El transporte es responsable de una mayor parte de las emisiones de gases de efecto invernadero que cualquier otro sector de la economía de los EE. UU., lo que convierte a los biocombustibles en una estrategia prometedora para mitigar el cambio climático provocado por el hombre. El Estándar de Combustible Renovable de EE. UU., creado por la legislación de 2007, exige que dichos combustibles reemplacen parcialmente a los derivados del petróleo. Sin embargo, hasta ahora, el mandato se ha cumplido casi por completo con el etanol de maíz, un combustible que puede ser peor para el clima que la gasolina que reemplaza.

Quince años después, una investigación dirigida por la Universidad de Wisconsin–Madison evaluó los impactos ambientales del etanol de maíz y la política que lo rige, utilizando una combinación de análisis econométricos, datos de uso de la tierra y modelos biofísicos.

El análisis, publicado esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences , muestra que las emisiones de carbono del uso de la tierra para cultivar maíz pueden anular o incluso revertir cualquier ventaja climática del etanol de maíz en relación con la gasolina.

Los resultados confirman lo que muchos científicos ya se dieron cuenta:desde un punto de vista climático y ambiental, el etanol de maíz no es una buena solución de biocombustible. En cambio, los hallazgos se alinean con el movimiento en la investigación de bioenergía hacia el desarrollo de biocombustibles de próxima generación, como aquellos hechos de plantas perennes no alimenticias cultivadas en tierras menos aptas para la agricultura convencional.

"Básicamente reafirma lo que muchos sospechaban, que el etanol de maíz no es un combustible inocuo para el clima y que debemos acelerar el cambio hacia mejores combustibles renovables, así como mejorar la eficiencia y la electrificación", dice el autor principal del estudio, Tyler Lark, científico en el Centro de Investigación de Bioenergía de los Grandes Lagos y el Instituto Nelson de Estudios Ambientales en UW–Madison.

Los resultados son especialmente oportunos, dice, porque el Estándar de Combustibles Renovables exige volúmenes anuales específicos de biocombustibles hasta 2022; una vez que expiren estos requisitos, la Agencia de Protección Ambiental asumirá la función de determinar cuánto y qué tipo de biocombustible se debe producir cada año para cumplir con el estándar. Lo que viene a continuación en cuanto a políticas podría tener un efecto muy grande en el cambio climático, dice Lark. "Es un momento crucial para decidir cómo debería ser esta política, y nuestro panorama, en el futuro".

En sus estudios sobre los patrones cambiantes del uso de la tierra en los EE. UU., Lark y su colega Holly Gibbs, profesora de estudios ambientales y geografía de la UW-Madison, han notado la expansión de las tierras agrícolas dedicadas a cultivos básicos, especialmente maíz. Sospechaban que la producción de etanol podría estar jugando un papel. "Sabíamos que probablemente estaba contribuyendo, pero no sabíamos hasta qué punto", dice Gibbs.

Formaron un equipo interdisciplinario que reunió a agroecólogos, modeladores ambientales y economistas de UW–Madison, la Universidad de California, Davis, la Universidad Estatal de Kansas y la Universidad de Kentucky. El equipo se basó en estudios de modelos anteriores para realizar un análisis más empírico de las conexiones entre la política, el desarrollo del etanol, el uso de la tierra y los resultados ambientales.

"Es la primera vez que combinamos estos datos ricos y detallados sobre el uso de la tierra con los impulsores económicos subyacentes", dice Gibbs. "Los datos de precios y los modelos económicos brindaron el poder explicativo para ayudarnos a comprender la causalidad detrás de estos cambios que hemos estado observando durante una década".

La promulgación del Estándar de Combustibles Renovables hizo subir los precios de los cultivos, según muestra su análisis, con un aumento de los precios del maíz del 30 % y de otros cultivos básicos, como el trigo y la soja, del 20 %. De 2008 a 2016, el cultivo de maíz en los EE. UU. se expandió un 8,7 %, cubriendo 6,9 millones de acres adicionales de tierra. Este aumento de la agricultura ha ido acompañado de un mayor uso de fertilizantes (un 3% a un 8% adicional cada año), una mayor degradación de la calidad del agua (un aumento del 3% al 5% en la lixiviación de nitratos y la escorrentía de fósforo) y más emisiones de carbono atribuibles a los cambios en el uso de la tierra.

