Biocombustibles y cambio climático: una relación conflictiva

Aunque muchos países han seguido el camino de Brasil, y se han preparado para invertir y ayudar a los biocombustibles a despegar, el panorama global no es tan atractivo. En casi todo el mundo, a diferencia de Brasil, los biocombustibles no pueden competir en precio con los derivados del petróleo: requieren grandes superficies de tierra cultivada y eso añade presión a los precios de alimentos y agua.
Según la Agencia Internacional de la energía, en el año 2005 todo el biocombustible producido alcanzó el 1% del consumo de petróleo para transporte por carretera (643.000 barriles por día). El 85% de esta cantidad procedió del etanol.
El potencial global de biocombustibles convencionales está limitado por la disponibilidad de tierra adecuada para cultivo, además del alto coste de la mayoría de las tecnologías convencionales, por lo que existe un amplio interés tanto en buscar formas de utilizar mayor porcentaje de las plantas usadas para producción de combustible como en encontrar una gama más amplia de materias primas. En este sentido, la Jatropha es una opción en estudio, pues no necesita una gestión tan intensiva ni unos suelos de una calidad especial. Por ello, hay gran expectación sobre los combustibles de segunda generación.
El desafío técnico que se perfila en el centro de esta estrategia es encontrar formas de convertir celulosa en azúcares susceptibles de ser transformados en etanol. La celulosa se encuentra en muchas materias primas vegetales, entre ellas hierbas silvestres o árboles, e incluso desechos de papel. Una importante ventaja de esta fuente de producción es que las plantas se podrían cultivar en terrenos marginales o degradados, inadecuados para la producción de plantas alimenticias; además, los propios residuos de la planta, no aptos para el consumo humano, también pueden ser utilizados.
Pero todavía quedan barreras técnicas para la producción de etanol a partir de residuos lignocelulósicos a gran escala: romper las moléculas de celulosa para conseguir azúcares fermentables, y hacerlo a bajo coste, es el mayor reto.
Los intentos de producir biodiésel de segunda generación proporcionarían otra ruta, pues son tecnologías totalmente distintas del proceso de transesterificación. El primero implica la gasificación de biomasa y la transformación de ese gas en líquido, un proceso que puede convertir madera, paja u otros recursos de biomasa en un gas y permite utilizar toda la planta, a diferencia de la producción de biodiésel a partir de semillas oleaginosas. La mayor barrera para el biodiésel es actualmente su mayor coste de producción comparado con el etanol, y no hay muchas perspectivas en el horizonte de bajar sus costes significativamente.
Rendimiento
El informe de la OCDE destaca que los biocombustibles procedentes de biomasa tienen un bajo poder y densidad energética. La densidad energética es la cantidad de producción de energía que se puede producir por unidad de tierra, y se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m2). La densidad de la biomasa varía entre 0,01W/m2 (combustión de madera) y un máximo de 1,2 W/m2 (plantación intensiva de bosques). Los combustibles fósiles varían entre 1.000 y 10.000 W/m2, por lo que pequeñas extensiones de terreno pueden proporcionar enormes flujos energéticos. De todas las renovables, apunta el informe, la densidad energética de la biomasa vía fotosíntesis ofrece es la menor, y por tanto la que más espacio requiere. La captación de luz para producir electricidad, por ejemplo, ya es una magnitud más eficiente (10W/m2).
En suma, para reemplazar 1 unidad de combustible fósil son necesarias 1,5 unidades de biocombustible, con el espacio, coste e infraestructura que eso implica. El poder energético y la densidad energética son limitaciones constantes para el potencial de los biocombustibles para reemplazar a los tradicionales.
Por ello, surgen preguntas fundamentales. Por ejemplo,
¿Qué cantidad de tierra podría dedicarse a la biomasa energética, teniendo en cuenta las crecientes necesidades alimentarias?
Según un estudio del Instituto para el Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA), el máximo de tierra que podría utilizarse para cultivos de secano es menos de la cuarta parte de la superficie mundial. El resto es demasiado frío, seco, inclinado o de calidad inapropiada para cultivos. El resultado son 0,7 Gigahectáreas (Gha), algo que el estudio de la OCDE considera excesivamente optimista. La mayor parte de esa extensión se utiliza como pasto para ganado.
En cualquier caso, el informe considera que, debido a los modelos utilizados para calcular disponibilidad de tierra, que tienden a sobrestimar la tierra disponible y subestimar la tierra ya utilizada entre un 10 y un 20%, la superficie total disponible para cultivos en 2050 sería de 0,44 Gha, concentradas en África y América Central y del Sur. En algunos países no existen infraestructuras adecuadas para poder sacar partido a esas tierras.
Biomasa procedente de residuos
Aparte de cultivos dedicados, los biocombustibles también se pueden obtener a partir de biomasa de desechos orgánicos de animales y vegetales. Sin embargo, donde la producción es extensiva, los desechos se reutilizan como nutrientes para mantener la fertilidad del suelo, y sólo entre un 25 y un 33% se puede emplear para biocombustibles de una forma sostenible. En las zonas donde los bosques se gestionan de forma sostenible, la mayoría de los residuos forestales se dejan en el terreno para proteger el suelo de la erosión, enriquecerlo y proporcionar hábitat para la fauna.
Por otra parte, el coste de la recogida de residuos es el elemento económico más importante en este tipo de biomasas. Además son necesarias cantidades masivas de material. Todo ello hace que la biomasa de residuos tenga su aplicación ideal en nichos de mercado en los que el consumo esté muy cerca de la producción.
En cuanto a la energía disponible en la biomasa, dependerá de la eficiencia con la que pueda ser convertida, y esto, a su vez, en la tecnología que se utilice. Por ello, el informe de la OCDE defiende el uso de biorefinerías de alta eficiencia y uso de plantas eléctricas a partir de biocombustible de alta eficiencia.
No toda la biomasa disponible se utilizará en la producción de combustibles líquidos. En EEUU ya se está viendo la competencia por la biomasa. En junio de este año, la empresa Green Energy Resources anunció que había obtenido derechos por más de un millón de toneladas de madera y que tenía opciones sobre madera dañada por huracanes futuros. Madera que no se destinaría a la producción de etanol, sino a centrales térmicas de madera planificadas para 2010. Según las predicciones de Green Energy Resources, el precio podría elevarse a mediados de 2008 hasta los 50 dólares por tonelada frente a los 29 dólares actuales.
Potencial de los biocombustibles para mitigar el cambio climático
Es necesario analizar el ciclo completo de vida para poder conocer el potencial real de los biocombustibles para evitar el efecto invernadero. Los análisis sobre estas cuestiones progresan pero están lejos de dar conclusiones fiables: en algunos casos, las emisiones netas pueden llegar a ser mayores que las de los combustibles fósiles; en otros, reducen sustancialmente las emisiones.
La complejidad en ese estudio se debe a la variabilidad de los elementos que hay que analizar: el tipo de cultivo, la cantidad y tipo de energía inmersa en el fertilizante, la cantidad de agua utilizada, las emisiones de la producción del fertilizante, etcétera. Sin embargo, es claro que el más eficiente es el etanol producido a partir de la caña de azúcar en Brasil, que reduce las emisiones en hasta un 90%. El etanol a partir de grano en EEUU reduce las emisiones en un 30%.