que los tiempos de recuperación son menos significativos que los propuestos (Mello et al., 2014). Sin embargo, todavía existen preocupaciones significativas sobre los impactos de iLUC, a pesar de los desarrollos de políticas dirigidos a reducir el riesgo de que ocurra iLUC (Ahlgren y Di Lucia, 2014; Del Grosso et al., 2014) ".Di Lucia, 2014; Del Grosso et al., 2014). "Di Lucia, 2014; Del Grosso et al., 2014). "Whitaker y col. 2018 , pág. 151.
  27. ^ "El impacto de los cultivos de bioenergía y materia prima para biocombustibles ha sido de particular preocupación, y algunos sugieren que el equilibrio de gases de efecto invernadero (GEI) de los cultivos alimentarios utilizados para el etanol y el biodiésel puede no ser mejor ni peor que los combustibles fósiles (Fargione et al., 2008; Searchinger et al., 2008) Esto es controvertido, ya que la asignación de emisiones de GEI a la gestión y el uso de coproductos puede tener un gran efecto en la huella de carbono total de los productos bioenergéticos resultantes (Whitaker et al., 2010; Davis et al., 2013). Las posibles consecuencias del cambio de uso de la tierra (LUC) para la bioenergía en el balance de GEI a través del desplazamiento de cultivos alimentarios o el cambio de uso de la tierra 'indirecto' (iLUC) también son una consideración importante (Searchinger et al., 2008) . " Milner y col. 2016 , págs. 317–318.
  28. ^ "Si bien la premisa inicial con respecto a la bioenergía era que el carbono capturado recientemente de la atmósfera en las plantas generaría una reducción inmediata de las emisiones de GEI del uso de combustibles fósiles, la realidad resultó menos sencilla. Los estudios sugirieron que las emisiones de GEI de la producción de cultivos energéticos y el cambio de uso de la tierra podría superar cualquier mitigación de CO2 (Searchinger et al., 2008; Lange, 2011). La producción de óxido nitroso (N2O), con su poderoso potencial de calentamiento global (GWP), podría ser un factor significativo para compensar las ganancias de CO2 (Crutzen et al., 2008), así como la posible acidificación y eutrofización del medio ambiente circundante (Kim & Dale, 2005). Sin embargo, no todas las materias primas de biomasa son iguales, y la mayoría de los estudios críticos de la producción de bioenergía se refieren a los biocombustibles producidos a partir de cultivos alimentarios anuales a un alto costo de fertilizantes. ,a veces utilizando tierras despejadas de ecosistemas naturales o en competencia directa con la producción de alimentos (Naik et al., 2010). Los cultivos energéticos perennes dedicados, producidos en tierras agrícolas existentes de menor calidad, ofrecen una alternativa sostenible con ahorros significativos en las emisiones de gases de efecto invernadero y en el secuestro de carbono del suelo cuando se producen con un manejo adecuado (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".ofrecen una alternativa sostenible con ahorros significativos en emisiones de gases de efecto invernadero y secuestro de carbono del suelo cuando se producen con un manejo adecuado (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a ; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".ofrecen una alternativa sostenible con ahorros significativos en emisiones de gases de efecto invernadero y secuestro de carbono del suelo cuando se producen con un manejo adecuado (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a ; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".McCalmont y col. 2017 , pág. 490 .
  29. ^ "Se han demostrado reducciones significativas en las emisiones de GEI en muchos estudios de LCA en una variedad de tecnologías y escalas de bioenergía (Thornley et al., 2009, 2015). Las reducciones más significativas se han observado en los casos de calor y energía. Sin embargo, algunos otros estudios (particularmente en los combustibles para el transporte) han indicado lo contrario, es decir, que los sistemas de bioenergía pueden aumentar las emisiones de GEI (Smith y Searchinger, 2012) o no lograr umbrales de ahorro de GEI cada vez más estrictos. Varios factores impulsan esta variabilidad en los ahorros calculados, pero nosotros saber que cuando no se logran reducciones significativas o se informa una amplia variabilidad, a menudo hay incertidumbre de datos asociada o variaciones en la metodología de LCA aplicada (Rowe et al., 2011). Por ejemplo,Se ha demostrado que la incertidumbre de los datos en el cambio de las existencias de carbono del suelo después de LUC influye significativamente en la intensidad de GEI de las vías de producción de biocombustibles (Fig.3), mientras que el impacto de forzamiento radiativo a corto plazo de las partículas de carbono negro de la combustión de biomasa y biocombustibles también representa datos significativos incertidumbre (Bond et al., 2013) ".Whitaker y col. 2018 , págs. 156-157.