Esos efectos impactan la vida cotidiana de las personas en todo el país. La escorrentía de nitrógeno y fósforo contribuye a la proliferación de algas nocivas y zonas muertas en lagos, ríos y el Golfo de México. Y la lixiviación de nitratos puede contaminar las aguas subterráneas y el agua potable; no es raro que los municipios de los estados del medio oeste tengan que construir nuevas plantas de tratamiento de agua para tratar el nitrato en el agua procedente de la contaminación agrícola. El etanol de maíz está empeorando estos problemas.

"Esta única política aumentó efectivamente la contaminación de toda la industria agrícola en varios porcentajes", dice Lark.

El efecto total es que las emisiones de carbono del etanol a base de maíz producido para cumplir con el Estándar de combustible renovable son al menos tan altas como las de la cantidad equivalente de gasolina y posiblemente más altas, probablemente en un 24 % o más.

Bajo el Estándar de Combustible Renovable, un combustible tenía que lograr al menos una reducción del 20% en las emisiones de gases de efecto invernadero en relación con el petróleo para calificar como renovable. El etanol de maíz acaba de alcanzar el umbral en el análisis de impacto regulatorio de 2010 de la EPA, con emisiones estimadas entre un 20% y un 21% más bajas en comparación con la gasolina.

Pero el perfil ambiental del etanol no ha estado a la altura de las expectativas. Con el beneficio de la retrospectiva, dice Lark, pueden ver una razón. "En el análisis regulatorio de la EPA, estimaron una cantidad muy pequeña de cambio en el uso de la tierra doméstica", señala, "y tal vez con razón. Nadie esperaba una respuesta tan grande, porque el área de tierras de cultivo en los EE. UU. había estado disminuyendo durante los últimos 30 años. años."

Sin embargo, en la última década, la investigación de Lark y Gibbs ha documentado tanto la expansión del área de cultivo como un cambio significativo de la rotación de cultivos con soya y trigo hacia un monocultivo de maíz más continuo.

"Las estimaciones originales de la EPA sugirieron que el cambio de uso de la tierra en EE. UU. secuestraría carbono y ayudaría a mejorar la huella de carbono del etanol. Pero en retrospectiva, ahora sabemos que hizo todo lo contrario", dice Lark. "En lugar de reducir la intensidad de carbono del etanol a un 20 % menos que la gasolina, parece que en realidad la aumenta mucho más que la gasolina".

La introducción de etanol de maíz al 10 % en las mezclas de gasolina ha sido un paso útil hacia la integración de las energías renovables en los combustibles convencionales, dicen Lark y Gibbs, pero no es una buena estrategia a largo plazo. Los biocombustibles celulósicos y otros biocombustibles avanzados, como los que se fabrican a partir de pasto varilla, otras plantas perennes o materiales de desecho, ofrecen la oportunidad de construir ese comienzo de una manera más sostenible.

"Usamos mucha tierra para el maíz y el etanol en este momento", dice Lark. "Se podría imaginar reemplazar los 15 000 millones de galones de etanol de maíz existentes con biocombustibles de próxima generación a medida que la producción entre en funcionamiento. Eso brindaría la oportunidad de restaurar millones de acres de campos de maíz en praderas nativas perennes y otros paisajes que podrían utilizarse potencialmente para la bioenergía , seguir siendo económicamente productivos y también ayudar a reducir la lixiviación de nitratos, la erosión y la escorrentía".

En última instancia, los hallazgos subrayan que las decisiones políticas a corto plazo tendrán un legado ambiental duradero, ya sea positivo o negativo.

"Esto añade urgencia al trabajo fundamental que se está realizando en nuestros centros de investigación de bioenergía para encontrar formas de generar biocombustibles con emisiones de carbono negativas", dice Lark, "y usar sistemas nativos y perennes que pueden mejorar la calidad del agua, mejorar la biodiversidad y ayudar nuestros objetivos de reducción de emisiones de carbono".