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Hay varias cuestiones sociales, económicas, ambientales y técnicas con la producción y el uso de biocombustibles , que se han debatido en los medios de comunicación populares y en revistas científicas. Estos incluyen: el efecto de la moderación de los precios del petróleo , el debate " alimentos contra combustible ", el potencial de reducción de la pobreza , los niveles de emisiones de carbono , la producción sostenible de biocombustibles , la deforestación y la erosión del suelo , la pérdida de biodiversidad , el efecto sobre los recursos hídricos , las posibles modificaciones necesarias para funcionar el motor sobre biocombustible, así como el equilibrio y la eficiencia energética. ElEl Panel Internacional de Recursos , que proporciona evaluaciones científicas independientes y asesoramiento de expertos sobre una variedad de temas relacionados con los recursos, evaluó las cuestiones relacionadas con el uso de biocombustibles en su primer informe Hacia la producción y el uso sostenibles de recursos: Evaluación de los biocombustibles . [1] En él, se describen los factores más amplios e interrelacionados que deben tenerse en cuenta al decidir sobre los méritos relativos de buscar un biocombustible sobre otro. Concluyó que no todos los biocombustibles se comportan de la misma manera en términos de su efecto sobre el clima, la seguridad energética y los ecosistemas, y sugirió que los efectos ambientales y sociales deben evaluarse a lo largo de todo el ciclo de vida.

Efectos sociales y económicos

Moderación del precio del petróleo

La Agencia Internacional de la Energía 's World Energy Outlook 2006 concluye que el aumento de la demanda de petróleo, si no se controla, podría acentuar los países consumidores' vulnerabilidad a una interrupción del suministro grave y shock precio resultante. El informe sugirió que los biocombustibles algún día pueden ofrecer una alternativa viable, pero también que "las implicaciones del uso de biocombustibles para la seguridad mundial, así como para la economía, el medio ambiente y la salud pública deben evaluarse más a fondo". [2]

Según Francisco Blanch, estratega de materias primas de Merrill Lynch , el petróleo crudo se cotizaría un 15 por ciento más y la gasolina sería hasta un 25 por ciento más cara, si no fuera por los biocombustibles. [3] Gordon Quaiattini, presidente de la Asociación Canadiense de Combustibles Renovables , argumentó que un suministro saludable de fuentes de energía alternativas ayudará a combatir los picos de precios de la gasolina. [4]

Debate "comida versus combustible"

Alimentos vs combustible es el debate sobre el riesgo de desviar tierras agrícolas o cultivos para la producción de biocombustibles en detrimento del suministro de alimentos a escala mundial. Esencialmente, el debate se refiere a la posibilidad de que los agricultores que aumentan su producción de estos cultivos, a menudo a través de incentivos de subsidios gubernamentales, su tiempo y tierra se desvían de otros tipos de cultivos no biocombustibles, lo que aumenta el precio de los cultivos no biocombustibles debido a disminución de la producción. [5] Por lo tanto, no solo hay un aumento en la demanda de los alimentos básicos, como el maíz y la yuca, que sustentan a la mayoría de los pobres del mundo, sino que esto también tiene el potencial de aumentar el precio de los cultivos restantes que estas personas de otro modo harían. necesitan utilizar para complementar sus dietas. Un estudio reciente para el Centro Internacional para el Comercio y el Desarrollo Sostenible muestra que la expansión del etanol impulsada por el mercado en los EE. UU. Aumentó los precios del maíz en un 21 por ciento en 2009, en comparación con los precios que habrían sido si la producción de etanol se hubiera congelado a los niveles de 2004. [5] Un estudio de noviembre de 2011 afirma que los biocombustibles, su producción y sus subvenciones son las principales causas de las perturbaciones de los precios agrícolas. [6]El contraargumento incluye consideraciones sobre el tipo de maíz que se utiliza en biocombustibles, a menudo maíz de campo no apto para el consumo humano; la porción del maíz que se usa en etanol, la porción de almidón; y el efecto negativo que tienen los precios más altos del maíz y los granos en el bienestar del gobierno para estos productos. El debate "comida versus combustible" o "comida o combustible" es controvertido internacionalmente, con desacuerdo sobre cuán significativo es esto, qué lo está causando, cuál es el efecto y qué se puede o se debe hacer al respecto. [7] [8] [9] [10]