  30. ^ "Las reservas de carbono del suelo son un equilibrio entre la tasa de descomposición de la materia orgánica del suelo y el aporte de material orgánico cada año por la vegetación, el estiércol animal o cualquier otro insumo orgánico". McCalmont y col. 2017 , pág. 496.
  31. ^ "Cualquier alteración del suelo, como el arado y el cultivo, es probable que resulte en pérdidas respiratorias a corto plazo de carbono orgánico del suelo, descompuesto por poblaciones de microbios del suelo estimuladas (Cheng, 2009; Kuzyakov, 2010). La alteración anual en cultivos herbáceos repite esto año tras año, lo que resulta en niveles reducidos de COS. Los sistemas agrícolas perennes, como los pastizales, tienen tiempo para reemplazar sus pérdidas por perturbaciones poco frecuentes que pueden resultar en un mayor contenido de carbono del suelo en estado estable (Gelfand et al., 2011; Zenone et al., 2013 ). " McCalmont y col. 2017 , pág. 493.
  32. ^ "La labranza rompe los agregados del suelo que, entre otras funciones, se cree que inhiben el consumo y la descomposición de la MOS por bacterias, hongos y otros microbios del suelo (Grandy y Neff 2008). Los agregados reducen el acceso microbiano a la materia orgánica al restringir el acceso físico a minerales. compuestos orgánicos estabilizados y reduciendo la disponibilidad de oxígeno (Cotrufo et al. 2015; Lehmann y Kleber 2015). Cuando los agregados del suelo se abren con la labranza en la conversión de ecosistemas nativos a la agricultura, el consumo microbiano de COS y la subsiguiente respiración de CO2 aumentan dramáticamente , reduciendo las reservas de carbono del suelo (Grandy y Robertson 2006; Grandy y Neff 2008) ". IPCC 2019a , pág. 393.
  33. ^ "Se utilizaron una revisión sistemática y un metanálisis para evaluar el estado actual del conocimiento y cuantificar los efectos del cambio de uso de la tierra (LUC) a la segunda generación (2G), cultivos bioenergéticos no alimentarios en el carbono orgánico del suelo (SOC) e invernadero Emisiones de gases (GEI) relevantes para la agricultura de zonas templadas. Tras el análisis de 138 estudios originales, las transiciones de monte bajo cultivable a de rotación corta (SRC, álamo o sauce) o pastos perennes (principalmente Miscanthus o pasto varilla) dieron como resultado un aumento del COS (+5.0 ± 7,8% y +25,7 ± 6,7% respectivamente) ". Harris, Spake y Taylor 2015 , pág. 27.
  34. ^ "[...] parece probable que la tierra cultivable convertida a Miscanthus secuestrará carbono del suelo; de las 14 comparaciones, 11 mostraron aumentos generales en el COS sobre sus profundidades totales de muestra con tasas de acumulación sugeridas que van desde 0,42 a 3,8 Mg C ha - 1 año -1 . Solo tres comparaciones de cultivos agrícolas mostraron existencias de COS más bajas bajo Miscanthus, y estas sugirieron pérdidas insignificantes entre 0.1 y 0.26 Mg ha -1 año -1 ". McCalmont y col. 2017 , pág. 493.
  35. ^ "La correlación entre la edad de la plantación y el COS se puede ver en la Fig. 6, [...] la línea de tendencia sugiere una tasa de acumulación neta de 1,84 Mg C ha -1 año -1 con niveles similares a los pastizales en equilibrio". McCalmont y col. 2017 , pág. 496.
  36. ^ Dado el rendimiento máximo promedio de la UE de 22 toneladas de materia seca por hectárea por año (aproximadamente 15 toneladas durante la cosecha de primavera). Ver Anderson et al. 2014 , pág. 79). 15 toneladas también se citan explícitamente como el rendimiento medio de primavera en Alemania, véase Felten & Emmerling 2012 , p. 662. 48% de contenido de carbono; ver Kahle et al. 2001 , tabla 3, página 176.
