Biomasa
La biomasa es un material de origen vegetal que se utiliza como combustible para producir calor o electricidad. Algunos ejemplos son la madera y los residuos de madera, los cultivos energéticos, los residuos agrícolas y los desechos de la industria, las granjas y los hogares. Dado que la biomasa se puede usar como combustible directamente (p. ej., troncos de madera), algunas personas usan las palabras biomasa y biocombustible indistintamente. Otros subsumen un término bajo el otro. Las autoridades gubernamentales de los EE. UU. y la UE definen el biocombustible como un combustible líquido o gaseoso que se utiliza para el transporte. El Centro Común de Investigación de la Unión Europea utiliza el concepto de biocombustible sólido y lo define como materia orgánica cruda o procesada de origen biológico utilizada para energía, por ejemplo, leña, astillas de madera y pellets de madera.
En 2019, se produjeron 57 EJ (exajulios) de energía a partir de biomasa, en comparación con 190 EJ del petróleo crudo, 168 EJ del carbón, 144 EJ del gas natural, 30 EJ de la nuclear, 15 EJ de la hidroeléctrica y 13 EJ de la energía eólica, solar y geotérmica combinada. Aproximadamente el 86 % de la bioenergía moderna se usa para aplicaciones de calefacción, con un 9 % para transporte y un 5 % para electricidad. La mayor parte de la bioenergía mundial se produce a partir de recursos forestales. Las centrales eléctricas que utilizan biomasa como combustible pueden producir una potencia estable, a diferencia de la energía intermitente producida por los parques solares o eólicos.
La IEA (Agencia Internacional de Energía) describe la bioenergía como la fuente más importante de energía renovable. La AIE también argumenta que la tasa actual de despliegue de bioenergía está muy por debajo de los niveles requeridos en futuros escenarios bajos en carbono, y que se necesita con urgencia un despliegue acelerado. En el escenario Net Zero para 2050 de la AIE, la bioenergía tradicional se elimina gradualmente para 2030, y la participación de la bioenergía moderna en el suministro total de energía aumenta del 6,6 % en 2020 al 13,1 % en 2030 y al 18,7 % en 2050. Proyectos de IRENA (Agencia Internacional de Energías Renovables) una duplicación de la energía producida a partir de biomasa en 2030, con una pequeña contribución de la bioenergía tradicional (6 EJ).El IPCC (Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático) argumenta que la bioenergía tiene un potencial significativo de mitigación climática si se hace correctamente, y la mayoría de las vías de mitigación del IPCC incluyen contribuciones sustanciales de la bioenergía en 2050 (promedio de 200 EJ). Algunos investigadores critican el uso de la bioenergía. con bajos ahorros de emisiones, altas intensidades iniciales de carbono y/o largos tiempos de espera antes de que se materialicen los impactos climáticos positivos.
Las materias primas con mayor potencial en el futuro son la biomasa lignocelulósica (no comestible) (por ejemplo, monte bajo o cultivos energéticos perennes), los residuos agrícolas y los desechos biológicos. Estas materias primas también tienen el menor retraso antes de producir beneficios climáticos (ver más abajo). La producción de calor es más "amigable con el clima" que la producción de electricidad, porque la conversión de energía química a calor es más eficiente que la conversión de energía química a eléctrica (ver más abajo). El calor de la combustión de biomasa también es más difícil de reemplazar con calor de fuentes alternativas de energía renovable (por ejemplo, energía solar térmica, bombas de calor o geotermia), ya que el calor de la biomasa puede alcanzar temperaturas más altas.El biocombustible sólido es más amigable con el clima que el biocombustible líquido, ya que la producción de biocombustible sólido es más eficiente desde el punto de vista energético (ver más abajo). Reemplazar el carbón con biomasa es más amigable con el clima que reemplazar el gas natural con biomasa, porque la combustión del carbón produce más emisiones por unidad de energía producida que el gas natural (ver más abajo). Es más amigable con el clima quemar biomasa en plantas de carbón grandes o modernas que en plantas eléctricas pequeñas o viejas que solo usan biomasa, ya que las primeras plantas son más eficientes (ver más abajo).
Categorías de biomasa
La biomasa se clasifica como biomasa cosechada directamente para energía (biomasa primaria), o como residuos y desechos: (biomasa secundaria):
Biomasa cosechada directamente para energía
Los principales tipos de biomasa cosechados directamente para energía son la madera, algunos cultivos alimentarios y todos los cultivos energéticos perennes:
La biomasa leñosa cosechada directamente para energía consiste principalmente en árboles y arbustos cosechados con fines de cocina y calefacción tradicionales (principalmente en países en desarrollo). Se gastan 25 EJ por año en cocina y calefacción tradicionales en todo el mundo. La AIE argumenta que la bioenergía tradicional no es sostenible y en su escenario Net Zero para 2050 ya se eliminó gradualmente en 2030. Los montes bajos de rotación corta y los bosques de rotación corta también se cosechan directamente para obtener energía y el contenido de energía proporcionado es 4 EJ. Estos cultivos se consideran sostenibles y el potencial (junto con los cultivos energéticos perennes) se estima en al menos 25 EJ anuales para 2050.
Los principales cultivos alimentarios cosechados para energía son cultivos productores de azúcar (p. ej., caña de azúcar), cultivos productores de almidón (p. ej., maíz) y cultivos productores de aceite (p. ej., colza). La caña de azúcar es un cultivo perenne, mientras que el maíz y la colza son cultivos anuales. Los cultivos productores de azúcar y almidón se usan para hacer bioetanol, y los cultivos productores de aceite se usan para hacer biodiesel. EE.UU. es el mayor productor de bioetanol, mientras que la UE es el mayor productor de biodiesel. El contenido energético en la producción mundial de bioetanol y biodiesel es de 2,2 y 1,5 EJ por año, respectivamente. El biocombustible de cultivos alimentarios cosechados para energía también se denomina biocombustible de "primera generación" o "tradicional" y tiene un ahorro de emisiones relativamente bajo.
Los cultivos energéticos perennes se consideran la "[...] categoría preferida de cultivos para la producción de energía [...]" debido a sus altos rendimientos y "[...] un perfil ecológico (mucho) mejor que los cultivos anuales [...]". Sin embargo, la producción comercial de estos cultivos actualmente no es significativa a escala global. En el Reino Unido, el gobierno declaró en 2021 que las áreas de tierra reservadas para cultivos energéticos perennes y silvicultura de rotación corta aumentarán de 10 000 a 704 000 hectáreas. La estimación global de IRENA para 2030 es de 33 a 39 EJ, lo que se considera conservador. El potencial energético global técnico solo para los cultivos energéticos perennes se ha estimado en 300 EJ al año.
Según IRENA, 1500 millones de hectáreas (3,7 × 10 acres) de tierra se utilizan actualmente para la producción de alimentos, mientras que "[...] alrededor de 1400 millones de ha [hectáreas] de tierra adicional es adecuada pero no utilizada hasta la fecha y, por lo tanto, podría asignarse para suministro de bioenergía en el futuro". Sin embargo, el 60% de esta superficie terrestre está en manos de solo 13 países. El IPCC estima que hay entre 320 y 1400 millones de hectáreas de tierra marginal apta para la bioenergía en el mundo. El proyecto de la UE MAGIC (Tierras marginales para el cultivo de cultivos industriales) estima que hay 45 millones de hectáreas (449 901 km2; comparable a Suecia en tamaño) de tierra marginal disponible adecuada para el cultivo perenne Miscanthus × giganteus en la Unión Europea (12 EJ)y 62 millones de hectáreas (619 182 km2; comparable al tamaño de Ucrania) de tierra marginal disponible apta para la bioenergía en general.
Un tercio de la superficie forestal mundial de 4 000 millones de hectáreas se utiliza para la producción de madera u otros fines comerciales. Los bosques proporcionan el 85% de toda la biomasa utilizada para la energía a nivel mundial. Los bosques también proporcionan el 60% de toda la biomasa utilizada para energía en la UE, y la mayor fuente de energía de biomasa forestal son los residuos y desechos de madera.
Biomasa en forma de residuos y desechos
Los residuos y desechos son subproductos de material biológico cosechado principalmente para fines no energéticos. Los subproductos más importantes son los residuos de madera, residuos agrícolas y desechos municipales/industriales:
Los residuos de madera son subproductos de las operaciones forestales o de la industria de procesamiento de la madera. Si los residuos no se hubieran recolectado y utilizado para bioenergía, se habrían descompuesto (y por lo tanto producido emisiones) en el suelo del bosque o en los vertederos, o se habrían quemado (y producido emisiones) al costado de la carretera en los bosques o fuera de las instalaciones de procesamiento de madera..
Los subproductos de las operaciones forestales se denominan residuos de tala o residuos forestales y consisten en copas de árboles, ramas, tocones, árboles dañados o moribundos o muertos, secciones de tallo irregulares o torcidas, aclareos (pequeños árboles que se talan para ayudar a los árboles más grandes crecen), y los árboles se eliminan para reducir el riesgo de incendios forestales. El nivel de extracción de los residuos de la tala difiere de una región a otra, pero existe un interés creciente en utilizar esta materia prima, ya que el potencial sostenible es grande (15 EJ al año). El 68 % de la biomasa forestal total en la UE consiste en troncos de madera y el 32 % en tocones, ramas y copas.
Los subproductos de la industria del procesamiento de la madera se denominan residuos del procesamiento de la madera y consisten en recortes, virutas, aserrín, corteza y licor negro. Los residuos del procesamiento de la madera tienen un contenido energético total de 5,5 EJ al año. Los pellets de madera se fabrican principalmente a partir de residuos del procesamiento de la madera y tienen un contenido energético total de 0,7 EJ. Las astillas de madera se fabrican a partir de una combinación de materias primas y tienen un contenido energético total de 0,8 EJ.
El contenido de energía en los residuos agrícolas utilizados para energía es de aproximadamente 2 EJ. Sin embargo, los residuos agrícolas tienen un gran potencial sin explotar. El contenido de energía en la producción mundial de residuos agrícolas se ha estimado en 78 EJ al año, con la mayor parte de la paja (51 EJ). Otros han estimado entre 18 y 82 EJ. IRENA espera que el uso de residuos y desechos agrícolas que sea sostenible y económicamente factible aumente a entre 37 y 66 EJ en 2030.
Residuos municipales producidos 1,4 EJ y residuos industriales 1,1 EJ. Los residuos de madera de las ciudades y la industria también produjeron 1,1 EJ. Se ha estimado que el potencial sostenible de los residuos de madera es de 2 a 10 EJ. La AIE recomienda un aumento espectacular en la utilización de residuos a 45 EJ al año en 2050.
El biocombustible de cultivos energéticos perennes, residuos y desechos a veces se denomina biocombustible de "segunda generación" o "avanzado" (es decir, biomasa no comestible). Las algas recolectadas para obtener energía a veces se denominan biocombustibles de "tercera generación". Debido a los altos costos, la producción comercial de biocombustibles a partir de algas aún no se ha materializado.
Conversión de biomasa
La biomasa cruda se puede convertir en un combustible mejor y más práctico simplemente compactándola (p. ej., gránulos de madera) o mediante diferentes conversiones clasificadas en términos generales como térmicas, químicas y biológicas:
Conversión térmica
La mejora térmica produce combustibles sólidos, líquidos o gaseosos, con el calor como motor de conversión dominante. Las alternativas básicas son la torrefacción, la pirólisis y la gasificación, que se diferencian principalmente por el grado de avance de las reacciones químicas involucradas. El avance de las reacciones químicas está controlado principalmente por la cantidad de oxígeno disponible y la temperatura de conversión.
La torrefacción es una forma leve de pirólisis en la que los materiales orgánicos se calientan a 400–600 °F (200–300 °C) en un ambiente sin oxígeno o con poco oxígeno. El proceso de calentamiento elimina (a través de la gasificación) las partes de la biomasa que tienen el contenido de energía más bajo, mientras que las partes con el contenido de energía más alto permanecen. Es decir, aproximadamente el 30 % de la biomasa se convierte en gas durante el proceso de torrefacción, mientras que el 70 % permanece, generalmente en forma de gránulos o briquetas compactadas. Este producto sólido es resistente al agua, fácil de moler, no corrosivo y contiene aproximadamente el 85% de la energía de biomasa original.Básicamente, la parte de masa se ha contraído más que la parte de energía, y la consecuencia es que el poder calorífico de la biomasa torrefactada aumenta significativamente, hasta el punto de que puede competir con los carbones utilizados para la generación de electricidad (vapor/térmicos). La densidad energética de los carbones térmicos más comunes en la actualidad es de 22 a 26 GJ/t. Hay otros procesos térmicos menos comunes, más experimentales o patentados que pueden ofrecer beneficios, como la mejora hidrotermal (a veces llamada torrefacción "húmeda"). La ruta de mejora hidrotermal se puede utilizar para biomasa con bajo y alto contenido de humedad, por ejemplo, lodos acuosos.
La pirólisis implica calentar materiales orgánicos a 800–900 °F (400–500 °C) en ausencia casi total de oxígeno. La pirólisis de biomasa produce combustibles como bioaceite, carbón vegetal, metano e hidrógeno. El hidrotratamiento se utiliza para procesar bioaceite (producido por pirólisis rápida) con hidrógeno a temperaturas y presiones elevadas en presencia de un catalizador para producir diesel renovable, gasolina renovable y combustible renovable para aviones.
La gasificación implica calentar materiales orgánicos a 1400–1700 °F (800–900 °C) con inyecciones de cantidades controladas de oxígeno y/o vapor en el recipiente para producir un gas rico en monóxido de carbono e hidrógeno llamado gas de síntesis o gas de síntesis. El gas de síntesis se puede utilizar como combustible para motores diésel, para calefacción y para generar electricidad en turbinas de gas. También se puede tratar para separar el hidrógeno del gas, y el hidrógeno se puede quemar o utilizar en pilas de combustible. El gas de síntesis se puede procesar aún más para producir combustibles líquidos utilizando el proceso de síntesis de Fischer-Tropsch.
