Biomasa
La biomasa es un material de origen vegetal que se utiliza como combustible para producir calor o electricidad . Algunos ejemplos son la madera y los residuos de madera, los cultivos energéticos , los residuos agrícolas y los desechos de la industria, las granjas y los hogares. Dado que la biomasa se puede usar como combustible directamente (p. ej., troncos de madera), algunas personas usan las palabras biomasa y biocombustible indistintamente. Otros subsumen un término bajo el otro. [a] Las autoridades gubernamentales de los EE. UU. y la UE definen el biocombustible como un combustible líquido o gaseoso que se utiliza para el transporte. [b] [c] El Centro Común de Investigación de la Unión Europea utiliza el concepto sólidobiocombustible y definirlo como materia orgánica cruda o procesada de origen biológico utilizada para energía, por ejemplo, leña, astillas de madera y pellets de madera. [D]
En 2019, se produjeron 57 EJ (exajulios) de energía a partir de biomasa, en comparación con 190 EJ del petróleo crudo, 168 EJ del carbón, 144 EJ del gas natural, 30 EJ de la nuclear, 15 EJ de la hidroeléctrica y 13 EJ de la energía eólica, solar y geotérmica combinada. [e] Aproximadamente el 86 % de la bioenergía moderna se utiliza para aplicaciones de calefacción, con un 9 % para transporte y un 5 % para electricidad. [f] La mayor parte de la bioenergía mundial se produce a partir de recursos forestales. [g] Las centrales eléctricas que utilizan biomasa como combustible pueden producir una potencia estable, a diferencia de la energía intermitente producida por los parques solares o eólicos. [h]
La IEA (Agencia Internacional de Energía) describe la bioenergía como la fuente más importante de energía renovable. [i] La AIE también argumenta que la tasa actual de despliegue de bioenergía está muy por debajo de los niveles requeridos en futuros escenarios bajos en carbono, y que se necesita con urgencia un despliegue acelerado. [j] [k] En el escenario Net Zero para 2050 de la AIE, la bioenergía tradicional [l] se elimina gradualmente para 2030, y la participación de la bioenergía moderna en el suministro total de energía aumenta del 6,6 % en 2020 al 13,1 % en 2030 y al 18,7 % en 2050 [ IRENA (Agencia Internacional de Energías Renovables) proyecta duplicar la energía producida a partir de biomasa en 2030, con una pequeña contribución de la bioenergía tradicional (6 EJ). [metro]El IPCC (Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático) argumenta que la bioenergía tiene un potencial significativo de mitigación climática si se hace bien, [n] [o] y la mayoría de las vías de mitigación del IPCC incluyen contribuciones sustanciales de la bioenergía en 2050 (promedio de 200 EJ) [ p] [q] Algunos investigadores critican el uso de la bioenergía con bajos ahorros de emisiones, altas intensidades iniciales de carbono y/o largos tiempos de espera antes de que se materialicen los impactos climáticos positivos.
Las materias primas de materias primas con mayor potencial en el futuro son la biomasa lignocelulósica (no comestible) (por ejemplo, monte bajo o cultivos energéticos perennes), los residuos agrícolas y los desechos biológicos. Estas materias primas también tienen el menor retraso antes de producir beneficios climáticos. La producción de calor es más amigable con el clima que la producción de electricidad y más difícil de reemplazar con otras fuentes de energía renovable. El biocombustible sólido es más amigable con el clima que el biocombustible líquido. Reemplazar el carbón con biomasa es más amigable con el clima que reemplazar el gas natural. Es más amigable con el clima quemar biomasa en plantas de carbón grandes o modernas que en plantas de energía pequeñas o viejas que funcionan solo con biomasa.
La biomasa se clasifica como biomasa cosechada directamente para energía (biomasa primaria), o como residuos y desechos: (biomasa secundaria): [r] [s]
Los principales tipos de biomasa cosechados directamente para energía son la madera, algunos cultivos alimentarios y todos los cultivos energéticos perennes:
Cantidad total de tierra apta para la agricultura, tierra ya utilizada y tierra disponible para bioenergía en 2010, 2020 y 2030.
El aserrín es un residuo de la industria de procesamiento de la madera.
Planta de biomasa en Escocia.