Reducción de la pobreza

Investigadores del Overseas Development Institute han argumentado que los biocombustibles podrían ayudar a reducir la pobreza en el mundo en desarrollo, mediante un mayor empleo , multiplicadores de crecimiento económico más amplios y estabilizando los precios del petróleo (muchos países en desarrollo son importadores netos de petróleo). [11] Sin embargo, este potencial se describe como 'frágil' y se reduce cuando la producción de materias primas tiende a ser a gran escala o genera presión sobre recursos agrícolas limitados: inversión de capital, tierra, agua y el costo neto de los alimentos para los pobres. .

Con respecto al potencial de reducción o exacerbación de la pobreza, los biocombustibles se basan en muchas de las mismas deficiencias políticas, normativas o de inversión que impiden a la agricultura como una ruta hacia la reducción de la pobreza . Dado que muchas de estas deficiencias requieren mejoras de políticas a nivel de país en lugar de a nivel mundial, abogan por un análisis país por país de los posibles efectos de los biocombustibles en la pobreza. Esto consideraría, entre otras cosas, los sistemas de administración de tierras, la coordinación de mercados y la priorización de la inversión en biodiesel , ya que este 'genera más mano de obra, tiene menores costos de transporte y utiliza tecnología más sencilla'. [12]También son necesarias reducciones en los aranceles a las importaciones de biocombustibles independientemente del país de origen, especialmente debido a la mayor eficiencia de la producción de biocombustibles en países como Brasil. [11]

Producción sostenible de biocombustibles

Las políticas e instrumentos económicos responsables ayudarían a garantizar que la comercialización de biocombustibles, incluido el desarrollo de nuevas tecnologías celulósicas , sea sostenible . La comercialización responsable de biocombustibles representa una oportunidad para mejorar las perspectivas económicas sostenibles en África, América Latina y Asia empobrecida. [4]

Efectos ambientales

Erosión y deforestación del suelo

La deforestación a gran escala de árboles maduros (que ayudan a eliminar el CO 2 a través de la fotosíntesis , mucho mejor que la caña de azúcar o la mayoría de los cultivos como materia prima para biocombustibles) contribuye a la erosión del suelo , el calentamiento global insostenible , los niveles de gases de efecto invernadero atmosféricos , la pérdida de hábitat y una reducción de la valiosa biodiversidad (tanto en la tierra como en los océanos [13] ). [14] La demanda de biocombustible ha llevado a la limpieza de tierras para plantaciones de aceite de palma . [15] Solo en Indonesia, más de 9.400.000 acres (38.000 km2 ) de los bosques se han convertido en plantaciones desde 1996. [16]

Una parte de la biomasa debe retenerse en el sitio para mantener el recurso del suelo. Normalmente esto será en forma de biomasa cruda, pero la biomasa procesada también es una opción. Si la biomasa exportada se utiliza para producir gas de síntesis , el proceso se puede utilizar para coproducir biocarbón , un carbón vegetal a baja temperatura que se utiliza como enmienda del suelo para aumentar la materia orgánica del suelo en un grado que no es práctico con formas menos recalcitrantes de carbono orgánico. Para que la coproducción de biocarbón sea ampliamente adoptada, la enmienda del suelo y el valor de secuestro de carbono del carbón coproducido debe exceder su valor neto como fuente de energía. [17]

Algunos comentaristas afirman que la eliminación de biomasa celulósica adicional para la producción de biocombustible agotaría aún más los suelos. [18]

Efecto sobre los recursos hídricos

El mayor uso de biocombustibles ejerce una presión cada vez mayor sobre los recursos hídricos en al menos dos formas: uso de agua para el riego de cultivos utilizados como materia prima para la producción de biodiésel; y uso de agua en la producción de biocombustibles en refinerías, principalmente para hervir y enfriar.

En muchas partes del mundo se necesita riego completo o complementario para cultivar materias primas. Por ejemplo, si en la producción de maíz (maíz) la mitad de las necesidades de agua de los cultivos se satisfacen mediante el riego y la otra mitad mediante la lluvia, se necesitan alrededor de 860 litros de agua para producir un litro de etanol. [19] Sin embargo, en los Estados Unidos solo el 5-15% del agua requerida para el maíz proviene del riego, mientras que el otro 85-95% proviene de la lluvia natural.