Conversión química
Se puede utilizar una variedad de procesos químicos para convertir la biomasa en otras formas, como para producir un combustible que sea más práctico de almacenar, transportar y usar, o para explotar alguna propiedad del proceso mismo. Muchos de estos procesos se basan en gran parte en procesos similares a base de carbón, como la síntesis de Fischer-Tropsch. Se utiliza un proceso de conversión química conocido como transesterificación para convertir aceites vegetales, grasas animales y grasas en ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME), que se utilizan para producir biodiesel.
Conversión biológica
Como la biomasa es un material natural, se han desarrollado muchos procesos biológicos en la naturaleza para descomponer las moléculas de biomasa, y muchos de estos procesos de conversión pueden aprovecharse. En la mayoría de los casos, se utilizan microorganismos para realizar el proceso de conversión: digestión anaerobia, fermentación y compostaje. La fermentación convierte la biomasa en bioetanol y la digestión anaeróbica convierte la biomasa en gas natural renovable. El bioetanol se utiliza como combustible para vehículos. El gas natural renovable, también llamado biogás o biometano, se produce en digestores anaeróbicos en plantas de tratamiento de aguas residuales y en operaciones lecheras y ganaderas. También se forma y puede capturarse en vertederos de desechos sólidos. El gas natural renovable debidamente tratado tiene los mismos usos que el gas natural de combustible fósil.
IRENA argumenta que el éxito del comercio internacional de bioenergía a gran escala requiere la conversión de biomasa para transportar productos de alta densidad a bajo costo.
Impacto climático
Anteriormente, el uso de biomasa leñosa para bioenergía generalmente se consideraba neutral en carbono. Sin embargo, cuando los investigadores comenzaron a calcular los efectos del cambio de uso de la tierra y la tala de bosques maduros, la situación cambió. Actualmente hay un animado debate sobre la intensidad de carbono real de una serie de vías de bioenergía, incluida la silvicultura. Los críticos están especialmente preocupados por los efectos climáticos a corto o mediano plazo. Las críticas han surgido tanto entre los investigadores como entre los activistas ambientales. Al mismo tiempo, los partidarios de la bioenergía en organizaciones de investigación influyentes como el IPCC, la IEA y el Centro Conjunto de Investigación de la UE todavía argumentan que la bioenergía es amigable con el clima cuando se hace bien (ver más abajo). A continuación, se presentarán los principales argumentos científicos de este debate.
Principios de contabilidad de carbono
Las diferentes metodologías de contabilidad de carbono tienen un impacto significativo en los resultados calculados y, por lo tanto, en los argumentos científicos. Generalmente, el propósito de la contabilidad de carbono es determinar la intensidad de carbono de un escenario energético, es decir, si es carbono positivo, carbono neutral o carbono negativo. Es probable que los escenarios de carbono positivo sean emisores netos de CO 2, los proyectos de carbono negativo son absorbentes netos de CO 2, mientras que los proyectos de carbono neutral equilibran perfectamente las emisiones y la absorción.
Como consecuencia tanto de causas naturales como de prácticas humanas, el carbono fluye continuamente entre depósitos de carbono, por ejemplo, el depósito de carbono atmosférico, el depósito de carbono forestal, el depósito de carbono de productos de madera cosechada y el depósito de carbono de combustibles fósiles. Cuando aumenta el nivel de carbono en depósitos distintos del depósito de carbono atmosférico, el nivel de carbono en la atmósfera disminuye, lo que ayuda a mitigar el calentamiento global. Si el investigador cuenta la cantidad de carbono que se mueve de un reservorio a otro, puede obtener información y recomendar prácticas que maximicen la cantidad de carbono almacenado en reservorios de carbono distintos del reservorio de carbono atmosférico. Tres conceptos son especialmente importantes, a saber, la deuda de carbono, el tiempo de recuperación del carbono y el tiempo de paridad del carbono:
La deuda de carbono se acumula cuando la biomasa se elimina de los sitios de cultivo, por ejemplo, los bosques. Se cuenta cuando se talan los árboles porque la CMNUCC (la organización de la ONU a la que los países informan sus emisiones) ha decidido que las emisiones deben contarse ya en este momento, en lugar de en el evento de combustión.
El tiempo de recuperación del carbono es el tiempo que transcurre antes de que este carbono se "devuelva" al bosque, haciendo que el bosque reabsorba una cantidad equivalente de carbono de la atmósfera.
El tiempo de paridad de carbono es el tiempo que tarda un escenario energético en alcanzar la paridad de carbono con otro escenario (es decir, almacenar la misma cantidad de carbono que otro escenario). Uno de estos escenarios puede ser, por ejemplo, un escenario de bioenergía, con el carbono contado como almacenado en la parte del bosque que no se cosechó, y el carbono se contó como perdido por la cantidad de bosque que secosechado (cf. la regla de la CMNUCC mencionada anteriormente). Sin embargo, la cantidad de carbono que reside en los materiales de construcción leñosos y los biocombustibles elaborados a partir de esta cosecha se puede "contar hacia atrás" en los depósitos de carbono del escenario de bioenergía por la cantidad de tiempo que toma antes de que esto ocurra. el carbono se descompone naturalmente o se quema para obtener energía. El escenario alternativo puede ser, por ejemplo, un escenario de protección forestal, con el carbono contado como almacenado en todo el bosque, un bosque que es más grande que en el escenario de bioenergía porque no se cosecharon árboles en absoluto y, además, continuó creciendo (mientras se esperaba). para que el carbono almacenado en el escenario de bioenergía alcance su propio nivel de carbono).Sin embargo, el "bloqueo" implícito de carbono en el bosque también significa que este carbono ya no está disponible para la producción de materiales de construcción de madera y biocombustibles, lo que significa que estos tienen que ser reemplazados por otras fuentes. En la mayoría de los casos, las fuentes más realistas son las fuentes fósiles, lo que significa que el escenario de protección forestal aquí será "castigado" al tener las emisiones de combustibles fósiles de las que es responsable sustraídas de su reserva de carbono. (Tenga en cuenta que, técnicamente hablando, este carbono fósil a menudo se cuenta como agregado al depósito de carbono bioenergético (en lugar de restarlo del depósito de carbono no bioenergético), y se lo denomina carbono fósil "desplazado" o "evitado").
Se calcula una deuda de carbono neta para el escenario de bioenergía cuando la cantidad neta de carbono almacenada en el reservorio de carbono del escenario de protección forestal es mayor que la cantidad neta de carbono almacenada en los reservorios de carbono del escenario de bioenergía. Se calcula un crédito de carbono neto para el escenario de bioenergía cuando la cantidad neta de carbono almacenada en el reservorio de carbono del escenario de protección forestal es menor que la cantidad neta de carbono almacenada en los reservorios de carbono del escenario de bioenergía. Entonces, el tiempo de paridad de carbono es el tiempo que le toma al escenario bioenergético pasar de la deuda al crédito.
En resumen, un proyecto o escenario puede evaluarse únicamente por sus propios méritos, específicamente el tiempo que lleva recuperar el carbono eliminado (tiempo de recuperación del carbono). Sin embargo, es común incluir escenarios alternativos (también llamados "escenarios de referencia" o " contrafactuales") para la comparación. Cuando hay más de un escenario, se pueden calcular los tiempos de paridad de carbono entre estos escenarios. Los escenarios alternativos van desde escenarios con solo cambios modestos en comparación con el proyecto existente, hasta escenarios radicalmente diferentes (es decir, protección forestal o contrafactuales "sin bioenergía"). En general, la diferencia entre los escenarios se considera como el potencial real de mitigación de carbono. de los escenarios.En otras palabras, los ahorros de emisiones citados son ahorros relativos; ahorros relativos a algún escenario alternativo que sugiera el investigador. Esto le da al investigador una gran influencia sobre los resultados calculados.
Límites del sistema de contabilidad de carbono
Además de la elección del escenario alternativo, también se deben hacer otras elecciones. Los llamados "límites del sistema" determinan qué emisiones/absorciones de carbono se incluirán en el cálculo real y cuáles se excluirán. Los límites del sistema incluyen límites temporales, espaciales, relacionados con la eficiencia y económicos:
Límites temporales del sistema
Los límites temporales definen cuándo comenzar y finalizar el conteo de carbono. A veces, los eventos "tempranos" se incluyen en el cálculo, por ejemplo, la absorción de carbono en el bosque antes de la cosecha inicial. A veces también se incluyen eventos "tardíos", por ejemplo, emisiones causadas por actividades al final de la vida útil de la infraestructura involucrada, por ejemplo, demolición de fábricas. Dado que la emisión y absorción de carbono relacionadas con un proyecto o escenario cambia con el tiempo, la emisión neta de carbono puede presentarse como dependiente del tiempo (por ejemplo, una curva que se mueve a lo largo de un eje de tiempo), o como un valor estático; esto muestra las emisiones promedio calculadas durante un período de tiempo definido.
La curva de emisión neta dependiente del tiempo normalmente mostrará emisiones altas al principio (si el conteo comienza cuando se cosecha la biomasa). Alternativamente, el punto de inicio se puede mover de regreso al evento de plantación; en este caso, la curva puede moverse potencialmente por debajo de cero (hacia territorio de carbono negativo) si no hay una deuda de carbono por el cambio de uso de la tierra para pagar, y además los árboles plantados absorben cada vez más carbono. La curva de emisión luego se dispara hacia arriba en la cosecha. El carbono recolectado luego se distribuye a otros depósitos de carbono, y la curva se mueve junto con la cantidad de carbono que se mueve a estos nuevos depósitos (eje Y), y el tiempoel carbono tarda en salir de las piscinas y regresar al bosque a través de la atmósfera (eje X). Como se describió anteriormente, el tiempo de recuperación del carbono es el tiempo que tarda el carbono cosechado en devolverse al bosque, y el tiempo de paridad del carbono es el tiempo que tarda el carbono almacenado en dos escenarios competitivos en alcanzar el mismo nivel.
El valor estático de las emisiones de carbono se produce calculando la emisión neta anual media durante un período de tiempo específico. El período de tiempo específico puede ser la vida útil esperada de la infraestructura involucrada (típico para las evaluaciones del ciclo de vida; LCA), horizontes de tiempo relevantes para la política inspirados en el acuerdo de París (por ejemplo, el tiempo restante hasta 2030, 2050 o 2100), períodos de tiempo basados en diferentes potenciales de calentamiento global (GWP; típicamente 20 o 100 años), u otros lapsos de tiempo. En la UE, se utiliza un período de tiempo de 20 años cuando se cuantifican los efectos netos de carbono de un cambio en el uso de la tierra.En general, en la legislación, se prefiere el enfoque de número estático al enfoque de curva dinámica y dependiente del tiempo. El número se expresa como el llamado "factor de emisión" (emisión neta por unidad de energía producida, por ejemplo kg CO 2 e por GJ), o incluso más simple como un porcentaje promedio de ahorro de gases de efecto invernadero para vías bioenergéticas específicas. Los porcentajes de ahorro de gases de efecto invernadero publicados por la UE para rutas bioenergéticas específicas utilizadas en la Directiva de Energía Renovable (RED) y otros documentos legales se basan en evaluaciones del ciclo de vida (LCA).
Límites del sistema espacial
Los límites espaciales definen fronteras "geográficas" para los cálculos de emisión/absorción de carbono. Los dos límites espaciales más comunes para la absorción y emisión de CO 2 en los bosques son 1.) a lo largo de los bordes de una masa forestal en particular y 2.) a lo largo de los bordes de un paisaje forestal completo, que incluye muchas masas forestales de edad creciente (el bosque los rodales se aprovechan y se replantan, uno tras otro, durante tantos años como rodales haya). Una tercera opción es el llamado método de contabilidad de carbono a nivel creciente del rodal:
– En la contabilidad del carbono a nivel de rodal, el investigador puede contar un gran evento de emisión cuando se cosecha el rodal, seguido de cantidades de absorción anual más pequeñas durante la fase de acumulación que continúa hasta que el rodal alcanza una edad madura y se vuelve a cosechar.
– Del mismo modo, al aumentar la contabilidad del nivel del rodal, el investigador cuenta un gran evento de emisión cuando se cosecha el rodal, seguido de la absorción de cantidades más pequeñas de carbono cada año durante el período de acumulación. Sin embargo, un año después de la primera cosecha, se cosecha un nuevo rodal. El investigador no cuenta el carbono que se absorbió en este segundo rodal después de que se cosechó el primer rodal vecino, solo la gran emisión en el evento de cosecha del segundo rodal. Al año siguiente se repite el mismo procedimiento para el tercer stand; el carbono que fue absorbido por este rodal después de la cosecha del primer y segundo rodal no se cuenta, mientras que se cuenta una gran cantidad de emisiones cuando se cosecha el tercer rodal. En otras palabras,
– En la contabilidad a nivel de paisaje, el investigador cuenta un gran evento de emisión cuando se cosecha el primer rodal, seguido de la absorción de cantidades más pequeñas de carbono cada año durante el período de acumulación para este rodal en particular. Al igual que con el aumento de la contabilidad del nivel del rodal, se cosecha un nuevo rodal el segundo y tercer año, etc., y todos estos eventos de emisión se cuentan. Sin embargo, a diferencia del aumento de la contabilidad del nivel del rodal, el investigador también cuenta el carbono que es absorbido por todos los rodales después de la cosecha del primer rodal en el paisaje forestal. En otras palabras, en lugar de calcular las emisiones de carbono desde muchos puntos de partida diferentes, la contabilidad del paisaje forestal utiliza solo un punto de partida común para todo el paisaje forestal, a saber, el año en que se cosechó el primer rodal.
Por lo tanto, el investigador tiene que decidir si se centrará en el rodal individual, en un número creciente de rodales o en todo el paisaje forestal.