  37. ^ "Nuestro trabajo muestra que el establecimiento del cultivo, el rendimiento y el método de recolección afectan el costo de C. del combustible sólido de Miscanthus, que para la recolección en fardos es de 0.4 g CO2 eq. C MJ −1 para establecimiento de rizoma y 0.74 g CO2 eq. C MJ −1 para establecimiento de tapones de semillas. Si la biomasa cosechada se tritura y peletiza, las emisiones aumentan a 1,2 y 1,6 g de CO2 eq. C MJ -1 , respectivamente. Los requisitos de energía para la cosecha y la trituración de este estudio que se utilizaron para estimar las emisiones de GEI están en línea con los hallazgos de Meehan et al. (2013). Estas estimaciones de las emisiones de GEI del combustible Miscanthus confirman los hallazgos de otras evaluaciones del ciclo de vida(LCA) (por ejemplo, Styles y Jones, 2008) y estimaciones espaciales de ahorros de GEI utilizando combustible Miscanthus (Hastings et al., 2009). También confirman que Miscanthus tiene una huella de GEI comparativamente pequeña debido a su naturaleza perenne, eficiencia de reciclaje de nutrientes y necesidad de menos insumos químicos y labranza del suelo durante su ciclo de vida de 20 años que los cultivos anuales (Heaton et al., 2004, 2008; Clifton-Brown et al., 2008; Gelfand et al., 2013; McCalmont et al., 2015a; Milner et al., 2015). En este análisis, no consideramos el flujo de GEI del suelo que se demostró que secuestra en promedio en el Reino Unido 0,5 g de C por MJ de combustible derivado de Miscanthus por McCalmont et al. (2015a). Los cambios en el COS resultantes del cultivo de Miscanthus dependen del uso previo de la tierra y del COS inicial asociado. Si los suelos con alto contenido de carbono, como turberas, pastizales permanentes,y se evitan los bosques maduros y solo se utilizan pastizales arables y rotatorios con suelo mineral para Miscanthus, entonces el aumento medio del COS para la primera rotación de cultivos de 20 años en el Reino Unido es de ∼ 1–1,4 Mg C ha−1 y −1 (Milner et al., 2015). A pesar de ignorar este beneficio adicional, estas estimaciones de costos de GEI se comparan muy favorablemente con el carbón (33 g CO2 eq. C MJ −1), North Sea Gas (16), gas natural licuado (22) y astillas de madera importadas de Estados Unidos (4). Además, aunque el costo de C. de producción de Miscanthus es solo <1/16 del costo de GEI del gas natural como combustible (16-22 g CO2 eq. C MJ-1), se debe principalmente al carbono incrustado en la maquinaria. , productos químicos y combustibles fósiles utilizados en su producción. A medida que la economía se aleja de la dependencia de estos combustibles fósiles para la regulación de la temperatura (calor para el control de la temperatura del invernadero o enfriamiento para el almacenamiento de rizomas) o el transporte, estos costos de GEI comienzan a disminuir en la producción de bioenergía. Cabe señalar que las estimaciones en este documento no consideran ni el potencial de secuestrar C. en el suelo ni ningún impacto o ILUC (Hastings et al., 2009). " Hastings et al. 2017 , pp. 12-13.
  38. ^ Ver Whitaker et al. 2018 , págs.156, Apéndice S1
  39. ^ "Si bien estos valores representan los extremos, demuestran que la selección del sitio para el cultivo de cultivos bioenergéticos puede marcar la diferencia entre grandes ahorros o pérdidas de GEI [gases de efecto invernadero], desplazando las emisiones de GEI del ciclo de vida por encima o por debajo de los umbrales obligatorios. Reducir las incertidumbres en ∆C [ aumento o disminución de carbono] después de LUC [cambio de uso de la tierra] es, por lo tanto, más importante que refinar las estimaciones de emisiones de N2O [óxido nitroso] (Berhongaray et al., 2017). El conocimiento sobre las existencias iniciales de carbono del suelo podría mejorar los ahorros de GEI logrados mediante el despliegue específico de cultivos bioenergéticos en suelos bajos en carbono (véase la sección 2). [...] La suposición de que las tierras de cultivo anuales proporcionan un mayor potencial de secuestro de carbono del suelo que los pastizales parece ser demasiado simplista,pero existe la oportunidad de mejorar las predicciones del potencial de secuestro de carbono del suelo utilizando información sobre la reserva inicial de carbono del suelo como un predictor más fuerte de ∆C [cambio en la cantidad de carbono] que el uso anterior de la tierra ".Whitaker y col. 2018 , págs.156, 160.