En los Estados Unidos, el número de fábricas de etanol casi se ha triplicado de 50 en 2000 a alrededor de 140 en 2008. Se están construyendo unas 60 más y se proyectan muchas más. Los proyectos están siendo cuestionados por los residentes en los tribunales de Missouri (donde el agua se extrae del Acuífero Ozark ), Iowa, Nebraska, Kansas (todos los cuales extraen agua del Acuífero Ogallala no renovable ), el centro de Illinois (donde el agua se extrae del Acuífero Mahomet ) y Minnesota. [20]

Por ejemplo, los cuatro cultivos de etanol: maíz, caña de azúcar, sorgo dulce y pino producen energía neta. Sin embargo, aumentar la producción para cumplir con los mandatos de la Ley de Seguridad e Independencia Energética de EE. UU. Para combustibles renovables para 2022 tendría un alto precio en los estados de Florida y Georgia. El sorgo dulce, que obtuvo el mejor rendimiento de los cuatro, aumentaría la cantidad de extracciones de agua dulce de los dos estados en casi un 25%. [21]

Contaminación

El formaldehído , acetaldehído y otros aldehídos se producen cuando se oxidan los alcoholes . Cuando solo se agrega una mezcla de etanol al 10% a la gasolina (como es común en el gasohol E10 estadounidense y en otros lugares), las emisiones de aldehído aumentan en un 40%. [ cita requerida ] Sin embargo, algunos resultados de estudios están en conflicto con este hecho, y la reducción del contenido de azufre de las mezclas de biocombustibles reduce los niveles de acetaldehído. [22] La combustión de biodiésel también emite aldehídos y otros compuestos aromáticos potencialmente peligrosos que no están regulados en las leyes de emisiones. [23]

Muchos aldehídos son tóxicos para las células vivas. El formaldehído reticula irreversiblemente los aminoácidos de las proteínas , lo que produce la carne dura de los cuerpos embalsamados. En altas concentraciones en un espacio cerrado, el formaldehído puede ser un irritante respiratorio significativo que causa hemorragias nasales, dificultad respiratoria, enfermedades pulmonares y dolores de cabeza persistentes. [24] El acetaldehído, que es producido en el cuerpo por los bebedores de alcohol y que se encuentra en la boca de los fumadores y aquellos con mala higiene bucal, es cancerígeno y mutagénico . [25]

La Unión Europea ha prohibido los productos que contienen formaldehído , debido a sus características cancerígenas documentadas . La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Ha etiquetado al formaldehído como una causa probable de cáncer en humanos.

Brasil quema cantidades significativas de biocombustible etanol. Gas del cromatógrafo se realizaron estudios de aire ambiente en Sao Paulo, Brasil, y se comparan con Osaka, Japón, que no se quema el combustible etanol. El formaldehído atmosférico fue un 160% más alto en Brasil y el acetaldehído un 260% más alto. [26]

Problemas técnicos

Eficiencia energética y balance energético

A pesar de su proclamación ocasional como combustible "verde", los biocombustibles de primera generación, principalmente el etanol, no carecen de sus propias emisiones de gases de efecto invernadero.. Si bien el etanol produce menos emisiones generales de GEI que la gasolina, su producción sigue siendo un proceso intensivo en energía con efectos secundarios. La gasolina generalmente produce 8,91 kg de CO2 por galón, en comparación con 8,02 kg de CO2 por galón para el etanol E10 y 1,34 kg de CO2 por galón para el etanol E85. Basado en un estudio de Dias de Oliveira et al. (2005), el etanol a base de maíz requiere 65,02 gigajulios (GJ) de energía por hectárea (ha) y produce aproximadamente 1236,72 kg por ha de dióxido de carbono (CO2), mientras que el etanol a base de caña de azúcar requiere 42,43 GJ / ha y produce 2268,26 kg. / ha de CO2 bajo el supuesto de producción de energía no neutra en carbono. Estas emisiones provienen de la producción agrícola, el cultivo de cultivos y el procesamiento de etanol. Una vez que el etanol se mezcla con gasolina, se obtiene un ahorro de carbono de aproximadamente 0.89 kg de CO2 por galón consumido (USDOE, 2011a).[27]