Según Lamers et al., la elección del límite espacial a nivel de rodal es típica de los primeros modelos de carbono y conduce a ciclos de carbono que se asemejan a dientes de sierra (aumentos drásticos en las emisiones durante la cosecha, seguidos de disminuciones lentas a medida que la masa forestal absorbe carbono). El beneficio clave del análisis a nivel de rodal es su simplicidad, y esta es la razón principal por la que todavía forma parte de los análisis de carbono actuales. Sin embargo, mientras que el estudio de rodales individuales proporciona resultados fácilmente comprensibles (por ejemplo, sobre los efectos del carbono de diferentes opciones de aprovechamiento), las áreas de suministro de madera/biomasa leñosa del mundo real consisten en varios rodales de diferente madurez, por ejemplo 80. Durante un período de tiempo de 80 años, todos los rodales son sucesivamente cosechados y replantados.Cowie et al. argumentan que la contabilidad a nivel de paisaje es más representativa de la forma en que el sector forestal logra producir un suministro continuo de productos de madera. El IPCC también recomienda la contabilidad del carbono a nivel de paisaje (ver Urgencia a corto plazo a continuación).
Además, el investigador tiene que decidir si las emisiones del cambio directo o indirecto del uso de la tierra deben incluirse en el cálculo. La mayoría de los investigadores incluyen las emisiones del cambio directo en el uso de la tierra, por ejemplo, las emisiones causadas por la tala de un bosque para iniciar algún proyecto agrícola allí. La inclusión de los efectos indirectos del cambio de uso de la tierra es más controvertida, ya que son difíciles de cuantificar con precisión.Otras opciones implican definir los probables límites espaciales de los bosques en el futuro. Por ejemplo, ¿el aumento de la cosecha y tal vez incluso la expansión de los bosques es más realista que la protección de los bosques en una situación de alta demanda de productos forestales? O alternativamente, ¿los bosques más pequeños son quizás más realistas que la protección forestal en una situación con baja demanda de productos forestales y alta demanda de nuevas tierras o nuevas áreas para vivienda y desarrollo urbano? Lamers & Junginger argumentan que desde la perspectiva de la evaluación de la estrategia de carbono y conservación de la naturaleza, la protección forestal es una opción válida. Sin embargo, la protección es poco probable para las plantaciones forestales: en ausencia de demanda de productos forestales (p. ej., madera, pulpa o gránulos), "[...] opciones como la conversión a la agricultura o el desarrollo urbano pueden ser alternativas más realistas [...].].Cowie et al. argumentan que los bosques de propiedad privada a menudo se utilizan para generar ingresos y, por lo tanto, generalmente son sensibles a la evolución del mercado. La protección de los bosques es un escenario poco realista para la mayoría de los bosques de propiedad privada, a menos que los propietarios de los bosques puedan ser compensados por su pérdida de ingresos. Según el Centro Común de Investigación de la UE, el 60% de los bosques europeos son de propiedad privada. En EE. UU., más del 80 % es de propiedad privada en el este y más del 80 % es de propiedad pública en el oeste.
Límites del sistema relacionados con la eficiencia
Los límites relacionados con la eficiencia definen un rango de eficiencias de sustitución de combustible para diferentes vías de combustión de biomasa. Diferentes cadenas de suministro emiten diferentes cantidades de carbono por unidad de energía suministrada, y diferentes instalaciones de combustión convierten la energía química almacenada en diferentes combustibles en calor o energía eléctrica con diferentes eficiencias. El investigador debe conocer esto y elegir un rango de eficiencia realista para las diferentes rutas de combustión de biomasa que se están considerando. Las eficiencias elegidas se utilizan para calcular los llamados "factores de desplazamiento", números únicos que muestran cuán eficientemente se sustituye el carbono fósil por carbono biogénico.Si, por ejemplo, se queman 10 toneladas de carbono con una eficiencia que es la mitad de la de una planta de carbón moderna, solo se contarían como desplazadas 5 toneladas de carbón (factor de desplazamiento 0,5). Schlamadinger & Marland describe cómo una eficiencia tan baja conduce a tiempos de paridad altos cuando se comparan los escenarios de bioenergía y protección forestal a base de carbón y, por otro lado, cómo una eficiencia idéntica al escenario del carbón conduce a tiempos de paridad bajos. Generalmente, al combustible quemado en instalaciones de combustión ineficientes (viejas o pequeñas) se le asignan factores de desplazamiento más bajos que al combustible quemado en instalaciones eficientes (nuevas o grandes), ya que se debe quemar más combustible (y por lo tanto se debe liberar más CO2) para producir el combustible quemado . misma cantidad de energía.
Del mismo modo, dado que la producción de materiales de construcción a base de madera exige un menor consumo de combustibles fósiles que la producción de materiales de construcción a base de fósiles (por ejemplo, cemento o acero), se asignan factores de desplazamiento a los materiales de construcción a base de madera cuando la sustitución de los materiales de construcción a base de cemento y acero es realista., es decir, cuando tienen la misma utilidad en la construcción. Cuantas más emisiones de combustibles fósiles se eviten mediante el uso de productos de construcción de madera equivalentes a servicios públicos, mayores serán los factores de desplazamiento asignados.Además, el carbono almacenado en los productos de madera durante la vida útil de los productos y el carbono fósil que se desplaza cuando los productos de madera se queman para obtener energía al final de su vida útil pueden incluirse en los cálculos del factor de desplazamiento. Sin embargo, hasta ahora esto no es una práctica común. (52% de la biomasa forestal cosechada en la UE se utiliza para materiales).
Sathre & O'Connor examinó 21 estudios individuales y encontró factores de desplazamiento de entre −2,3 y 15 para productos de madera para la construcción, con un promedio de 2,1, lo que significa que por cada tonelada de carbono biogénico producido, se desplazan en promedio 2,1 toneladas de carbono fósil.. Para los biocombustibles a base de madera, los factores de desplazamiento variaron entre aproximadamente 0,5 y 1, "[...] dependiendo en gran medida del tipo de combustible fósil reemplazado y las eficiencias de combustión relativas". Los autores escriben que cuando los productos de madera para la construcción se queman para obtener energía al final de su vida útil, el efecto de desplazamiento a veces se agrega al cálculo, "[...] a medida que se acumulan los beneficios de GEI tanto de la sustitución del material como de la sustitución del combustible".En otro metaestudio sobre productos de madera para la construcción, donde se excluyó este efecto adicional de sustitución de combustión al final de su vida útil, los autores encontraron factores de desplazamiento algo más bajos. Los factores de desplazamiento específicos de la combustión fueron similares pero con un rango más amplio (consulte los gráficos a la derecha).
El factor de desplazamiento varía con la intensidad de carbono tanto del combustible de biomasa como del combustible fósil desplazado. Si o cuando la bioenergía puede generar emisiones negativas (p. ej., a partir de la forestación, las plantaciones de pastos energéticos y/o la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS), o si las fuentes de energía de combustibles fósiles con mayores emisiones en la cadena de suministro comienzan a entrar en funcionamiento (p. ej., debido a fracking, o un mayor uso de gas de esquisto), el factor de desplazamiento comenzará a aumentar. Por otro lado, si o cuando nuevas fuentes de energía de carga base con emisiones más bajas que los combustibles fósiles comiencen a entrar en funcionamiento, el factor de desplazamiento comenzará a disminuir. un cambio de factor de desplazamientose incluye en el cálculo o no, depende de si se espera o no que tenga lugar dentro del período de tiempo cubierto por los límites del sistema temporal del escenario relevante.
Límites del sistema económico
Los límites económicos definen qué efectos de mercado incluir en el cálculo, si los hubiere. Las condiciones cambiantes del mercado pueden conducir a cambios pequeños o grandes en las emisiones y absorciones de carbono de las cadenas de suministro y los bosques,por ejemplo, cambios en la superficie forestal como respuesta a cambios en la demanda. minero et al. describir cómo los investigadores han comenzado a examinar la bioenergía forestal en un marco integrado más amplio que también aborda los impactos del mercado. Basados tanto en datos empíricos como en modelos, estos estudios han determinado que el aumento de la demanda a menudo conduce a inversiones en silvicultura que aumentan la superficie forestal e incentivan mejoras en la gestión forestal. Dependiendo de las circunstancias, esta dinámica puede aumentar las reservas de carbono forestal. Cuando las tasas de crecimiento son relativamente altas y la respuesta de inversión fuerte, los beneficios netos de GEI del mayor uso de árboles para energía pueden obtenerse en una o dos décadas, según el combustible fósil que se desplace y el momento de la respuesta de inversión. Donde el crecimiento de los árboles es lento y falta la respuesta de inversión, pueden ser necesarias muchas décadas para ver los beneficios netos del uso de madera en rollo para energía. Se ha encontrado que la respuesta de la inversión es especialmente importante en lugares como el sur de los EE. UU., donde se ha demostrado que los retornos económicos de la tierra afectan directamente las ganancias y pérdidas en el área forestal.Abt et al. argumentan que el sur de EE. UU. es el productor de madera más grande del mundo y que el bosque es de propiedad privada y, por lo tanto, está impulsado por el mercado. Además, el Centro Común de Investigación de la UE argumenta que los eventos macroeconómicos/cambios de política pueden tener impactos en las reservas de carbono de los bosques. Sin embargo, al igual que con los cambios indirectos en el uso de la tierra, los cambios económicos pueden ser difíciles de cuantificar, por lo que algunos investigadores prefieren dejarlos fuera del cálculo.
Impactos en los límites del sistema
Los límites del sistema elegidos son muy importantes para los resultados calculados. Se calculan tiempos de recuperación/paridad más breves cuando aumenta la intensidad del carbono fósil, la tasa de crecimiento forestal y la eficiencia de conversión de biomasa , o cuando disminuyen las existencias iniciales de carbono forestal y/o el nivel de cosecha. También se calculan tiempos de retorno/paridad más cortos cuando el investigador elige la contabilidad de carbono a nivel de paisaje sobre el nivel de rodal (si la contabilidad de carbono comienza en la cosecha en lugar de en el evento de plantación). Por el contrario, los tiempos de retorno/paridad más largos se calculan cuando la intensidad de carbono, y la eficiencia de conversión disminuye, o cuando aumentan las reservas iniciales de carbono y/o el nivel de cosecha, o el investigador elige la contabilidad de carbono a nivel de rodal sobre el nivel de paisaje.
Los críticos argumentan que se toman decisiones poco realistas sobre los límites del sistema, o que los límites estrechos del sistema conducen a conclusiones engañosas. Otros argumentan que la amplia gama de resultados muestra que hay demasiado margen de maniobra disponible y que, por lo tanto, los cálculos son inútiles para el desarrollo de políticas. El Join Research Centre de la UE está de acuerdo en que diferentes metodologías producen resultados diferentes, pero también argumentan que esto es de esperar, ya que diferentes investigadores, consciente o inconscientemente, eligen diferentes escenarios/metodologías alternativas como resultado de sus ideales éticos con respecto a la relación óptima del hombre con la naturaleza. Los investigadores deberían hacer explícito el núcleo ético del debate sobre la sostenibilidad, en lugar de ocultarlo.
Impactos climáticos expresados como variables con el tiempo
Según el Centro Común de Investigación de la UE, el uso de madera de tronco boreal cosechada exclusivamente para bioenergía tiene un impacto climático positivo solo a largo plazo, mientras que el uso de residuos de madera también tiene un impacto climático positivo a corto y mediano plazo. Consulte el gráfico a la derecha para obtener una descripción general de las reducciones de emisiones esperadas de diferentes vías de bioenergía forestal, incluida la madera de tallo, los residuos y las nuevas plantaciones, en comparación con la generación de energía a partir del carbón y el gas natural en los escenarios alternativos. Los tallos de montes bajos de rotación corta o bosques de rotación corta también tienen efectos climáticos positivos a corto y mediano plazo (ver más abajo).
Tiempos cortos de retorno/paridad de carbono para residuos forestales
Los tiempos cortos de recuperación/paridad del carbono se producen cuando el escenario sin bioenergía más realista es un escenario forestal tradicional donde se cosechan tallos de madera "buenos" para la producción de madera y los residuos se queman o se dejan en el bosque o en vertederos. La recolección de dichos residuos proporciona material que "[...] habría liberado su carbono (a través de la descomposición o la quema) de nuevo a la atmósfera de todos modos (durante períodos de tiempo definidos por la tasa de descomposición del bioma) [...]". En otras palabras, los tiempos de recuperación y paridad dependen de la velocidad de caída. La velocidad de descomposición depende de a.) la ubicación (porque la velocidad de descomposición es "[...] aproximadamente proporcional a la temperatura y la lluvia [...]"), y b.) el espesor de los residuos.Los residuos se descomponen más rápido en áreas cálidas y húmedas, y los residuos delgados se descomponen más rápido que los residuos gruesos. Los residuos delgados en los bosques templados cálidos y húmedos, por lo tanto, tienen la descomposición más rápida, mientras que los residuos gruesos en los bosques boreales fríos y secos tienen la descomposición más lenta. Si, en cambio, los residuos se queman en el escenario sin bioenergía, por ejemplo, fuera de las fábricas o al borde de la carretera en los bosques, las emisiones son instantáneas. En este caso, los tiempos de paridad se aproximan a cero.
Madsen & Bentsen examinó las emisiones de los residuos forestales y del carbón, quemado en la misma planta de cogeneración (cogeneración de calor y electricidad) real del norte de Europa, y descubrió que el tiempo de paridad de carbono era de 1 año. El bajo tiempo de paridad se debió principalmente al uso de residuos, las eficiencias de conversión generalmente altas de las plantas CHP en comparación con las centrales eléctricas regulares (en este caso, 85,9 %) y la mayor distancia de transporte del carbón. Los autores señalan que la mayoría de los estudios de emisiones de bioenergía utilizan datos de campo hipotéticos en lugar de reales, y que en las plantas de cogeneración se quema 16 veces más biomasa que en las plantas de electricidad pura en la UE.En otras palabras, son los tiempos de recuperación/paridad relacionados con el calor como estos los más relevantes para la situación actual. Otros investigadores encontraron tiempos de paridad similares, incluidos Cintas et al. (0 años, Suecia), Zetterberg & Chen (0 años, Suecia), Repo et al. (0 años, Finlandia), y Zanchi et al. (0 años, Austria). En general, estos tiempos de paridad bajos dependen de un escenario alternativo de uso del carbón en el que el bosque no se usa para bioenergía en absoluto, pero continúa usándose para la producción de madera. Si la producción de madera sigue siendo la misma pero el carbón se reemplaza por gas natural en el escenario alternativo, la mayoría de los investigadores encontraron tiempos de paridad de aproximadamente 5 a 20 años, según el espesor y la ubicación de los residuos.IRENA recomienda plantas de cogeneración en lugar de energía solar térmica, bombas de calor o geotérmica porque la cogeneración puede producir calor de proceso más barato y con las temperaturas necesarias.
