El uso de biocombustibles ayuda a reducir las emisiones humanas de gases de efecto invernadero. Esa es una de las razones por las que algunas empresas petroleras ofrecen gasolina que contiene hasta un 10% de etanol (un biocombustible). Pero si queremos tener alguna posibilidad real de evitar un cambio climático catastrófico, no basta con reducir nuestras emisiones; debemos invertir el proceso.

Debemos apuntar a las "emisiones negativas". Esto significa eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera, e idealmente volver a los niveles de CO₂ atmosférico preindustrial. Ésta es una tarea abrumadora:la concentración atmosférica actual es de 410 partes por millón (ppm), en comparación con alrededor de 280 ppm antes de la Revolución Industrial.

Curiosamente, Los recientes avances (ver más abajo) en la investigación de biocombustibles han acercado un paso más esta perspectiva. Para entender por qué primero debemos saber un poco sobre la producción de biocombustibles.

Cambiando a las algas

Durante años, la industria del petróleo ha estado produciendo biocombustibles, utilizando cultivos alimentarios como la caña de azúcar, maíz y soja, que se transforman por fermentación u otros procesos químicos en etanol o biodiésel. Esto ha sido controvertido, en parte debido a las consecuencias negativas del monocultivo a gran escala de estos cultivos.

Respectivamente, Las compañías petroleras ahora están financiando programas de investigación sobre los llamados cultivos de biocombustibles de segunda generación, en particular algas, que se puede cultivar en agua en lugar de en tierra. Esto evitará muchas de las críticas a los biocombustibles de primera generación.

Las algas se presentan de muchas formas. Las algas marinas son una forma muy conocida de macroalgas y también hay muchas microalgas, como las floraciones de algas que ocurren de vez en cuando en ríos y lagos contaminados.

Las algas son relativamente ineficientes en la fotosíntesis de CO₂. Pero los descubrimientos recientes contribuyen de alguna manera a resolver este problema.

Los investigadores financiados por Exxon han logrado modificar genéticamente las algas para duplicar la tasa de reducción de carbono. Independientemente, un grupo de investigadores de la Universidad Estatal de Washington acaba de descubrir cómo cultivar algas en días, en lugar de semanas, allanando el camino para una producción de biocombustible más eficiente.

Si podemos cultivar el tipo correcto de algas, en cantidades suficientes, el siguiente paso será convertirlo en biocombustible. Los cultivos de biocombustibles de primera generación eran ricos en azúcares y almidón que podían transformarse en combustibles mediante procesos como la fermentación. Las algas no se pueden transformar de esta manera. Hay, sin embargo, otro proceso que se puede utilizar:pirólisis.

Si calienta biomasa como algas en presencia de oxígeno, quema, lo que significa que el carbono se combina con el oxígeno del aire para formar CO₂. Sin embargo, si se calienta en ausencia de oxígeno, no puede arder. Lo que sucede en cambio es que se expulsan varios aceites y gases, dejando una forma relativamente pura de carbono, conocido como char o biochar. El proceso se conoce como pirólisis y se ha practicado durante miles de años para convertir la madera en carbón vegetal.

El carbón vegetal se quema con especial intensidad e históricamente fue valorado donde se requerían temperaturas muy altas, como en la fabricación de metales. El proceso se representa en el cuadro a continuación. El gas, cuando se quema, produce mucho más calor del necesario para hacer funcionar el pirolizador, y el exceso se puede utilizar para generar electricidad. Lo más importante para la industria del petróleo, los aceites producidos se refinan fácilmente para convertirlos en combustibles para el transporte. Por esta razón, las empresas petroleras están financiando investigaciones sobre pirólisis.

Aparte de arder con un calor intenso, El biocarbón tiene otras dos características muy importantes. Primero, es un valioso aditivo para el suelo, y de hecho se vende a usuarios agrícolas para este fin.

Segundo, cuando se mezcla con el suelo, sobrevivirá durante cientos de años, quizás incluso un milenio. Por lo tanto, producir carbón y secuestrarlo en el suelo es una forma semipermanente de capturar carbono. A diferencia de, los bosques son bastante menos permanentes, porque los árboles eventualmente mueren y se pudren, devolver metano y dióxido de carbono a la atmósfera; o quemar, devolviendo CO₂ a la atmósfera. Pirólisis luego, ofrece la posibilidad de secuestro de carbono a largo plazo:es una ruta hacia las emisiones negativas.

Lo último a tener en cuenta sobre la pirólisis es que al variar los parámetros del proceso, como la temperatura y el tipo de algas, se pueden variar las proporciones relativas de productos. En particular, se puede maximizar la producción de carbón, o alternativamente, la producción de aceites que se utilizarán para el transporte de combustibles. Los investigadores de biocombustibles están interesados, por supuesto, en maximizar estos últimos, siendo el carbón hasta cierto punto un subproducto no deseado.

Sin embargo, si la pirólisis de algas se convierte en una forma comercialmente viable de producir biocombustible, el carbón se puede vender para enriquecer el suelo. El resultado sería un flujo constante, quizás de manera más realista, un hilo de carbono regresado al suelo.

Todo esto nos acerca tentadoramente a la producción de carbón a gran escala, por su propio bien. La misma investigación que ofrece biocombustibles de segunda generación comercialmente viables podría presumiblemente reorientarse para maximizar el rendimiento de carbón vegetal. El biocombustible sería entonces un subproducto, en lugar del objetivo principal.

Desafortunadamente, el mercado del carbón vegetal aún no está lo suficientemente desarrollado como para convertirlo en una propuesta comercial. Un precio significativo del carbono podría cambiar todo esto. Si nos tomamos en serio el logro de emisiones negativas, ese puede ser el precio que tenemos que pagar. Y quien sabe, una vez que se establezcan mejor los beneficios del carbón vegetal como aditivo del suelo, el valor comercial del carbón puede ser tal que el precio del carbono ya no sea necesario.

¿Podría la producción de carbón a gran escala tener efectos secundarios no deseados? Sabemos que el biocarbón fresco en el suelo puede desactivar los herbicidas rápidamente y conducir a un control deficiente de las malas hierbas. Estos resultados sugieren que el uso de biocarbón deberá manejarse con cuidado en situaciones agrícolas que dependen de la aplicación de herbicidas al suelo. Aparecen los beneficios agrícolas netos, sin embargo, ser abrumador.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.