Que los biocombustibles pueden contribuir a una combinación energética global más limpia está ampliamente aceptado, pero los beneficios netos de la bioenergía en términos de mitigación de los gases de efecto invernadero (GEI) son discutibles. Algunos sostienen, por ejemplo, que los biocombustibles no son sostenibles porque la conversión de tierras no agrícolas para cultivos energéticos podría conducir a una disminución inicial significativa en el almacenamiento de carbono, creando lo que se conoce como una "deuda de carbono de biocombustibles".

Un estudio de un grupo transfronterizo de investigadores publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) podría ayudar a refutar este argumento.

El estudio mostró que el potencial de mitigación de GEI del cultivo de pasto varilla para la producción de etanol celulósico en los EE. UU. Era comparable por hectárea al de la reforestación y varias veces mayor que el de la restauración de pastizales. Switchgrass (Panicum virgatum) es una hierba nativa norteamericana ampliamente cultivada propuesta como biomasa para la economía de base biológica.

Una tecnología más avanzada y la integración de la captura y el almacenamiento de carbono (CAC) podrían aumentar aún más el potencial de mitigación por hectárea de los sistemas de bioenergía en un factor de seis. según el estudio, que contó con el apoyo de la Fundación de Investigación de São Paulo — FAPESP a través de un proyecto liderado por John J. Sheehan.

Sheehan está afiliada a la Universidad de Minnesota en los Estados Unidos y actualmente es investigadora visitante en la Escuela de Ingeniería Agrícola de la Universidad de Campinas (FEAGRI-UNICAMP) en el estado de São Paulo. Brasil, bajo la égida de la (Cátedra de Excelencia São Paulo (SPEC).

Coautor principal del estudio, Lee R. Lynd, profesor de Dartmouth College en Hannover, Nueva Hampshire (EE. UU.), inició un proyecto en febrero en el Centro de Biología Molecular e Ingeniería Genética de UNICAMP (CBMEG), con financiación de la FAPESP en el marco del programa SPEC.

"El estudio destaca en detalle los factores y estrategias que son importantes para la implementación de la producción de biocombustible de una manera que ayude a estabilizar el clima, "Lynd dijo.

Preguntas respondidas

Según los autores, Los críticos de la bioenergía se preguntan si los cultivos como materia prima pueden obtenerse de forma sostenible sin causar reducciones contraproducentes en el almacenamiento de carbono del ecosistema.

Además de la "deuda de carbono" resultante de la conversión de tierras no agrícolas en plantaciones de cultivos energéticos, El uso de tierras agrícolas productivas existentes con reservas bajas de carbono también puede ser contraproducente si se desplaza la producción de alimentos y aumentan las emisiones de GEI en otros lugares.

Este efecto, conocido como cambio indirecto de uso de la tierra, puede minimizarse o evitarse mediante el cultivo de materias primas para biocombustibles en tierras de cultivo de bajo rendimiento o abandonadas, o tierras que se salvan del uso agrícola continuo debido a la intensificación agrícola futura o cambios en la dieta.

La reforestación ofrece un uso alternativo de dicha tierra para la mitigación de GEI. Sin embargo, A menudo se afirma que la evaluación de la producción de bioenergía en estas áreas debe considerar su "costo de oportunidad", es decir, el secuestro de carbono que se pierde cuando la tierra se utiliza para la producción de materias primas en lugar de la reforestación.

"Los principales estudios publicados hasta la fecha sugieren cero cambios netos en el uso de la tierra, pero se sigue invocando el cambio indirecto del uso de la tierra como una crítica clave a los biocombustibles, "Dijo Lynd.

Estos argumentos se dirigieron inicialmente a los biocombustibles de primera generación, obtenidos del azúcar, almidón o aceite vegetal en cultivos alimentarios cultivados en tierras agrícolas, pero las preguntas se centran en la deuda de carbono, cambio indirecto de uso de la tierra, y desde entonces se han elevado los costos de oportunidad con respecto a la producción de biomasa celulósica para su uso en la producción avanzada de biocombustibles o generación de electricidad.

Basado en estos y otros argumentos, Estudios recientes sugieren que el uso de la tierra para producir materias primas bioenergéticas tiene un impacto menos que ideal en términos de mitigación de la crisis climática. y recomendar que la investigación y la política se reorienten hacia la gestión biológica del carbono en la tierra.

Sin embargo, A menudo, esos estudios se basan en estimaciones secundarias del rendimiento del sistema de bioenergía y los costos de oportunidad de mitigación. Es más, generalmente excluyen la consideración de CAC o futuras mejoras tecnológicas, los autores señalan.

"Cada una de las críticas que discutimos en el estudio tiene cierta legitimidad en términos de señalar factores que pueden anular el impacto beneficioso de los biocombustibles en el clima, pero no deben tomarse como prueba de que los biocombustibles no pueden o no tienen ningún impacto beneficioso, "Dijo Lynd.

Para refutar los argumentos presentados por los críticos de la sostenibilidad de los biocombustibles, los investigadores utilizaron simulación de ecosistemas combinada con modelos de producción de biocombustible celulósico y CCS, estimar el potencial del biocombustible a partir de pasto energético para reemplazar los combustibles fósiles y secuestrar carbono directamente en comparación con otros esquemas de mitigación basados ​​en tierra, como reforestación y restauración de pastizales.

Calibraron el modelo del ecosistema para realizar simulaciones temporalmente explícitas del intercambio de carbono entre la atmósfera y la biosfera bajo diferentes opciones de uso de la tierra en tres sitios de estudio de caso en los EE. UU.

El análisis mostró que cuando los agricultores pasaron del pasto varilla al etanol celulósico, el potencial de mitigación por hectárea era comparable al de la reforestación y varias veces mayor que el de la restauración de pastizales.

También mostró que el potencial de mitigación de posibles mejoras futuras en el rendimiento de los cultivos energéticos y la tecnología de biorrefinación, junto con CCS, podría ser cuatro veces mayor que el de la reforestación y 15 veces mayor que el de la restauración de pastizales.

"Además, Descubrimos que la cobertura natural del suelo y la madurez tecnológica de la cadena de suministro marcan una diferencia significativa cuando se trata de estimar los beneficios relativos de la mitigación de GEI mediante biocombustibles y la restauración de la vegetación natural. "Dijo Lynd.

El cultivo de pasto varilla puede ser particularmente útil en partes de los EE. UU. Donde la cubierta vegetal natural consiste en pasto en lugar de árboles. según el estudio.

En el futuro, the researchers plan to use the same modeling approach to discuss these issues for the US on a nationwide scale. "An important direction in which the study points is an analysis of a broader range of sites, energy crops, and conversion processes, including those designed to include biofuel production in a manner consistent with the circular economy, " Lynd said.

The methodology could also be used to analyze the production of biofuel from sugarcane in Brazil, añadió.