Viabilidad económica

Desde el punto de vista de la producción, el miscanto puede producir 742 galones de etanol por acre de tierra, que es casi el doble que el maíz (399 gal / acre, asumiendo un rendimiento promedio de 145 bushels por acre bajo la rotación normal de maíz y soya) y casi tres veces más tanto como rastrojo de maíz (165 gal / acre) y pasto varilla (214 gal / acre). Los costos de producción son un gran impedimento para la implementación a gran escala de biocombustibles de segunda generación, y su demanda de mercado dependerá principalmente de su competitividad de precios en relación con el etanol de maíz y la gasolina. En este momento, los costos de conversión de combustibles celulósicos, a $ 1,46 por galón, eran aproximadamente el doble que los del etanol a base de maíz, a $ 0,78 por galón. Los biocombustibles celulósicos de rastrojo de maíz y miscanthus eran un 24% y un 29% más caros que el etanol de maíz, respectivamente.y el biocombustible de pasto varilla es más del doble de caro que el etanol de maíz.

[27]

Descripción (CASO) ('000 US $)Nación desarrollada (2G) CASO APaís en desarrollo (2G) CASO BNación desarrollada (1G) CASO CNación en desarrollo (1G) CASO D
Beneficio operativo209,313-1,176,017166,952-91,300
Valor presente neto100,690-1,011,21740,98239,224
Retorno de la inversión1,410,321,170,73

[27]

Emisiones de carbono

Los biocombustibles y otras formas de energía renovable tienen como objetivo ser neutros en carbono o incluso negativos en carbono . Carbono neutro significa que el carbono liberado durante el uso del combustible, por ejemplo, al quemarlo para impulsar el transporte o generar electricidad, es reabsorbido y equilibrado por el carbono absorbido por el crecimiento de nuevas plantas. Luego, estas plantas se cosechan para producir el siguiente lote de combustible. Los combustibles neutros en carbono no conducen a aumentos netos en las contribuciones humanas a los niveles de dióxido de carbono atmosférico , lo que reduce las contribuciones humanas al calentamiento global . Se logra un objetivo de carbono negativo cuando una parte de la biomasa se utiliza para el secuestro de carbono . [28] Calcular exactamente cuántoEl gas de efecto invernadero (GEI) que se produce en la quema de biocombustibles es un proceso complejo e inexacto, que depende mucho del método por el cual se produce el combustible y otras suposiciones hechas en el cálculo.

Las emisiones de carbono ( huella de carbono ) producidas por los biocombustibles se calculan mediante una técnica denominada Análisis del ciclo de vida (LCA). Esto utiliza un enfoque "de la cuna a la tumba" o "bien a las ruedas" para calcular la cantidad total de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero emitidos durante la producción de biocombustible, desde poner semillas en el suelo hasta usar el combustible en automóviles y camiones. Se han realizado muchos ACV diferentes para diferentes biocombustibles, con resultados muy diferentes. Varios análisis de pozo a rueda para biocombustibles han demostrado que los biocombustibles de primera generación pueden reducir las emisiones de carbono, con ahorros dependiendo de la materia prima utilizada, y los biocombustibles de segunda generación pueden producir ahorros aún mayores en comparación con el uso de combustibles fósiles. [29] [30] [31][32] [33] [34] [35] Sin embargo, esos estudios no tuvieron en cuenta las emisiones de la fijación de nitrógeno o las emisiones de carbono adicionales debido a cambios indirectos en el uso de la tierra . Además, muchos estudios de LCA no analizan el efecto de los sustitutos que pueden llegar al mercado para reemplazar los productos actuales basados ​​en biomasa. En el caso del Tall Oil crudo, una materia prima utilizada en la producción de productos químicos de pino y que ahora se desvía para su uso en biocombustible, un estudio de LCA [36]descubrió que la huella de carbono global de los productos químicos de pino producidos a partir de CTO es un 50 por ciento más baja que los productos sustitutos utilizados en la misma situación, lo que compensa cualquier ganancia de utilizar un biocombustible para reemplazar los combustibles fósiles. Además, el estudio mostró que los combustibles fósiles no se reducen cuando la CTO se desvía al uso de biocombustibles y los productos sustitutos consumen desproporcionadamente más energía. Esta desviación afectará negativamente a una industria que contribuye significativamente a la economía mundial, [37] produciendo globalmente más de 3 mil millones de libras de productos químicos de pino anualmente en refinerías complejas de alta tecnología y proporcionando empleos directa e indirectamente a decenas de miles de trabajadores.