Holmgren estudió los efectos climáticos de las prácticas forestales reales en todo un país durante un período de 40 años (Suecia 1980-2019) y descubrió que, a nivel del paisaje nacional, no se acumuló ninguna deuda de carbono en ningún momento durante este período. La práctica forestal real se comparó con dos escenarios alternativos de protección forestal. Las emisiones contadas causadas por la cosecha inicial en el escenario forestal real no generaron una deuda de carbono porque 1.) la emisión inicial de carbono relacionada con la cosecha fue superada por la absorción de carbono causada por el crecimiento en otras partes del bosque (una tendencia que se espera que aumente). continuar en el futuro), y 2.) porque una política nacional de protección forestal causaría grandes emisiones iniciales de los productos madereros y la infraestructura energética nacional cuando se convierte para trabajar con combustibles fósiles.La conversión se describe como una "[...] transformación única, que representa modificaciones importantes y necesarias en los sistemas energéticos, la infraestructura, el procesamiento industrial, el sector de la construcción, la fabricación de productos de consumo y otras actividades económicas hacia la producción basada en combustibles fósiles si no -se implementaría el escenario de cosecha". Por supuesto, si el evento inicial de emisión relacionado con la cosecha del escenario de bioenergía es superado por 1.) el crecimiento forestal en otros lugares, y 2.) las emisiones de conversión de infraestructura (en el escenario de protección forestal), no se acumula deuda de carbono en absoluto, y la recuperación y la paridad los tiempos se reducen a cero. El autor argumenta que dado que la protección de los bosques muy probablemente hará que se emita carbono fósil en lugar de carbono biogénico, el efecto práctico de la protección de los bosques es simplemente una transferenciade carbono de la reserva subterránea de carbono fósil a través de la combustión a la reserva de carbono atmosférico, y luego a través de la fotosíntesis a la reserva de carbono forestal. Sin embargo, cuando el carbono se almacena en los bosques en lugar de depósitos subterráneos de fósiles, es más inestable, es decir, más fácil de convertir en CO 2 debido a las perturbaciones naturales. Se utiliza un factor de desplazamiento conservador de 0,78 toneladas de carbono fósil desplazado por tonelada de carbono biogénico producido tanto para los productos de madera recolectada (HWP) como para la energía combinada.El autor critica los estudios que limitan la contabilidad del carbono a los flujos de carbono dentro de los propios bosques y dejan de lado los efectos del desplazamiento de los fósiles, y argumenta que este estrecho límite del sistema funciona esencialmente como "[...] una justificación para las emisiones fósiles continuas en otros lugares sin una ganancia neta para el clima mundial". En Suecia, la biomasa disponible para energía se utiliza principalmente en instalaciones de calefacción (7,85 Mtep utilizados para calefacción, 0,84 Mtep para electricidad).
En los EE. UU., Walker et al. encontraron tiempos de paridad de 10 años o menos al usar residuos forestales en Nueva Inglaterra para reemplazar el carbón en una planta de electricidad regular a escala de servicios públicos. Asimismo, Miner et al. argumentan que en las partes orientales de los EE. UU., todo tipo de residuos forestales se pueden utilizar para la bioenergía con beneficios para el clima en un plazo de 10 años en comparación con un escenario alternativo basado en el carbón, y en un plazo de 20 años en comparación con un escenario alternativo basado en el gas natural.
Hansen et al. comparó un escenario de bioenergía que incluía la producción continua de gránulos en el sudeste de EE. UU. con tres escenarios alternativos de mezcla de combustibles fósiles, todos vistos como escenarios más realistas que la protección forestal: 1.) Usar toda la biomasa cosechada para producir papel, pulpa o paneles de madera, 2.) abandone la práctica de raleo, es decir, deje los árboles pequeños solos, para que se realice más de su potencial de crecimiento, y 3.) deje los residuos solos, para que se descompongan naturalmente con el tiempo, en lugar de quemarse casi inmediatamente en las centrales eléctricas. Se incluyeron tres niveles diferentes de demanda (bajo, medio, alto) para cada escenario alternativo. Los tiempos de paridad variaron de 0 a 21 años en todos los escenarios de demanda y de 0 a 6 años en los escenarios de demanda promedio (ver gráfico a la derecha). Los autores utilizaron la contabilidad de carbono a nivel de paisaje, el tiempo de rotación fue de 25 años,
Lamers & Junginger examinaron una serie de estudios sobre residuos forestales (sub)boreales (incluidos tocones en algunos casos) y encontraron tiempos de paridad de carbono de entre 0 y 16 años. El escenario de bioenergía se comparó con un escenario de referencia alternativo en el que los residuos se dejaban en los bosques para que se descompusieran de forma natural o se incineraban al borde de la carretera. El tiempo de paridad fue de 0 años en comparación con un escenario en el que los residuos se quemaban al borde de la carretera y la electricidad se producía en cambio en plantas de carbón. Sin embargo, los tiempos de paridad aumentaron de 3 a 24 años cuando la quema en las carreteras se intercambió con la descomposición natural y el carbón se intercambió con petróleo. Los tiempos de paridad aumentaron aún más a 4–44 años cuando el petróleo fue reemplazado por gas natural. Todos los escenarios de bioenergía utilizaron contabilidad de carbono a nivel de paisaje.
Zanchi et al. están de acuerdo en que existen beneficios para el clima desde el principio cuando se utilizan residuos forestales fácilmente descomponibles para la bioenergía. También escriben que "[...] las nuevas plantaciones de bioenergía en tierras con reservas iniciales bajas de C [carbono], como las tierras agrícolas marginales, tienen las ventajas más claras en términos de reducción de emisiones". La razón es que las áreas recién plantadas (que ahora tienen una gran cantidad de árboles u otras plantas en crecimiento) absorben mucho más carbono que antes. Tales áreas acumulan un crédito de carbono en lugar de una deuda de carbono, donde el crédito se utiliza más tarde (en la cosecha) para adquirir biomasa "libre de deuda". En general, la contabilidad de carbono "temprana" como esta, que comienza en el evento de plantación en lugar de en el evento de cosecha (cf. Límites temporales del sistema anterior), se considera indiscutible para las nuevas plantaciones de bioenergía en áreas de tierra con muy poca vegetación. Por otro lado, para áreas donde ya existe una gran cantidad de vegetación, a menudo se prefiere la contabilidad de carbono "tardía". En este caso, la contabilidad de carbono comienza en la cosecha, sin acumulación de un crédito de carbono anterior. Con este tipo de contabilidad de carbono, los resultados calculados muestran que existen impactos negativos a corto y mediano plazo cuando los árboles se talan exclusivamente para bioenergía (las llamadas "talas adicionales"). La situación empeora si los residuos se pudren en el suelo del bosque. También existe el riesgo de impactos negativos si se talan áreas con grandes cantidades de biomasa, como los bosques, para dar cabida a plantaciones forestales de baja productividad.
La evaluación de tales "talas adicionales" de "nuevas" plantaciones de bioenergía después de que se complete la primera rotación, depende del método de contabilidad de carbono elegido. Si la contabilidad de carbono "temprana" continúa, habrá una acumulación de un crédito de carbono también después de la primera rotación, es decir, desde el momento en que los árboles han sido replantados. Si el investigador en ese momento cambia a la contabilidad de carbono "tardía", no se calculará ningún crédito de carbono y, al final de la segunda rotación (en la cosecha), se creará una gran deuda de carbono, lo que hará que los tiempos de recuperación y paridad aumenten drásticamente..
Tiempos largos de retorno/paridad de carbono para residuos forestales
El Centro Común de Investigación de la UE proporciona estimaciones de emisiones dependientes del tiempo para la producción de electricidad a gran escala a partir de gránulos de madera a base de residuos, paja de cereales y biogás de lodos, en comparación con un escenario sin bioenergía con emisiones iguales a la mezcla eléctrica actual de la UE. Las eficiencias de conversión son del 34 %, 29 % y 36 % para pellets de madera, paja y biogás, respectivamente. Si no se hubiera utilizado para la producción de electricidad, los residuos forestales se habrían dejado descomponer en el suelo del bosque, los residuos de paja también se habrían dejado en los campos y el estiércol crudo se habría utilizado como fertilizante orgánico. Los resultados muestran que si estos tipos de biomasa se utilizaran para producir electricidad, se iniciaría un efecto de mitigación del calentamiento global después de aproximadamente 50, 10 y 5 años de uso, para madera, paja y biogás, respectivamente. La principal causa del largo tiempo de paridad de los gránulos de madera es la comparación con la electricidad del mix eléctrico de la UE (que incluye electricidad procedente de energía solar, eólica y de combustibles fósiles con menos emisiones que el carbón). Además, la categoría de residuos forestales incluye tocones.
El Centro Común de Investigación de la UE también descubrió que en Finlandia, los tiempos de paridad son 0 años para todos los tipos de residuos, incluidos los tocones, en comparación con un escenario alternativo basado en el carbón. Sin embargo, cuando se comparan con un escenario alternativo basado en gas natural, los tocones alcanzan tiempos de paridad de 30 a 50 años, según la latitud (consulte el gráfico a la derecha). forzamiento radiativo] [reducción de la temperatura], pero reemplazar el petróleo y el gas natural, a pesar de dar como resultado una reducción del CRF a largo plazo, provoca un incremento en el CRF durante los primeros 10 a 25 años".
El JRC también encontró tiempos de paridad que oscilan entre 0 y 35 años para los residuos de cosecha (incluyendo ramas, aclareos y tocones), en comparación con otros escenarios alternativos. En Finlandia, los tiempos de paridad para los tocones fueron de 22 años en comparación con el petróleo y de 35 años en comparación con el gas natural, con contabilidad de carbono a nivel de stand. En Canadá, el tiempo de paridad aumentó de 16 a 74 años cuando la biomasa cosechada se usó para producir etanol en lugar de pellets de madera, y se comparó con un escenario alternativo a base de gasolina en lugar de un escenario alternativo a base de carbón.La producción de etanol de árboles enteros extraídos de bosques primarios en Oregón, EE. UU. (clasificados como residuos porque los árboles se talaron para evitar incendios forestales) aumentó drásticamente el tiempo de paridad, con el peor de los casos en 459 años. Los autores utilizaron la contabilidad de carbono a nivel de rodal comenzando con el evento de cosecha, asumieron una quema controlada adicional cada 25 años y compararon esto con un escenario sin talas preventivas de incendios forestales y un incendio forestal severo cada 230 años. Los árboles en cuestión eran enormes tsuga occidental y abetos de Douglas que tardan cientos de años en madurar y pueden resistir incendios forestales debido a sus tallos muy gruesos. Dado que la producción de etanol con uso intensivo de energía provocó un factor de desplazamiento bajo de solo 0,39, se calculó un tiempo de paridad largo.En general, los tiempos de paridad informados por el JRC estuvieron influenciados por el factor de desplazamiento, el escenario alternativo, el tamaño del residuo y el tipo de clima. Consulte el gráfico anterior.
Tiempos cortos de recuperación/paridad del carbono para madera de tallo
Si se tala un bosque natural existente para dejar espacio para las plantaciones forestales, el cambio de carbono implícito crea una deuda de carbono significativa aproximadamente igual a la cantidad de carbono que reside en los árboles talados (las operaciones forestales basadas en fósiles crean una pequeña deuda adicional)..) Pero para las nuevas plantaciones en tierras "vacías" como tierras agrícolas o marginales, sin vegetación en pie, no se elimina carbono. En este caso, un bono de carbonoen cambio, pronto se construye a medida que los árboles maduran. Cuando esos árboles se talan posteriormente, la cantidad de carbono que reside en los árboles se resta del crédito de carbono acumulado (no la cantidad de carbono en los árboles en pie), por lo que en este caso no se crea deuda de carbono. Sin una deuda de carbono creada en la cosecha, los tiempos de retorno/paridad de carbono serán cero o muy bajos, tanto para los residuos como para la madera de tallo.
Los bosques de rotación corta también tienen tiempos de paridad bajos. Lamers & Junginger estudiaron una serie de informes individuales sobre talloscosecha para bioenergía en plantaciones forestales en el sur de EE.UU. Estos árboles tienen un tiempo de rotación de 20 a 25 años (el tiempo de rotación es el tiempo que tardan los árboles nuevos en crecer hasta el mismo tamaño que los árboles cosechados). En los escenarios de bioenergía, los tallos de madera se cosecharon exclusivamente para la producción de electricidad. Los escenarios de bioenergía tenían tiempos de paridad de carbono de 12 a 46 años en comparación con diferentes escenarios alternativos donde el bosque estaba protegido y la electricidad producida por plantas de carbón. Los tiempos de paridad aumentaron entre 35 y 50 años cuando el tiempo de rotación aumentó a 35 años y se intercambió carbón por una mezcla de combustibles fósiles en los escenarios alternativos. Los autores también encontraron que los bosques boreales naturales (no gestionados) en la Columbia Británica (Canadá) tenían un tiempo de paridad de 0 años cuando los insectos mataban a los árboles y posteriormente se cosechaban para bioenergía, con un escenario alternativo basado en el carbón. Sin embargo, cuando se cosecharon árboles vivos en otras tres áreas de bosque boreal de crecimiento lento para bioenergía, los tiempos de paridad alcanzaron un máximo de 105 años, también en comparación con un escenario alternativo basado en el carbón. Sin embargo, los autores señalan que "[...] es muy poco probable que la madera de tronco de calidad para aserrío acabe sistemáticamente como materia prima bioenergética". también se comparó con un escenario alternativo basado en el carbón. Sin embargo, los autores señalan que "[...] es muy poco probable que la madera de tronco de calidad para aserrío acabe sistemáticamente como materia prima bioenergética". también se comparó con un escenario alternativo basado en el carbón. Sin embargo, los autores señalan que "[...] es muy poco probable que la madera de tronco de calidad para aserrío acabe sistemáticamente como materia prima bioenergética".