  40. ^ "La Fig. 3 confirmó que no hubo cambios o una ganancia de SOC [carbono orgánico del suelo] (positivo) al plantar Miscanthus en tierras cultivables en Inglaterra y Gales y solo una pérdida de SOC (negativo) en partes de Escocia. El SOC anual total El cambio a lo largo de GB en la transición de arable a Miscanthus si toda la tierra no restringida fuera sembrada con sería 3.3 Tg C año -1 [3.3 millones de toneladas de carbono por año]. Los cambios medios para el COS para los diferentes usos de la tierra fueron todos positivos cuando los histosoles fueron excluidos, con pastizales mejorados que producen el mayor Mg C ha −1 año −1[toneladas de carbono por hectárea por año] a 1,49, seguido de tierras arables a 1,28 y bosques a 1. Separando este cambio de COS por el uso original de la tierra (Fig. 4) revela que hay grandes regiones de pastizales mejorados que, si se plantan con bioenergía cultivos, se prevé que resulten en un aumento del COS. Se encontró un resultado similar al considerar la transición de tierra cultivable; sin embargo, para el centro este de Inglaterra, se pronosticó un efecto neutral sobre el COS. Sin embargo, se predice que Escocia tendrá una disminución para todos los usos de la tierra, particularmente para los bosques debido principalmente a un mayor COS y menores rendimientos de Miscanthus y, por lo tanto, menos insumos ". Milner et al. 2016 , p. 123.
  41. ^ "En resumen, hemos cuantificado los impactos del LUC [cambio de uso de la tierra] en los cultivos de bioenergía sobre el COS y el balance de GEI. Esto ha identificado el LUC de cultivos arables, en general, para conducir a un aumento del COS, con LUC de los bosques asociado con una reducción COS y mayores emisiones de GEI. Los pastizales son muy variables e inciertos en su respuesta al LUC a la bioenergía y, dada su presencia generalizada en el paisaje templado, siguen siendo un motivo de preocupación y una de las principales áreas en las que se deben centrar los esfuerzos de investigación futuros ". Harris, Spake y Taylor 2015, pag. 37 (ver también la p. 33 con respecto a las variaciones del SOC). Sin embargo, los autores señalan que "el tiempo promedio desde la transición en todos los estudios fue de 5,5 años (Xmax 16, Xmin 1) para el SOC" y que "la mayoría de los estudios consideraron el SOC en el 0-30 cm solo perfil [...] ". Harris, Spake y Taylor 2015 , págs. 29–30. Se esperan tasas bajas de acumulación de carbono para las plantaciones jóvenes, debido a la descomposición acelerada del carbono en el momento de la siembra (debido a la aireación del suelo) y la entrada media de carbono relativamente baja al suelo durante la fase de establecimiento (2-3 años). Además, dado que los cultivos energéticos dedicados como el miscanto producen significativamente más biomasa por año que los pastizales normales, aproximadamente el 25% del contenido de carbono de esa biomasa se agrega con éxito a la reserva de carbono del suelo cada año (verAcumulación anual neta de carbono ), parece razonable esperar que con el tiempo, el carbono orgánico del suelo aumente también en los pastizales convertidos. Los autores citan una fase de construcción de carbono de 30 a 50 años para plantas perennes en pastizales convertidos, ver Harris, Spake & Taylor 2015 , p. 31.