Un artículo publicado en febrero de 2008 en Sciencexpress por un equipo dirigido por Searchinger de la Universidad de Princeton concluyó que una vez que se consideraron los efectos indirectos de los cambios en el uso de la tierra en la evaluación del ciclo de vida de los biocombustibles utilizados para sustituir la gasolina, en lugar de ahorrar tanto maíz como etanol celulósico, aumentaron las emisiones de carbono como en comparación con la gasolina en un 93 y 50 por ciento, respectivamente. [38] Un segundo artículo publicado en el mismo número de Sciencexpress, por un equipo dirigido por Fargione de The Nature Conservancy., encontró que se crea una deuda de carbono cuando las tierras naturales se limpian y se convierten a la producción de biocombustibles y a la producción de cultivos cuando las tierras agrícolas se desvían a la producción de biocombustibles, por lo tanto, esta deuda de carbono se aplica tanto a los cambios directos como indirectos de uso de la tierra. [39]

Los estudios de Searchinger y Fargione ganaron una atención destacada tanto en los medios de comunicación populares [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] como en las revistas científicas . La metodología, sin embargo, generó algunas críticas, y Wang y Haq del Laboratorio Nacional Argonne publicaron una carta pública y enviaron sus críticas sobre el artículo de Searchinger a Letters to Science . [47] [48] Otra crítica de Kline y Dale del Laboratorio Nacional de Oak Ridge se publicó en Letters to Science. Argumentaron que Searchinger et al. y Fargione et al. "...no brindan un respaldo adecuado a su afirmación de que los biocombustibles causan altas emisiones debido al cambio de uso de la tierra . [49] La industria estadounidense de biocombustibles también reaccionó, afirmando en una carta pública, que el " estudio de Searchinger es claramente un análisis del" peor de los casos "... " y que este estudio "se basa en una larga serie de supuestos muy subjetivos. .. ". [50]

Diseño del motor

Las modificaciones necesarias para hacer funcionar los motores de combustión interna con biocombustible dependen del tipo de biocombustible utilizado, así como del tipo de motor utilizado. Por ejemplo, los motores de gasolina pueden funcionar sin ninguna modificación con biobutanol . Sin embargo, se necesitan pequeñas modificaciones para funcionar con bioetanol o biometanol . Los motores diesel pueden funcionar con estos últimos combustibles, así como con aceites vegetales (que son más baratos). Sin embargo, esto último solo es posible cuando el motor se ha previsto con inyección indirecta . Si no hay inyección indirecta, el motor debe equiparse con ella.

Campañas

Varias ONG ambientales hacen campaña contra la producción de biocombustibles como alternativa a gran escala a los combustibles fósiles. Por ejemplo, Amigos de la Tierra afirma que "la prisa actual por desarrollar agrocombustibles (o biocombustibles) a gran escala está mal concebida y contribuirá a un comercio ya insostenible sin resolver los problemas del cambio climático o la seguridad energética". [51] Algunos grupos ambientalistas convencionales apoyan los biocombustibles como un paso significativo hacia la desaceleración o la detención del cambio climático global. [52] [53] Sin embargo, los grupos ambientalistas de apoyo generalmente sostienen la opinión de que la producción de biocombustibles puede amenazar el medio ambiente si no se realiza de manera sostenible. Este hallazgo ha sido respaldado por informes de la ONU ,[54] el IPCC , [55] y algunos otros grupos ambientales y sociales más pequeños como el EEB [56] y el Bank Sarasin, [57] que en general siguen siendo negativos sobre los biocombustibles.