Jonker et al. calculó tanto la recuperación del carbono como los tiempos de paridad del carbono para la madera de tallo con tiempos de rotación de 20 a 25 años extraídos de los bosques del sureste de los EE. UU., utilizando tanto el nivel de rodal, el aumento del nivel de rodal y la contabilidad de carbono a nivel de paisaje. Con la contabilidad del carbono a nivel de rodal, los autores encontraron tiempos de recuperación del carbono de 5, 7 y 11 años en el escenario de rendimiento alto, medio y bajo, respectivamente. Con una contabilidad a nivel de rodal creciente, los plazos de amortización fueron de 12, 13 y 18 años en el escenario de rendimiento alto, medio y bajo, respectivamente. Con la contabilidad a nivel de paisaje, el tiempo de recuperación fue inferior a 1 año para todos los escenarios de rendimiento.Los autores también calcularon los tiempos de paridad para un escenario en el que solo se usaron gránulos de madera de los tallos (sin recolección de residuos) para co-combustión en una central eléctrica promedio a base de carbón. La eficiencia de conversión fue del 41%, lo que junto con una cadena de suministro eficiente conduce a un factor de desplazamiento relativamente alto de 0,92. El escenario alternativo era un escenario sin bioenergía en el que la madera del tallo se usaba para la producción de madera, por lo que en este caso no había co-combustión (exclusivamente electricidad de carbón). de 17, 22 y 39 años para el escenario de rendimiento alto, medio y bajo, respectivamente. Al utilizar el principio de contabilidad a nivel de paisaje, los autores calcularon tiempos de paridad de 12, 27 y 46 años para el escenario de rendimiento alto, medio y bajo, respectivamente. Un escenario alternativo diferente era un escenario de protección forestal en el que no se extraía biomasa del bosque en absoluto; no para madera, y no para bioenergía. El bosque simplemente se dejó solo y, por lo tanto, volvió a crecer con bastante lentitud. Los tiempos de paridad a nivel del paisaje para este escenario fueron 3, 3 y 30 años para el escenario de rendimiento alto, medio y bajo, respectivamente (no se proporcionaron los tiempos de paridad a nivel de rodal o a nivel de rodal creciente).
Los autores señalan que "el resultado de los balances de carbono demuestra claramente que la elección del método de contabilización del carbono tiene un impacto significativo en los cálculos del punto de paridad de recuperación y compensación de carbono".Argumentan que los cortos tiempos de paridad son causados por las rápidas tasas de crecimiento (10–12 toneladas de masa seca por hectárea por año) en las plantaciones de madera blanda en el sureste de los EE. UU. Otros investigadores a menudo han basado sus cálculos en las tasas de crecimiento lentas típicas de la madera dura en los bosques boreales naturales, lo que genera tiempos de recuperación y paridad mucho más altos. Los autores también argumentan que para las plantaciones de madera blanda establecidas, no existe una deuda de carbono causada por el cambio de uso de la tierra. Además, el factor de desplazamiento es más alto aquí que en algunos otros estudios, debido a la cadena de suministro eficiente y la alta eficiencia de conversión que se logra cuando los gránulos de madera se usan para co-combustión en plantas de carbón regulares en lugar de en plantas de bioenergía a pequeña escala; este último a menudo se supone que es el caso en otros estudios. En efecto, estos límites favorables del sistema hacen que el tiempo de paridad se reduzca a una o dos rotaciones. La deuda de carbono es pequeña antes del punto de paridad, y el crédito de carbono subsiguiente aumenta mucho después de que se ha pasado el punto de paridad: "También está claro que el tamaño absoluto del balance de carbono negativo temporal es limitado, mientras que el balance de carbono positivo después de la ruptura -incluso pronto alcanza niveles muchas veces mayores."Los autores argumentan que el escenario sin bioenergía y protección forestal no es realista en el área de estudio, ya que los bosques aquí son de propiedad privada y ya existe una gran industria de procesamiento de madera. En esta situación (sin escenarios alternativos viables), los autores argumentan que la métrica temporal más relevante es el tiempo de recuperación del carbono de menos de 1 año para todos los escenarios de rendimiento, según el principio de contabilidad de carbono a nivel de paisaje. Abt et al. También argumentan que en el sureste de los EE. UU., los escenarios de protección forestal no son realistas ya que los bosques son de propiedad privada.
El Centro Común de Investigación de la UE revisó una serie de estudios y descubrió que si se extrae madera de tallo tanto para bioenergía como para productos madereros, la extracción continua funciona mejor para el clima que la protección forestal en un plazo de 40 años. La razón es el mayor efecto de desplazamiento de los productos madereros en comparación con la bioenergía. Si los productos de la madera se utilizan como energía cuando llegan al final de su vida útil (lo que se denomina "cascada"), el efecto de desplazamiento crece aún más y, en condiciones óptimas, los tiempos de paridad pueden reducirse de varios siglos a cero. Por lo tanto, el CCI argumenta que los estudios que no incluyen la madera para el efecto de desplazamiento del material pueden llegar a conclusiones engañosas. Por otra parte, si un bosque se aprovecha exclusivamentepara la bioenergía, no hay efectos de desplazamiento para los productos de madera, lo que significa un factor de desplazamiento más bajo y, por lo tanto, un aumento neto en las emisiones de CO 2 calculadas "[...] a corto y mediano plazo (décadas) [...] " en comparación con los combustibles fósiles, excepto cuando se coseche de nuevas plantaciones en tierras marginales, agrícolas o de pastoreo. En este caso, hay un aumento neto inmediato de carbono en el sitio, ya que la plantación sin tala previa de árboles aumenta la cantidad de biomasa allí. Nuevamente, cuando no hay deuda de carbono, los tiempos de recuperación y paridad se reducen a cero.
Tiempos largos de recuperación/paridad del carbono para madera de tallo
Zanchi et al. descubrió que los tiempos de paridad pueden alcanzar los 175 años con un escenario alternativo basado en carbón y 300 años con un escenario alternativo basado en gas natural si los tallos de abeto en los Alpes austriacos se cosechan exclusivamente para bioenergía. La razón principal es el largo tiempo de rotación de estos árboles (90 años). Generalmente, los árboles tardan entre 70 y 120 años en madurar en los bosques boreales. Los críticos responden que los tallos que cumplen con los requisitos de calidad se utilizan para producir productos de alto valor, como madera aserrada y productos de madera de ingeniería, como madera contralaminada, en lugar de productos de bajo valor, como gránulos de madera.En un escenario diferente donde los bosques de este tipo son talados y utilizados 50/50 para bioenergía y productos de madera sólida, y luego reemplazados por bosques de rotación corta, los tiempos de paridad varían entre 17 y 114 años para el escenario alternativo del carbón, con el el tiempo de paridad más corto logrado por el bosque con el tiempo de rotación más corto y el rendimiento más alto (10 años de tiempo de rotación con un rendimiento de 16 toneladas por hectárea por año). Los tiempos de paridad aumentaron entre 20 y 145 años en comparación con una alternativa eléctrica a base de petróleo. caso, y entre 25 y 197 años en comparación con un caso alternativo de electricidad a base de gas natural. Para un escenario de forestación versus combinación de combustibles fósiles, se informó un tiempo de paridad de 0 años.
Los autores señalan que estos escenarios son "ejemplos ilustrativos" y que "los resultados están fuertemente influenciados por las suposiciones realizadas". Los autores supusieron que los residuos se dejaban sin recolectar en el suelo del bosque, donde se descomponen y, por lo tanto, producen emisiones. Si estos residuos, en cambio, se recolectan y utilizan para bioenergía, los tiempos de paridad se reducen en 100 años. Las emisiones adicionales producidas por las rutas de suministro más largas para los combustibles fósiles en comparación con el combustible de madera no se incluyeron en el cálculo. Las emisiones adicionales de plagas, derribos e incendios forestales (normalmente se espera que aumenten cuando envejecen los bosques no gestionados) tampoco se incluyeron en el cálculo. No se incluyeron los efectos de mercado. Por otro lado, se utilizó la contabilidad de carbono a nivel de paisaje,
Al igual que otros científicos, el personal del JRC observa la gran variabilidad en los resultados de la contabilidad del carbono y lo atribuye a diferentes metodologías. En los estudios examinados, el JRC encontró tiempos de paridad de carbono de 0 a 400 años (ver gráfico a la derecha) para madera de tallo cosechada exclusivamente para bioenergía, dependiendo de diferentes características y supuestos tanto para el sistema forestal/bioenergético como para el sistema fósil alternativo, con la intensidad de las emisiones de los combustibles fósiles desplazados se considera el factor más importante, seguida de la eficiencia de conversión y la tasa de crecimiento/tiempo de rotación de la biomasa. Otros factores relevantes para el tiempo de paridad de carbono son la reserva de carbono inicial y el nivel de cosecha existente; tanto una mayor reserva de carbono inicial como un mayor nivel de cosecha significan tiempos de paridad más prolongados.Los biocombustibles líquidos tienen tiempos de paridad altos porque aproximadamente la mitad del contenido energético de la biomasa se pierde en el procesamiento.
Impactos climáticos expresados como números estáticos
Estimaciones de emisiones estáticas para una serie de rutas bioenergéticas
El Centro Común de Investigación de la UE ha examinado una serie de estimaciones de emisiones de bioenergía que se encuentran en la literatura y calculó los porcentajes de ahorro de gases de efecto invernadero para las rutas de bioenergía en la producción de calor, la producción de combustible para el transporte y la producción de electricidad, en función de esos estudios (consulte los gráficos a la derecha). Los cálculos se basan en el principio de contabilidad LCA atribucional. Incluye todas las emisiones de la cadena de suministro, desde la extracción de materias primas, pasando por la producción y fabricación de energía y materiales, hasta el tratamiento al final de su vida útil y la disposición final. También incluye las emisiones relacionadas con la producción de los combustibles fósiles utilizados en la cadena de suministro. Excluye los efectos de emisión/absorción que tienen lugar fuera de los límites de su sistema, por ejemplo, efectos relacionados con el mercado, biogeofísicos (p. ej., albedo) y dependientes del tiempo.Además, las rutas de la bioenergía tienen eficiencias de conversión típicas a pequeña escala. Los biocombustibles sólidos para la producción de electricidad tienen una eficiencia del 25 % en la mayoría de los casos y del 21 al 34 % en algunos casos. El biogás para la producción de electricidad tiene 32-38%. Las vías de calor tienen 76–85%. La categoría de residuos forestales incluye troncos y tocones, lo que aumenta la intensidad del carbono, especialmente en bosques con tasas de descomposición lentas.
Los gráficos tienen barras verticales que representan el rango de emisión encontrado para cada ruta de bioenergía (dado que las emisiones para la misma ruta varían de un estudio a otro). El extremo superior del rango representa los niveles de emisión encontrados en estudios que suponen, por ejemplo, largas distancias de transporte, baja eficiencias de conversión y ningún efecto de desplazamiento de combustibles fósiles. El extremo inferior del rango representa los niveles de emisión encontrados en estudios que asumen logística optimizada, mayores eficiencias de conversión, uso de energía renovable para suministrar calor y electricidad de proceso, e incluyen efectos de desplazamiento de la sustitución de combustibles fósiles.Las barras se pueden comparar con los niveles de emisión asociados con múltiples sistemas de energía alternativa disponibles en la UE. Las áreas coloreadas punteadas representan porcentajes de ahorro de emisiones para las rutas en comparación con las alternativas de combustibles fósiles. Los autores concluyen que "la mayoría de los productos básicos biológicos liberan menos GEI que los productos fósiles a lo largo de su cadena de suministro; pero la magnitud de las emisiones de GEI varía mucho según la logística, el tipo de materias primas, la gestión de la tierra y los ecosistemas, la eficiencia de los recursos y la tecnología. "
Debido al variado potencial de mitigación climática de las diferentes rutas de los biocombustibles, los gobiernos y las organizaciones establecen diferentes esquemas de certificación para garantizar que el uso de la biomasa sea sostenible, por ejemplo, la RED (Directiva de Energía Renovable) en la UE y la norma ISO 13065 de la Organización Internacional para Estandarización. En los EE. UU., el RFS (Renewables Fuel Standard) limita el uso de biocombustibles tradicionales y define las emisiones mínimas de GEI del ciclo de vida que son aceptables. Los biocombustibles se consideran tradicionales si logran hasta un 20% de reducción de emisiones de GEI en comparación con el equivalente petroquímico, avanzados si ahorran al menos un 50% y celulósicos si ahorran más del 60%.
Estimaciones de emisiones estáticas para pellets de madera
De acuerdo con los gráficos, la Directiva de Energía Renovable (RED) de la UE establece que el ahorro típico de emisiones de gases de efecto invernadero cuando se reemplazan los combustibles fósiles con pellets de madera de residuos forestales para la producción de calor varía entre 69% y 77%, dependiendo de la distancia de transporte: Cuando la distancia está entre 0 y 2500 km, el ahorro de emisiones es del 77%. El ahorro de emisiones cae al 75 % cuando la distancia está entre 2500 y 10 000 km, y al 69 % cuando la distancia es superior a 10 000 km. Cuando se utiliza madera de tallo, el ahorro de emisiones varía entre el 70 % y el 77 %, dependiendo de la distancia de transporte. Cuando se utilizan residuos de la industria de la madera, el ahorro varía entre 79% y 87%.