  42. ^ «La biomasa tradicional (leña, carbón vegetal, residuos agrícolas, estiércol de animales) utilizada para cocinar y calentar alrededor de 2.800 millones de personas (38% de la población mundial) en países no pertenecientes a la OCDE representa más de la mitad de toda la bioenergía utilizada en todo el mundo (IEA 2017; REN21 2018) (recuadro transversal 7 del capítulo 6). Cocinar con biomasa tradicional tiene múltiples impactos negativos en la salud humana, particularmente en mujeres, niños y jóvenes (Machisa et al.2013; Sinha y Ray 2015; Price 2017; Mendum y Njenga 2018; Adefuye et al.2007) y en la productividad de los hogares. incluyendo altas cargas de trabajo para mujeres y jóvenes (Mendum y Njenga 2018; Brunner et al.2018; Hou et al.2018; Njenga et al.2019). La biomasa tradicional es intensiva en tierra debido a la dependencia de fuegos abiertos, estufas ineficientes y la sobreexplotación de leña, lo que contribuye a la degradación de la tierra.pérdidas de biodiversidad y servicios ecosistémicos reducidos (IEA 2017; Bailis et al. 2015; Masera et al. 2015; Specht et al. 2015; Fritsche et al. 2017; Fuso Nerini et al. 2017). Los combustibles de madera tradicionales representan entre el 1,9% y el 2,3% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, en particular en los `` puntos críticos '' de degradación de la tierra y agotamiento de la leña en África oriental y el sur de Asia, de modo que un tercio de los combustibles de madera tradicionales a nivel mundial se cosechan de manera insostenible (Bailis et al. 2015) . Los escenarios para reducir significativamente la dependencia de la biomasa tradicional en los países en desarrollo presentan múltiples beneficios colaterales (evidencia alta, acuerdo alto), incluida la reducción de emisiones de carbono negro, un forzador climático de corta duración que también causa enfermedades respiratorias (Shindell et al. 2012). Un cambio de la bioenergía tradicional a la moderna, especialmente en el contexto africano,contribuye a mejorar los medios de vida y puede reducir la degradación de la tierra y los impactos en los servicios de los ecosistemas (Smeets et al. 2012; Gasparatos et al. 2018; Mudombi et al. 2018). »IPCC 2019a .
  43. ^ Cf. Estimación de Smil de 0,60 W / m 2 para el rendimiento de 10 t / ha anterior. El cálculo es: Rendimiento (t / ha) multiplicado por el contenido energético (GJ / t) dividido por segundos en un año (31 556 926) multiplicado por el número de metros cuadrados en una hectárea (10 000).
  44. ^ a b c d Para obtener estimaciones de rendimiento, consulte "Perspectivas mundiales para el suministro futuro de madera de las plantaciones forestales" de la FAO , sección 2.7.2 - 2.7.3. El pino silvestre, originario de Europa y el norte de Asia, pesa 390 kg / m 3 seco al horno (contenido de humedad 0%). El peso seco al horno de las especies de eucalipto que se cultivan comúnmente en las plantaciones de América del Sur es de 487 kg / m 3 (promedio de Lyptus , Rose Gum y Deglupta ). El peso medio de las especies de álamo que se cultivan habitualmente en las plantaciones de Europa es de 335 kg / m 3 (media del álamo blanco y del álamo negro .
  45. ^ "La materia prima para los pellets de madera es biomasa leñosa de acuerdo con la Tabla 1 de la norma ISO 17225‑1. Los pellets generalmente se fabrican en una matriz, con un contenido de humedad total generalmente inferior al 10% de su masa en base húmeda". ISO (Organización Internacional de Normalización) 2014a .
  46. ^ "La materia prima para los pellets no leñosos puede ser biomasa herbácea, biomasa frutal, biomasa acuática o mezclas y mezclas de biomasa. Estas mezclas y mezclas también pueden incluir biomasa leñosa. Por lo general, se fabrican en una matriz con un contenido de humedad total generalmente menor que 15% de su masa ". ISO (Organización Internacional de Normalización) 2014b .
  47. ^ Datos de pérdida de transmisión del Banco Mundial, obtenidos de la IEA. Banco Mundial 2010 .
  48. ^ Además, Smil estima que los parques solares fotovoltaicos recién instalados alcanzan los 7–11 W / m 2 en las regiones soleadas del mundo. Smil 2015 , pág. 191.

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Enlaces externos [ editar ]

  • Biomass interactivo por PBL Netherlands Environmental Assessment Agency
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