Investigadores del Centro de Innovación Avanzada de Bioenergía y Bioproductos (CABBI) encontraron que la transición de tierras inscritas en el Programa de Reserva de Conservación (CRP) a la agricultura de bioenergía puede ser ventajoso para los terratenientes estadounidenses, el Gobierno, y el medio ambiente.

Las tierras inscritas en el CRP no se pueden utilizar actualmente para la producción de cultivos bioenergéticos, donde se cosechan plantas de alto rendimiento (como miscanthus y pasto varilla) para convertirlas en bioproductos comercializables que desplazan la energía basada en combustibles fósiles y carbón. Establecido por el Departamento de Agricultura de EE. UU. En 1985, el CRP incentiva a los propietarios a retirar tierras de cultivo degradadas ambientalmente, intercambiar productividad agrícola por hábitats nativos y aceptar pagos anuales del gobierno a cambio.

A medida que el mundo se calienta y su población se expande explosivamente, La demanda mundial de producción de alimentos está reñida con la disminución de la productividad agrícola amenazada por condiciones climáticas extremas. Por lo tanto, La asignación de tierras CRP para biomasa energética de alto rendimiento podría eliminar la necesidad de que los cultivos bioenergéticos y los cultivos alimentarios compitan por el espacio.

Un equipo dirigido por el líder del tema de sostenibilidad de CABBI Madhu Khanna y Ph.D. La estudiante Luoye Chen desarrolló un enfoque de modelado integrado para evaluar la viabilidad de la transición de tierras de CRP en el este de los EE. UU. a cultivos bioenergéticos perennes. Su papel publicado en Ciencia y tecnología ambiental en enero de 2021, confirmó que la transición del uso de la tierra es viable siempre que se cumplan determinadas condiciones clave.

"Como proponentes de un sistema más seguro, bioeconomía más sostenible, debemos priorizar el desplazamiento de los combustibles fósiles, "dijo Khanna, quien también es director interino del Instituto para la Sostenibilidad, Energía, and Environment (iSEE) en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. "Como científicos, es nuestra responsabilidad tomar un pensamiento reflexivo, enfoque innovador para mitigar los gases de efecto invernadero de una manera que resultará beneficiosa a largo plazo.

"Los sectores de transporte y electricidad buscan expandir la producción de bioenergía, y es imperativo que el sector agrícola haga lo mismo. Esto requiere un programa en el que las tierras de cultivo de bioenergía y las tierras de cultivo de alimentos coexistan en lugar de competir ".

El equipo de CABBI adopta un enfoque integrado para sopesar los costos y beneficios de cambiar el statu quo de la CRP (superficie sin cultivar) por bioenergía, combinando el Modelo de Análisis de Políticas Ambientales y de Biocombustibles (BEPAM) con el modelo biogeoquímico DayCent (Versión por Pasos de Tiempo Diario del Modelo Century).

BEPAM evalúa la rentabilidad neta, respondiendo a la pregunta clave:¿Qué condiciones económicas precisas incentivarán a los propietarios de CRP a cambiar a tierras de cultivo bioenergéticas? Un contrapunto ambiental a BEPAM, DayCent simula todos los efectos del ecosistema de la transición en un condado determinado, proporcionando un "adelanto" del futuro y arrojando luz sobre cómo este cambio en el uso de la tierra podría afectar factores como el rendimiento de los cultivos, intercambio de nutrientes, y secuestro de carbono del suelo.

Un componente clave de este estudio agrega datos de ambos modelos para formular una evaluación del ciclo de vida de los gases de efecto invernadero (GEI), que calcula el total de GEI mitigados por el proceso en su conjunto, desde el acto físico de plantar hasta la introducción de energía limpia en la bioeconomía.

"La evaluación del ciclo de vida completo es realmente clave para comprender los resultados generales de nuestra investigación, ", Dijo Chen." Lo tomamos todo en cuenta:el proceso de cultivo y recolección de las materias primas, el carbono secuestrado en el suelo, y el hecho de que, en última instancia, estaremos desplazando los combustibles fósiles por biocombustibles, y electricidad a base de carbón con bioelectricidad.

"Tener ese resultado final en mente ancla todo lo demás al objetivo final de un impacto ambiental neto positivo".

El equipo concluyó que convertir 3,4 millones de hectáreas de tierra CRP en bioenergía de 2016 a 2030 es económica y ambientalmente viable, bajo ciertas condiciones.

Económicamente hablando, todos los sistemas se "funcionan" si el precio de mercado de la biomasa es alto y el gobierno continúa distribuyendo los pagos adecuados de alquiler de tierras CRP. Estos factores pueden funcionar idealmente como contrapesos:si los precios de la biomasa disminuyen, los pagos sustanciales de arrendamiento de tierras pueden aliviar las tensiones financieras de los agricultores y fomentar su compromiso continuo con la bioenergía; alternativamente, el aumento de los precios de la biomasa racionalizaría el apoyo gubernamental relajado, ahorrando dinero a los contribuyentes. El equipo identificó dos parejas ideales:1) los propietarios reciben el 100 por ciento de sus pagos originales del gobierno y venden biomasa a $ 75 / tonelada métrica; o 2) los propietarios reciben el 75 por ciento de su pago original y venden biomasa a $ 100 / tonelada métrica. Idealmente, ambas partes se benefician.

La conversión de tierras de CRP en bioenergía también puede resultar en ahorros sustanciales de GEI. Estudios anteriores muestran que es probable que se acumule una gran "deuda de carbono del suelo" al comienzo de la empresa, durante los años de siembra de miscanthus y switchgrass. Sin embargo, teniendo en cuenta la evaluación del ciclo de vida completo mencionada anteriormente, El equipo de investigación determinó que los efectos a largo plazo de reemplazar la energía basada en combustibles fósiles y carbón por bioproductos compensarían con creces esta pérdida temporal.

Considerando los ingresos de los propietarios por las ventas de biomasa, ahorros en los pagos del gobierno para mantener la inscripción al CRP existente, y los beneficios monetizados de la mitigación de GEI mediante el desplazamiento de combustibles fósiles (cuantificados utilizando el "costo social del carbono"), el valor neto total de convertir la tierra de CRP en bioenergía podría ser tan alto como $ 28 mil millones a $ 125 mil millones durante el período 2016-2030.