Con base en una metodología similar, Hanssen et al. descubrió que el ahorro de emisiones de gases de efecto invernadero de la producción de electricidad a partir de pellets de madera producidos en el sureste de EE. UU. y enviados a la UE varía entre un 65 % y un 75 %, en comparación con la combinación de combustibles fósiles de la UE. Estiman que la emisión media neta de GEI de los gránulos de madera importados de los EE. UU. y quemados para producir electricidad en la UE asciende a aproximadamente 0,2 kg de equivalentes de CO 2 por kWh, mientras que las emisiones medias de la combinación de combustibles fósiles que se queman actualmente para producir electricidad en la UE asciende a 0,67 kg CO 2 -eq por kWh (ver gráfico a la derecha). Las emisiones del transporte marítimo ascienden al 7% de las emisiones de la mezcla de combustibles fósiles desplazada por kWh producido.
Asimismo, IEA Bioenergy estima que en un escenario en el que los pellets de madera canadienses reemplazan totalmente al carbón en una planta de carbón europea, las emisiones relacionadas con el transporte marítimo (para la distancia Vancouver – Rotterdam) ascienden a aproximadamente el 2 % de las emisiones totales relacionadas con el carbón de la planta. El porcentaje más bajo aquí se debe a que el escenario alternativo es una planta de carbón en particular, no la combinación de combustibles fósiles de la UE. Cowie et al. argumentan que los cálculos de las cadenas de suministro reales muestran bajas emisiones del transporte intercontinental de biomasa, por ejemplo, la cadena de suministro optimizada de pellets de madera desde el sureste de EE. UU. hasta Europa. Lamers & Junginger argumentan que la futura importación de gránulos de madera de la UE "[...] probablemente seguirá estando dominada por América del Norte, especialmente desde el sureste de EE. UU. [...]".En 2015, el 77% de los pellets importados procedían de EE.UU.
Estimaciones de emisiones estáticas para cultivos energéticos de ciclo corto
Mientras que los rodales de bosques regulares tienen tiempos de rotación que abarcan décadas, los rodales de silvicultura de rotación corta (SRF) tienen un tiempo de rotación de 8 a 20 años, y los rodales de monte bajo de rotación corta (SRC) de 2 a 4 años. El 12 % de los bosques de la UE son bosques de monte bajo. Los pastos perennes tienen un tiempo de rotación de un año en áreas templadas y de 4 a 12 meses en áreas tropicales. Los cultivos alimentarios como el trigo y el maíz también tienen tiempos de rotación de un año.
Debido a que los cultivos energéticos de rotación corta solo han logrado crecer/acumular carbono durante un corto período de tiempo antes de ser cosechados, es relativamente fácil pagar la deuda de carbono relacionada con la cosecha, siempre que no haya una gran deuda de carbono adicional por el uso de la tierra. cambio a tratar (por ejemplo, creado por la tala de un bosque natural para utilizar esta superficie de tierra para cultivos energéticos), y ningún mejor uso relacionado con el clima para las áreas en cuestión. Schlamadinger & Marland escriben que "[...] los cultivos energéticos de rotación corta proporcionarán beneficios de mitigación de C [carbono] mucho más rápidos y más grandes si se implementan en tierras previamente sin bosques que si se cosecha un bosque inicial para proporcionar espacio para la plantación".El Centro Común de Investigación de la UE afirma: "En caso de que no haya un desplazamiento de materias primas de otros sectores, como alimentos, piensos, fibras o cambios en las reservas de carbono terrestre debido a cambios directos o indirectos en el uso de la tierra, aún se puede considerar la suposición de neutralidad de carbono". válido para cultivos anuales, residuos agrícolas, montes bajos de rotación corta y pastos energéticos con ciclos de rotación cortos. Esto también puede ser válido para análisis con horizontes de tiempo mucho más largos que los ciclos de crecimiento de la materia prima". Otros investigadores argumentan que las pequeñas deudas de carbono asociadas con las cosechas de cultivos energéticos significan tiempos cortos de amortización y paridad de carbono, a menudo menos de un año. IRENA argumenta que los cultivos energéticos de rotación corta y los residuos agrícolas son neutrales en carbono ya que se cosechan anualmente.La AIE escribe en su informe especial sobre cómo alcanzar las emisiones netas cero en 2050 que la "[...] transformación del sector energético en el NZE [escenario de emisiones netas cero] reduciría las emisiones de CO 2 de AFLOU [agricultura, silvicultura y otras tierras Use] en 2050 en alrededor de 150 Mt CO 2 dado el cambio de cultivos convencionales y el aumento en la producción de cultivos bioenergéticos avanzados de rotación corta en tierras marginales y pastizales".
Dado que los largos tiempos de amortización y paridad calculados para algunos proyectos forestales no se consideran un problema para los cultivos energéticos (excepto en los casos mencionados anteriormente), los investigadores calculan los potenciales estáticos de mitigación climática para estos cultivos, utilizando métodos de contabilidad de carbono basados en LCA. Un proyecto de bioenergía basado en cultivos energéticos en particular se considera carbono positivo, carbono neutral o carbono negativo en función de la cantidad total de CO 2emisiones y absorciones equivalentes acumuladas a lo largo de toda su vida útil: si las emisiones durante la agricultura, el procesamiento, el transporte y la combustión son más altas que lo que absorben (y almacenan) las plantas, tanto en la superficie como bajo tierra, durante la vida útil del proyecto, el proyecto es carbono positivo. Asimismo, si la absorción total es mayor que las emisiones totales, el proyecto es carbono negativo. En otras palabras, la negatividad del carbono es posible cuando la acumulación neta de carbono compensa con creces las emisiones netas de gases de efecto invernadero del ciclo de vida.
Los cultivos energéticos más amigables con el clima parecen ser los pastos energéticos perennes, debido a los bajos insumos de energía y las grandes cantidades de carbono almacenadas en el suelo. Los investigadores argumentan que la relación media de entrada/salida de energía para el cultivo perenne miscanthus es 10 veces mejor que para los cultivos anuales, y que las emisiones de gases de efecto invernadero son 20-30 veces mejores que para los combustibles fósiles. Los chips de miscanthus para calefacción ahorraron 22,3 toneladas de emisiones de CO 2 por hectárea por año en el Reino Unido, mientras que el maíz para calefacción y energía ahorró 6,3. Colza para biodiésel ahorrado 3.2. Otros investigadores tienen conclusiones similares.
Por lo general, los cultivos perennes secuestran más carbono que los cultivos anuales porque se permite que la acumulación de raíces continúe sin ser perturbada durante muchos años. Además, los cultivos perennes evitan los procedimientos de labranza anuales (arado, excavación) asociados con el cultivo de cultivos anuales. La labranza ayuda a las poblaciones de microbios del suelo a descomponer el carbono disponible, produciendo CO 2. Se ha observado que el carbono orgánico del suelo es mayor debajo de los cultivos de pasto varilla que debajo de las tierras de cultivo, especialmente a profundidades inferiores a 30 cm (12 pulgadas). Un metaestudio de 138 estudios individuales, realizado por Harris et al., reveló que las gramíneas perennes miscanthus y switchgrass plantadas en tierras cultivables en promedio almacenan cinco veces más carbono en el suelo que el monte bajo de rotación corta o las plantaciones forestales de rotación corta (álamos y sauce).McCalmont et al. comparó una serie de informes europeos individuales sobre el secuestro de carbono de Miscanthus × giganteus y encontró tasas de acumulación que oscilaban entre 0,42 y 3,8 toneladas por hectárea por año, con una tasa de acumulación media de 1,84 toneladas, o el 25 % del carbono total recolectado por año.
Fundamentalmente, la acumulación de carbono bajo tierra funciona como una herramienta de mitigación de gases de efecto invernadero porque elimina el carbono de la circulación de carbono sobre el suelo (la circulación de la planta a la atmósfera y de vuelta a las nuevas plantas). La circulación es impulsada por la fotosíntesis y la combustión: Primero, una planta absorbe CO 2 y lo asimila como carbono en su tejido tanto por encima como por debajo del suelo. Cuando el carbono de la superficie se extrae y luego se quema, la molécula de CO 2 se vuelve a formar y se libera a la atmósfera. Luego, una cantidad equivalente de CO 2 es absorbida por el crecimiento de la próxima temporada y el ciclo se repite.
Esta circulación sobre el suelo tiene el potencial de ser neutra en carbono, pero, por supuesto, la participación humana en su operación y guía significa un aporte de energía adicional, que a menudo proviene de fuentes fósiles. Si la energía fósil gastada en la operación es alta en comparación con la cantidad de energía producida, la huella de CO 2 total puede acercarse, igualar o incluso superar la huella de CO 2 procedente de la quema de combustibles fósiles exclusivamente, como se ha demostrado que es el caso de varios proyectos de biocombustibles de primera generación. Los combustibles para el transporte pueden ser peores que los combustibles sólidos en este sentido.
El problema se puede abordar tanto desde la perspectiva de aumentar la cantidad de carbono que se almacena bajo tierra como desde la perspectiva de disminuir la entrada de combustibles fósiles a la operación sobre la superficie. Si se almacena suficiente carbono bajo tierra, puede compensar las emisiones totales del ciclo de vida de un biocombustible en particular. Del mismo modo, si las emisiones aéreas disminuyen, se necesita menos almacenamiento de carbono subterráneo para que el biocombustible se vuelva neutral o negativo en carbono.
Whitaker et al. argumentan que un cultivo de miscanthus con un rendimiento de 10 toneladas por hectárea al año almacena suficiente carbono para compensar las emisiones relacionadas con la agricultura, el procesamiento y el transporte. El gráfico de la derecha muestra dos vías de producción de miscanthus con carbono negativo y dos vías de producción de álamo con carbono positivo, representadas en equivalentes de gramo de CO 2 por megajulio. Las barras son secuenciales y se mueven hacia arriba y hacia abajo a medida que se estima que el CO 2 atmosférico aumenta y disminuye. Las barras grises/azules representan las emisiones relacionadas con la agricultura, el procesamiento y el transporte, las barras verdes representan el cambio de carbono en el suelo y los rombos amarillos representan las emisiones finales totales.El segundo gráfico muestra los rendimientos medios necesarios para lograr una negatividad de carbono a largo plazo para suelos con diferentes cantidades de carbono existente. Cuanto mayor sea el rendimiento, más probable será la negatividad del carbono. Otros investigadores hacen la misma afirmación sobre la negatividad del carbono para miscanthus en Alemania, con un rendimiento de 15 toneladas secas por hectárea por año y un almacenamiento de carbono de 1,1 toneladas por hectárea por año.
El almacenamiento exitoso depende de los sitios de plantación, ya que los mejores suelos son aquellos que actualmente son bajos en carbono. Para el Reino Unido, se espera un almacenamiento exitoso para la tierra cultivable en la mayor parte de Inglaterra y Gales, y se espera un almacenamiento fallido en partes de Escocia, debido a que los suelos ya son ricos en carbono (bosques existentes). Además, para Escocia, los rendimientos relativamente más bajos en este clima más frío hacen que la negatividad del carbono sea más difícil de lograr. Los suelos que ya son ricos en carbono incluyen turberas y bosques maduros. El almacenamiento de carbono más exitoso en el Reino Unido tiene lugar debajo de pastizales mejorados. Sin embargo, dado que el contenido de carbono de los pastizales varía considerablemente, también lo hace la tasa de éxito de los cambios en el uso de la tierra de pastizales a perennes.Aunque el almacenamiento neto de carbono debajo de los cultivos energéticos perennes como miscanthus y switchtgrass supera con creces el almacenamiento neto de carbono debajo de los pastizales, bosques y cultivos herbáceos regulares, la entrada de carbono es simplemente demasiado baja para compensar la pérdida de carbono existente en el suelo durante la fase inicial de establecimiento.. Sin embargo, con el tiempo, el carbono del suelo puede aumentar, también para los pastizales.
Los investigadores argumentan que después de una discusión inicial, ahora (2018) hay consenso en la comunidad científica de que "[...] el balance de GEI [gases de efecto invernadero] del cultivo de cultivos bioenergéticos perennes a menudo será favorable [...]", también al considerar los cambios de uso de suelo directos e indirectos implícitos.
Impactos climáticos del albedo y la evapotranspiración
Las plantas cambian el color de la superficie de la tierra, y esto tiene un efecto sobre la reflectividad de la superficie (el llamado efecto "albedo"). Los colores más claros tienden a reflejar el calor y los colores más oscuros tienden a absorber el calor. Por ejemplo, cuando un área cambia de color de marrón terroso a verde, se absorbe menos calor. Por el contrario, cuando un área nevada cambia de color de blanco a verde, se absorbe más calor. Las investigaciones muestran que la forestación tiene un efecto de calentamiento neto en áreas boreales nevadas (también después de que se haya tenido en cuenta la absorción de carbono causada por la forestación), porque el color de los árboles es más oscuro que el color de la nieve. En otras palabras, el efecto albedo ayuda a compensar los largos tiempos de recuperación y paridad causados por la tala en tales áreas. El albedo forestal tiene un ligero efecto de enfriamiento a nivel mundial.
Las plantas provocan más evapotranspiración y por lo tanto mayor humedad local. El aumento de la humedad hace que una mayor parte de la energía solar entrante se gaste en evaporar el agua en lugar de calentar el suelo, creando así un efecto refrescante. En los bosques tropicales, la evapotranspiración también puede crear nubes bajas que reflejan la luz del sol, lo que se suma al efecto albedo. Los bosques liberan pequeñas partículas llamadas carbono orgánico, tanto a través de la combustión como directamente de los árboles vivos. Las partículas reflejan la luz solar, por lo que tienen un efecto refrescante por sí mismas, pero también ayudan a crear nubes, ya que el vapor de agua se condensa alrededor de las partículas. En ambos casos, el reflejo crea un efecto refrescante.