Como resultado, las organizaciones gubernamentales [58] y medioambientales se están volviendo contra los biocombustibles fabricados de forma no sostenible (prefiriendo por la presente determinadas fuentes de aceite como la jatrofa y la lignocelulosa sobre el aceite de palma ) [59] y piden apoyo mundial para ello. [60] [61] Además, además de apoyar estos biocombustibles más sostenibles, las organizaciones ambientales están reorientando hacia nuevas tecnologías que no utilizan motores de combustión interna como el hidrógeno y el aire comprimido . [62]

Se han puesto en marcha varias iniciativas de certificación y establecimiento de normas sobre el tema de los biocombustibles. La "Mesa Redonda sobre Biocombustibles Sostenibles" es una iniciativa internacional que reúne a agricultores, empresas, gobiernos, organizaciones no gubernamentales y científicos interesados ​​en la sostenibilidad de la producción y distribución de biocombustibles. Durante 2008, la Mesa Redonda está desarrollando una serie de principios y criterios para la producción sostenible de biocombustibles a través de reuniones, teleconferencias y discusiones en línea. [63] De manera similar, la norma Bonsucro se ha desarrollado como un certificado basado en métricas para productos y cadenas de suministro, como resultado de una iniciativa en curso de múltiples partes interesadas centrada en los productos de la caña de azúcar., incluido el combustible de etanol. [64]

El aumento de la fabricación de biocombustibles requerirá un aumento de las superficies de tierra destinadas a la agricultura. Los procesos de biocombustibles de segunda y tercera generación pueden aliviar la presión sobre la tierra, porque pueden utilizar biomasa residual y fuentes de biomasa existentes (sin explotar), como los residuos de cultivos y, potencialmente, incluso las algas marinas.

En algunas regiones del mundo, una combinación de una creciente demanda de alimentos y una creciente demanda de biocombustibles está provocando deforestación y amenazas a la biodiversidad. El mejor ejemplo reportado de esto es la expansión de las plantaciones de palma aceitera en Malasia e Indonesia, donde la selva tropical está siendo destruida para establecer nuevas plantaciones de palma aceitera. Es un hecho importante que el 90% del aceite de palma producido en Malasia es utilizado por la industria alimentaria; [65] por lo tanto, los biocombustibles no pueden ser los únicos responsables de esta deforestación. Existe una necesidad apremiante de producción sostenible de aceite de palma para las industrias de alimentos y combustibles; El aceite de palma se utiliza en una amplia variedad de productos alimenticios. La mesa redonda sobre biocombustibles sosteniblesestá trabajando para definir criterios, estándares y procesos para promover biocombustibles producidos de manera sostenible. [66] El aceite de palma también se utiliza en la fabricación de detergentes y en la generación de electricidad y calor tanto en Asia como en todo el mundo (el Reino Unido quema aceite de palma en centrales eléctricas de carbón para generar electricidad).

Es probable que se dedique una superficie significativa a la caña de azúcar en los próximos años a medida que aumente la demanda de etanol en todo el mundo. La expansión de las plantaciones de caña de azúcar ejercerá presión sobre los ecosistemas nativos ambientalmente sensibles, incluida la selva tropical en América del Sur. [67] En los ecosistemas forestales, estos efectos en sí mismos socavarán los beneficios climáticos de los combustibles alternativos, además de representar una gran amenaza para la biodiversidad mundial. [68]

Aunque generalmente se considera que los biocombustibles mejoran la producción neta de carbono, el biodiésel y otros combustibles producen contaminación del aire local, incluidos los óxidos de nitrógeno , la principal causa del smog . [ cita requerida ]

Ver también

  • La agflación
  • Impacto ambiental de la aviación
  • Impacto social y ambiental del aceite de palma
  • Problemas medioambientales con la energía
  • Lista de problemas ambientales

Referencias

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Enlaces externos

  • Mesa redonda sobre biocombustibles sostenibles : la mesa redonda sobre biocombustibles sostenibles anuncia la versión cero de nuestro estándar de sostenibilidad
  • Banco Mundial, Biocombustibles: la promesa y los riesgos . Informe sobre el desarrollo mundial 2008: Agricultura para el desarrollo
  • Los biocombustibles no son realmente ecológicos - por Deepak Divan, Frank Kreikebaum, Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Spectrum , noviembre de 2009
  • Estudio de impacto ambiental y de comercio mundial del mandato de biocombustibles de la UE realizado por el Instituto Internacional de Política Alimentaria (IFPRI), marzo de 2010