Límites del sistema para la contabilidad del carbono: La opción 1 (negra) limita el cálculo de carbono a las emisiones de chimenea, la opción 2 (verde) limita el cálculo a las existencias de carbono forestal, la opción 3 (azul) limita el cálculo a las emisiones combinadas de bosques y chimeneas (el suministro cadena) y la opción 4 (rojo) incluye emisiones de chimenea, bosques y bioeconomía (almacenamiento de carbono en productos madereros y combustibles fósiles desplazados).
[bg] Factores de desplazamiento de bioenergía por combustibles fósiles sustituidos.
Factores de desplazamiento de materiales leñosos para materiales de base fósil sustituidos.
Estimaciones de emisiones netas dependientes del tiempo para rutas de bioenergía forestal, en comparación con escenarios alternativos de carbón y gas natural. Los signos más representan efectos climáticos positivos, los signos menos representan efectos climáticos negativos.
Tiempos de paridad de carbono para electricidad de pellets de madera a partir de diferentes materias primas (Hanssen et al. 2017).
Tiempos de paridad de carbono para varios sistemas energéticos basados en residuos, en comparación con escenarios alternativos.
[cw] Potenciales de mitigación del calentamiento global dependientes del tiempo para residuos forestales, paja de cereales y lodos de biogás.
Niveles de emisión dependientes del tiempo de residuos forestales en descomposición con diferentes espesores: tocones (30 cm), aclareos (10 cm) y ramas (2 cm). Líneas punteadas = Norte de Finlandia, líneas continuas = Sur de Finlandia.
[cx] Tiempos de paridad de carbono para madera de tallo cosechada exclusivamente para bioenergía, en comparación con varios escenarios alternativos basados en fósiles.
Emisiones netas de varias rutas de biocombustibles (producción de calor). Las líneas punteadas muestran las emisiones netas del carbón de la UE, el fuelóleo ligero, la alternativa de combustible fósil más relevante y el gas natural. Las áreas punteadas muestran los porcentajes de reducción de emisiones en comparación con la alternativa de combustible fósil más relevante (blanco 70–80 %, verde 80–85 %, azul 85–100 %).
Emisiones netas de varias rutas de biocombustibles (transporte). La línea punteada muestra las emisiones netas de la alternativa de combustible fósil más relevante. Las áreas punteadas muestran los porcentajes de reducción de emisiones también en comparación con la alternativa de combustible fósil más relevante (blanco 50–60 %, verde 60–70 %, azul 70–100 %).
Emisiones netas de varias rutas de biocombustibles (producción de electricidad). Las líneas punteadas muestran las emisiones netas del carbón de la UE (negro), la alternativa de combustible fósil más relevante (verde), el mix eléctrico (rojo) y el gas natural (azul). Las áreas punteadas muestran los porcentajes de reducción de emisiones en comparación con la alternativa de combustible fósil más relevante (blanco 70–80 %, verde 80–85 %, azul 85–100 %).
Emisiones de gases de efecto invernadero de la producción y el transporte de pellets de madera de EE. UU. a la UE (Hanssen et al. 2017).
[dl] Miscanthus × giganteus es una hierba energética perenne.
Vías de producción de carbono negativo (miscanthus) y carbono positivo (álamo).
[ef] 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 es el rendimiento, más tierra se puede utilizar como herramienta de mitigación de GEI (incluida la tierra relativamente rica en carbono).
[91] Efecto de la temperatura global de las emisiones y el albedo entre 1750 y 2005.
[ep] Campos de trigo en los Estados Unidos.
Plantación de eucaliptos en India.
Esquema de clasificación para escenarios de ganar-ganar (verde), compensación (naranja) y perder-perder (rojo) causados por vías bioenergéticas adicionales en la UE.
[ez] Impactos climáticos y de biodiversidad a corto plazo para 3 vías alternativas de bioenergía en la UE (residuos forestales, forestación y conversión a plantaciones forestales). El corto plazo se define aquí como un período de 0 a 20 años, el mediano plazo de 30 a 50 años y el largo plazo más de 50 años.
Puerto de carbón en Rusia.
Fábrica de pellets de madera en Alemania.
Bosque de abetos maduros en Francia.
Bosque de plantaciones en Hawai.
Aumento de la superficie forestal en la UE 1990-2020.
Diagrama de Sankey que muestra el flujo de biomasa del bosque a los productos de madera, papel y energía en Suecia.