Si los cultivos anuales en el centro de EE. UU. fueran reemplazados por pastos perennes, se produciría un enfriamiento global significativo, principalmente por los efectos de la evapotranspiración, pero también por el albedo. El efecto albedo solo fue seis veces mayor que el efecto de desplazamiento de combustibles fósiles de los pastos. La razón del efecto albedo en este caso fue que las gramíneas perennes mantienen la superficie verde durante un período de tiempo más largo durante el año, en comparación con los cultivos anuales.
Impacto medioambiental
Densidades de producción de energía superficial
El impacto ambiental causado por la producción de biomasa u otras energías renovables depende en cierta medida de sus requisitos de uso del suelo. Para calcular los requisitos de uso del suelo, es esencial conocer las densidades de producción de energía superficial relevantes (por ejemplo, la producción de energía por metro cuadrado). Vaclav Smil estima que las densidades de energía de superficie promedio del ciclo de vida para biocombustibles modernos, producción de energía eólica, hidráulica y solar son 0.3 W/m, 1 W/m, 3 W/m y 5 W/m, respectivamente (energía en forma de calor para biocombustibles, y electricidad para eólica, hidráulica y solar). La densidad de potencia de superficie del ciclo de vida incluye la tierra utilizada por toda la infraestructura de apoyo, fabricación, minería/cosecha y desmantelamiento. Van Zalk et al. estima 0,08 W/m para biocombustible, 0,14 W/mpara hidráulica, 1,84 W/m para eólica y 6,63 W/m para solar (valores medios, sin que ninguna de las fuentes renovables supere los 10 W/m). El gas fósil tiene la densidad superficial más alta con 482 W/m, mientras que la energía nuclear con 240 W/m es la única fuente de energía de alta densidad y baja emisión de carbono. El consumo de energía humano promedio en tierra libre de hielo es de 0,125 W/m (calor y electricidad combinados), aunque aumenta a 20 W/m en áreas urbanas e industriales.
La razón de la baja densidad de potencia de algunos de los biocombustibles es una combinación de bajos rendimientos y solo una utilización parcial de la planta (por ejemplo, el etanol generalmente se elabora a partir del contenido de azúcar de la caña de azúcar o del contenido de almidón de maíz, mientras que el biodiésel a menudo se elabora a partir del aceite contenido en colza o soja).
Cuando se utiliza para la producción de etanol, las plantaciones de miscanthus con un rendimiento de 15 toneladas por hectárea por año generan 0,40 W/m. Los campos de maíz generan 0,26 W/m (rendimiento 10 t/ha). En Brasil, los campos de caña de azúcar suelen generar 0,41 W/m. El trigo de invierno (EE. UU.) genera 0,08 W/m y el trigo alemán genera 0,30 W/m. Cuando se cultiva para combustible de avión, la soja genera 0,06 W/m, mientras que el aceite de palma genera 0,65 W/m. La jatropa cultivada en terrenos marginales genera 0,20 W/m. Cuando se cultiva para biodiésel, la colza genera 0,12 W/m (promedio de la UE). La producción de biocombustibles líquidos requiere grandes aportes de energía en comparación con la producción de biocombustibles sólidos.Cuando estos insumos se compensan (es decir, cuando la energía utilizada se resta de la energía producida), la densidad de potencia desciende aún más: la producción de biodiésel a base de colza en los Países Bajos tiene la eficiencia energética más alta de la UE con una densidad de potencia ajustada de 0,08 W/m. mientras que el bioetanol a base de remolacha azucarera producido en España tiene el más bajo, con solo 0,02 W/m.
El uso de biomasa sólida con fines energéticos es más eficiente que el uso de líquidos, ya que se puede utilizar toda la planta. Por ejemplo, las plantaciones de maíz que producen biomasa sólida para combustión generan más del doble de energía por metro cuadrado en comparación con las plantaciones de maíz que producen para etanol, cuando el rendimiento es el mismo: 10 t/ha genera 0,60 W/m y 0,26 W/m respectivamente, sin compensar la entrada de energía. Se ha estimado que las plantaciones a gran escala de pinos, acacias, álamos y sauces en regiones templadas alcanzan rendimientos de 5 a 15 toneladas secas por hectárea al año, lo que significa una densidad de producción de energía superficial de 0,30 a 0,90 W/m.Para plantaciones de tamaño similar, con eucalipto, acacia, leucaena, pinus y dalbergia en regiones tropicales y subtropicales, los rendimientos suelen ser de 20 a 25 t/ha, lo que significa una densidad de producción de energía superficial de 1,20 a 1,50 W/m. Este rendimiento colocó las densidades de energía de estas plantaciones entre las densidades de la eólica y la hidroeléctrica. En Brasil, el rendimiento promedio de eucalipto es de 21 t/ha, pero en África, India y el sudeste asiático, los rendimientos típicos de eucalipto están por debajo de 10 t/ha.
La biomasa seca al horno en general, incluida la madera, el miscanthus y la hierba napier, tiene un contenido calorífico de aproximadamente 18 GJ/t. Al calcular la producción de energía por metro cuadrado, cada t/ha de producción de biomasa seca aumenta la producción de energía de una plantación en 0,06 W/m. Como se mencionó anteriormente, el promedio mundial de producción de energía eólica, hidráulica y solar es de 1 W/m, 3 W/m y 5 W/mrespectivamente. Para igualar estas densidades de energía superficial, los rendimientos de las plantaciones deben alcanzar 17 t/ha, 50 t/ha y 83 t/ha para energía eólica, hidráulica y solar, respectivamente. Esto parece factible para las plantaciones tropicales mencionadas anteriormente (rendimiento de 20 a 25 t/ha) y pasto elefante, por ejemplo, miscanthus (10 a 40 t/ha) y napier (15 a 80 t/ha), pero poco probable para bosques y plantas. muchos otros tipos de cultivos de biomasa. Para igualar el promedio mundial de biocombustibles (0,3 W/m), las plantaciones deben producir 5 toneladas de masa seca por hectárea por año. Cuando, en cambio, se utilizan las estimaciones de Van Zalk para energía hidroeléctrica, eólica y solar (0,14, 1,84 y 6,63 W/m respectivamente), los rendimientos de las plantaciones deben alcanzar las 2 t/ha, 31 t/ha y 111 t/ha para poder competir. Sin embargo, solo los dos primeros de esos rendimientos parecen alcanzables.
Tenga en cuenta que en el caso de instalaciones de combustión antiguas, es necesario ajustar los rendimientos para compensar la cantidad de humedad en la biomasa (evaporar la humedad para alcanzar el punto de ignición es energía desperdiciada a menos que el vapor resultante pueda aprovecharse para obtener energía). La humedad de la paja o fardos de biomasa varía con la humedad del aire circundante y las eventuales medidas de secado previo, mientras que los gránulos tienen un contenido de humedad estandarizado (definido por ISO) inferior al 10 % (gránulos de madera) e inferior al 15 % (otros gránulos). Del mismo modo, para la energía eólica, hidroeléctrica y solar, las pérdidas de transmisión de la línea eléctrica ascienden a aproximadamente el 8% a nivel mundial y deben contabilizarse.Si la biomasa se va a utilizar para la producción de electricidad en lugar de la producción de calor, los rendimientos deben triplicarse aproximadamente para competir con la energía eólica, hidráulica y solar, ya que la eficiencia actual de conversión de calor a electricidad es solo del 30-40%. Cuando simplemente se comparan las densidades de producción de energía superficial de biocombustibles, eólica, hidroeléctrica y solar, sin tener en cuenta el costo, esto empuja efectivamente tanto la energía hidroeléctrica como la solar fuera del alcance incluso de las plantaciones de mayor rendimiento, en cuanto a densidad de potencia.
Biodiversidad
Gasparatos et al. revisa la investigación actual sobre los efectos secundarios de todo tipo de producción de energía renovable y argumenta que, en general, existe un conflicto entre "[...] objetivos de conservación específicos del sitio/localidad y la política energética nacional/prioridades de mitigación del cambio climático [...] ]". Los autores argumentan que, por ejemplo, la biodiversidad debe verse como un "[...] objetivo igualmente legítimo de la Economía Verde como la reducción de las emisiones de GEI". La palma aceitera y la caña de azúcar son ejemplos de cultivos que se han relacionado con una biodiversidad reducida. Otros problemas son la contaminación del suelo y el agua por el uso de fertilizantes/pesticidas y la emisión de contaminantes al aire ambiente, principalmente por la quema de residuos en campo abierto.
Los autores señalan que el alcance del impacto ambiental "[...] varía considerablemente entre las diferentes opciones de energía de biomasa". Para mitigar el impacto, recomiendan "[...] adoptar prácticas de producción de bioenergía respetuosas con el medio ambiente, por ejemplo, limitando la expansión de las plantaciones de monocultivos, adoptando prácticas de producción respetuosas con la vida silvestre, instalando mecanismos de control de la contaminación y realizando un seguimiento continuo del paisaje". También recomiendan "[...] paisajes bioenergéticos multifuncionales".Otras medidas incluyen "[...] una cuidadosa selección de materias primas, ya que diferentes materias primas pueden tener compensaciones ambientales radicalmente diferentes. Por ejemplo, estudios estadounidenses han demostrado que las materias primas de segunda generación cultivadas en tierras sin fertilizar podrían brindar beneficios a la biodiversidad en comparación con monocultivos anuales". cultivos como el maíz y la soja que hacen un uso extensivo de agroquímicos”. Miscanthus y switchgrass son ejemplos de tales cultivos.
Dado que la UE ha definido la biodiversidad como un objetivo político importante, el Centro Común de Investigación de la UE ha examinado formas de garantizar que un mayor uso de la bioenergía no afecte negativamente a la biodiversidad en los bosques europeos. Solo se consideraron vías bioenergéticas que proporcionan recursos bioenergéticos adicionales en comparación con las prácticas forestales existentes, a saber, 1.) mayor uso de residuos de tala, 2.) forestación de áreas de tierra no utilizadas y 3.) conversión de bosques naturales en plantaciones forestales más productivas.Los autores dividieron los resultados en cuatro categorías, según su potencial para la mitigación del clima y la biodiversidad: 1.) Los escenarios en los que todos ganan (cuadrante verde en el gráfico de la derecha) tienen consecuencias positivas tanto para el clima como para la biodiversidad, 2.) escenarios de ganar-perder (cuadrante amarillo) son escenarios de compensación con consecuencias positivas para el clima pero consecuencias negativas para la biodiversidad, 3.) escenarios de perder-ganar (cuadrante amarillo) son escenarios de compensación con consecuencias negativas para el clima pero consecuencias positivas para la biodiversidad, y 4.) los escenarios de pérdida-pérdida (cuadrante rojo) tienen consecuencias negativas tanto para el clima como para la biodiversidad (ver gráfico a la derecha).
A largo plazo, el aumento de la bioenergía puede tener un impacto positivo en la biodiversidad porque "[...] el cambio climático en sí mismo es un importante impulsor de la pérdida de biodiversidad". Sin embargo, esto es difícil de cuantificar, por lo que, como medida conservadora, los autores optaron por recomendar solo vías de bioenergía con consecuencias para la biodiversidad que se consideren positivas a corto plazo. Lo mismo ocurre con los efectos climáticos; solo se recomendaron vías de bioenergía con consecuencias positivas a corto plazo (corto plazo se define como un período de 0 a 20 años, mediano plazo de 30 a 50 años y largo plazo de más de 50 años). El escenario alternativo para todos los escenarios de bioenergía era una mezcla de combustibles fósiles ("fuentes fósiles"), es decir, no exclusivamente de carbón. No se consideraron efectos de mercado, por lo que los resultados solo se consideran válidos para el despliegue de bioenergía a pequeña escala.
Los escenarios en los que todos ganan incluyen un mayor uso de árboles enteros de bosques de monte bajo, un mayor uso de residuos forestales delgados de bosques boreales con tasas de descomposición lentas y un mayor uso de todo tipo de residuos de bosques templados con tasas de descomposición más rápidas. Los escenarios en los que todos ganan también incluyen la forestación de antiguas tierras agrícolas con bosques mixtos o de regeneración natural. Los escenarios de ganar-perder (bueno para el clima, malo para la biodiversidad) incluyen la forestación en ecosistemas de pastizales antiguos ricos en biodiversidad que nunca fueron bosques, y la forestación de antiguas tierras agrícolas con plantaciones de monocultivos. Los escenarios de perder-ganar (malo para el clima, bueno para la biodiversidad) incluyen la expansión de bosques naturales en antiguas tierras agrícolas.Los escenarios de pérdida incluyen un mayor uso de residuos forestales espesos, como tocones de algunos bosques boreales con tasas de descomposición lentas, y la conversión de bosques naturales en plantaciones forestales. Algunas de las consecuencias negativas en los escenarios de compensación (cuadrantes amarillos) pueden minimizarse mediante la implementación de los criterios de sostenibilidad de RED II, por ejemplo, áreas prohibidas para la recolección de biomasa. Sin embargo, a medida que los bosques europeos envejecen, los autores esperan un aumento moderado del nivel de cosecha debido a la "dinámica de la edad del bosque" y para evitar las emisiones causadas por incendios forestales, plagas y tormentas de viento.En general, los científicos pueden describir la situación tal como la ven y proporcionar opciones de política, pero en última instancia, debería depender de los políticos priorizar entre la mitigación del clima y la biodiversidad en los escenarios de compensación porque esta priorización se basa en opciones de valor ético, no ciencia.
Contaminación
El uso tradicional de la madera en cocinas y fogatas produce contaminantes, que pueden tener graves consecuencias para la salud y el medio ambiente. Sin embargo, un cambio a la bioenergía moderna contribuye a mejorar los medios de vida y puede reducir la degradación de la tierra y los impactos en los servicios de los ecosistemas. Según el IPCC, existe una fuerte evidencia de que la bioenergía moderna tiene "grandes impactos positivos" en la calidad del aire. Asimismo, la AIE argumenta que la bioenergía tradicional es ineficiente y que la eliminación gradual de esta fuente de energía tiene grandes beneficios para la salud y grandes beneficios económicos. Cuando se quema en instalaciones industriales, la mayoría de los contaminantes que se originan en la biomasa leñosa se reducen en un 97-99 %, en comparación con la quema a cielo abierto.Un estudio de la neblina marrón gigante que periódicamente cubre grandes áreas en el sur de Asia determinó que dos tercios de ella habían sido producidos principalmente por la cocina doméstica y la quema agrícola, y un tercio por la quema de combustibles fósiles.
Protestas locales
Si bien se acepta generalmente que la bioenergía mitiga las emisiones de gases de efecto invernadero a escala mundial, los activistas ambientales argumentan que el aumento de la demanda de biomasa puede crear una presión social y ambiental significativa en los lugares donde se produce la biomasa. El impacto está principalmente relacionado con la baja densidad de potencia superficial de la biomasa. La baja densidad de energía superficial tiene el efecto de que se necesitan áreas de tierra mucho más grandes para producir la misma cantidad de energía, en comparación con, por ejemplo, los combustibles fósiles.
Las evaluaciones de viabilidad para reemplazar el carbón en las centrales eléctricas alemanas con biomasa de arbustos cosechada en Namibia, que experimenta la invasión de arbustos en más de 30 millones de hectáreas, han provocado protestas de organizaciones ambientales. Las organizaciones argumentan que los árboles y arbustos almacenan carbono y que quemarlos libera más CO 2 por adelantado que quemar carbón. Investigadores de Namibia argumentan que la invasión de arbustos provoca menores ingresos para los agricultores, menor biodiversidad, menor nivel de agua subterránea y desplazamiento de la vida silvestre. El transporte de biomasa a larga distancia ha sido criticado como un derroche e insostenible, y ha habido protestas contra la exportación de biomasa forestal en Suecia y Canadá.
En Mississippi, una empresa que producía gránulos de madera para centrales eléctricas del Reino Unido fue multada con 2,5 millones de dólares por exceder la contaminación por compuestos orgánicos volátiles durante varios años. En algunos casos, grandes áreas de bosques naturales se han talado ilegalmente (por ejemplo, en Rumania y Siberia y el bosque restante se ha incendiado para encubrir operaciones ilegales).
El debate sobre la biomasa forestal
Emisiones de chimeneas de biomasa forestal en comparación con el carbón
Las emisiones de chimenea por unidad de energía producida dependen del contenido de humedad en el combustible, las diferencias químicas entre los combustibles y las eficiencias de conversión. El contenido de humedad en los pellets de madera suele estar por debajo del 10 %, tal como se define en la norma ISO 17225-2:2014. La antracita tipo carbón normalmente contiene menos del 15 % de humedad, mientras que la bituminosa contiene del 2 al 15 %, la subbituminosa del 10 al 45 % y el lignito del 30 al 60 %. El tipo de carbón más común en Europa es el lignito.
Cuando se quema en instalaciones de combustión con la misma eficiencia de conversión de calor a electricidad, la madera seca al horno emite un poco menos de CO 2 por unidad de calor producido, en comparación con el carbón seco al horno. Sin embargo, muchas instalaciones de combustión exclusivamente de biomasa son relativamente pequeñas e ineficientes, en comparación con las plantas de carbón que suelen ser mucho más grandes. Además, la biomasa en bruto (por ejemplo, astillas de madera) puede tener un contenido de humedad más alto que el carbón (especialmente si el carbón se ha secado). Cuando este es el caso, una mayor parte de la energía inherente de la madera debe gastarse únicamente en evaporar la humedad, en comparación con el carbón más seco, lo que significa que la cantidad de CO 2 emitida por unidad de calor producido será mayor.
Por lo tanto, algunos investigadores (por ejemplo, el grupo de investigación Chatham House) argumentan que "[...] el uso de biomasa leñosa como energía liberará niveles de emisiones más altos que el carbón [...]". Asimismo, el Centro Manomet para las Ciencias de la Conservación argumenta que para las empresas de servicios públicos de menor escala, con una eficiencia de conversión del 32 % para el carbón y del 20-25 % para la biomasa, las emisiones del carbón son un 31 % menores que las emisiones de las astillas de madera. El contenido de humedad supuesto para las astillas de madera es del 45%. No se proporciona el contenido de humedad asumido para el carbón.
Héktor et al. argumentan que el problema de la humedad se mitiga de manera eficiente con las modernas instalaciones de combustión. Cowie et al. argumentan que las emisiones de chimenea para la biomasa y el carbón son las mismas cuando la biomasa se quema junto con el carbón en grandes centrales eléctricas, y que la biomasa torrefactada tiene una mayor eficiencia de conversión que los carbones de bajo rango. Los pellets de madera quemados en Drax en el Reino Unido (la planta de energía de biomasa más grande del mundo) tienen un 7 % de humedad y, cuando se queman, la planta tiene una eficiencia de conversión más alta que el promedio de las plantas de carbón en el Reino Unido (38,6 frente a 35,9 %). Las emisiones de chimenea fueron un 2 % más altas que el promedio del Reino Unido para el carbón en 2015. Cuando se incluyen las emisiones de la cadena de suministro de pellets de madera (los pellets se envían al Reino Unido desde EE. UU.), Drax afirma que las emisiones se reducen en más del 80 %, en comparación al carbón
El grupo consultor de bioenergía FutureMetrics argumenta que los pellets de madera con un 6% de humedad emiten un 22% menos de CO 2 para la misma cantidad de calor producido, en comparación con el carbón subbituminoso con un 15% de humedad, cuando ambos combustibles se queman en instalaciones con la misma conversión. eficiencia (aquí 37%). Asimismo, afirman que "[...] la madera seca con un CM [contenido de humedad] por debajo del 20 % tiene la misma o menor emisión de CO 2 por MMBTU [millones de unidades térmicas británicas] que la mayoría del carbón. Los pellets de madera con un CM por debajo del 10 % dan como resultado en menos emisiones de CO 2 que cualquier carbón en circunstancias por lo demás iguales". Sin embargo, cuando en su lugar se utilizan astillas de madera en bruto (45 % de contenido de humedad), esta biomasa de madera emite un 9 % más de CO2 que el carbón en general, por la misma cantidad de calor producido.
Teniendo en cuenta las instalaciones de combustión de biomasa existentes a pequeña escala, IEA Bioenergy estima que la biomasa forestal produce en promedio un 10 % más de CO 2 que el carbón, y el IPCC estima un 16 %. Sin embargo, ambos grupos de investigación argumentan que centrarse en las emisiones brutas es un error, lo que cuenta es el efecto climático neto de las emisiones y la absorción, en conjunto. IEA Bioenergy concluye que el CO 2 adicional de la biomasa "[...] es irrelevante si la biomasa se deriva de bosques gestionados de forma sostenible".
Silvicultura sostenible y protección forestal
En el contexto de la mitigación del CO 2, la medida clave con respecto a la sostenibilidad forestal es el tamaño de las existencias de carbono forestal: "El objetivo central de todos los programas de gestión sostenible en los bosques de producción es lograr un equilibrio a largo plazo entre la explotación y la regeneración. [...] [E]l efecto práctico de mantener un equilibrio entre la cosecha y la regeneración es mantener estables las reservas de carbono a largo plazo en los bosques gestionados". El IPCC define la silvicultura sostenible de manera similar, aunque incluye criterios ecológicos, económicos y sociales.
A nivel mundial, la reserva de carbono forestal ha disminuido un 0,9 % y la cubierta arbórea un 4,2 % entre 1990 y 2020, según la FAO. El IPCC afirma que existe desacuerdo sobre si los bosques mundiales se están reduciendo o no, y cita investigaciones que indican que la cubierta arbórea ha aumentado un 7,1 % entre 1982 y 2016. El IPCC escribe: "Si bien se estima que las reservas de carbono de la biomasa aérea están disminuyendo en los trópicos, están aumentando a nivel mundial debido al aumento de las existencias en los bosques templados y boreales [...]".
Algunos investigadores parecen querer algo más que bosques gestionados de forma sostenible "simplemente"; quieren aprovechar todo el potencial de almacenamiento de carbono de los bosques. Por ejemplo, la EASAC escribe: "Existe un peligro real de que la política actual haga demasiado hincapié en el uso de los bosques para la producción de energía en lugar de aumentar las reservas forestales para el almacenamiento de carbono". Además, argumentan que "[...] son los bosques más antiguos, de rotación más larga y los bosques antiguos protegidos los que exhiben las reservas de carbono más altas". Chatham House argumenta que los árboles viejos tienen una tasa de absorción de carbono muy alta, y que la tala de árboles viejos significa que se pierde este gran potencial de absorción de carbono en el futuro. Además, argumentan que hay una pérdida de carbono del suelo debido a las operaciones de cosecha.
En Europa, el 25 % de todos los bosques están protegidos, incluido el 89 % de los bosques primarios/antiguos. La nueva versión de la Directiva de Energías Renovables (RED II), introducida en 2021, amplió sus criterios de sostenibilidad de la producción de biocombustibles líquidos para incluir también biocombustibles sólidos (y gaseosos), que es más probable que se produzcan a partir de biomasa forestal.
Stephenson et al. están de acuerdo en que los árboles viejos absorben más CO 2 que los árboles jóvenes, debido a la mayor área foliar en los árboles adultos. Sin embargo, el bosque viejo (en su conjunto) eventualmente dejará de absorber CO 2 porque las emisiones de CO 2 de los árboles muertos cancelan la absorción de CO 2 de los árboles vivos restantes. Los bosques antiguos (o masas forestales) también son vulnerables a las perturbaciones naturales que producen CO 2. El IPCC escribe: "Cuando la vegetación madura o cuando las reservas de carbono de la vegetación y el suelo alcanzan la saturación, la eliminación anual de CO 2de la atmósfera disminuye hacia cero, mientras que las reservas de carbono pueden mantenerse (nivel de confianza alto). Sin embargo, el carbono acumulado en la vegetación y los suelos corre el riesgo de una pérdida futura (o una reversión del sumidero) provocada por perturbaciones como inundaciones, sequías, incendios o brotes de plagas, o por una gestión deficiente futura (nivel de confianza alto)." En resumen, el IPCC escribe que "[...] los paisajes con bosques más viejos han acumulado más carbono pero su capacidad de absorción está disminuyendo, mientras que los paisajes con bosques más jóvenes contienen menos carbono pero están eliminando CO 2 de la atmósfera a un ritmo mucho mayor [...]".
El Centro Común de Investigación de la UE escribe que los efectos medidos de la cosecha y la replantación en el carbono del suelo son "[...] leves a corto plazo, con disminuciones de carbono concentradas en el suelo del bosque y cerca de la superficie del suelo y aumentos de carbono en las profundidades minerales". capas de suelo". El JRC también argumenta que "[l]a cosecha de árboles enteros para la producción de biomasa tiene poco efecto a largo plazo en las reservas de carbono del suelo si se dejan en el sitio capas superficiales del suelo que contienen material orgánico (horizonte O), se gestionan los nutrientes y se protege el sitio". permitió que se regenerara [...]". El IPCC afirma que la base científica actual no es suficiente para proporcionar factores de emisión de carbono del suelo.
El IPCC argumenta que el efecto climático neto de la conversión de bosques no manejados a manejados puede ser positivo o negativo, dependiendo de las circunstancias. La reserva de carbono se reduce, pero dado que los bosques gestionados crecen más rápido que los bosques no gestionados, se absorbe más carbono. Se producen efectos climáticos positivos si la biomasa cosechada se utiliza de manera eficiente. Existe una compensación entre los beneficios de tener una reserva de carbono forestal maximizada, sin absorber más carbono, y los beneficios de tener una parte de esa reserva de carbono "desbloqueada" y, en cambio, funcionar como una herramienta de reemplazo de combustibles fósiles renovables, por ejemplo en sectores que son difíciles o costosos de descarbonizar.Cuando se pone a trabajar, este carbono se mueve de la reserva de carbono del bosque a los productos forestales y los portadores de energía, luego a través de la combustión en la atmósfera y luego de regreso al bosque a través de la fotosíntesis. En cada viaje de ida y vuelta, desplaza más y más carbono de combustibles fósiles que normalmente se usa en la producción de calor, la producción industrial y la producción de electricidad. Después de algunos viajes de ida y vuelta, la cantidad de carbono desplazado supera con creces la cantidad de carbono encerrado: "La biomasa producida de forma acumulativa a lo largo de las rotaciones posteriores puede superar con creces la biomasa producida en el escenario sin bioenergía, lo que constituye una 'biomasa adicional', que proporciona una red acumulada Ahorros de GEI que superan el costo de GEI de la reducción de las existencias de carbono forestal [...]".Dicho de otra manera: "Si se permite que el bosque siga creciendo, la energía de la biomasa se reemplazará con combustibles fósiles y los productos de madera se reemplazarán con materiales alternativos". Miner argumenta que "a largo plazo, el uso de biomasa forestal producida de manera sostenible como sustituto de los productos con alto contenido de carbono y los combustibles fósiles proporciona mayores reducciones permanentes en el CO 2 atmosférico que la preservación".
Resumiendo lo anterior, IEA Bioenergy escribe: "Como ha señalado el IPCC en varios informes, los bosques gestionados para producir madera aserrada, bioenergía y otros productos madereros pueden hacer una mayor contribución a la mitigación del cambio climático que los bosques gestionados solo para la conservación, por tres razones. Primero, la fuerza del sumidero disminuye a medida que los bosques de conservación se acercan a la madurez. Segundo, los productos de madera desplazan materiales intensivos en GEI y combustibles fósiles. Tercero, el carbono en los bosques es vulnerable a la pérdida a través de eventos naturales como plagas de insectos o incendios forestales, como se vio recientemente en muchas partes del mundo, incluidas Australia y California. La gestión de los bosques puede ayudar a aumentar la cantidad total de carbono secuestrado en los depósitos de carbono de los bosques y productos de madera, reducir el riesgo de pérdida de carbono secuestrado y reducir el uso de combustibles fósiles".
El IPCC argumenta que la gestión forestal sostenible "[...] destinada a proporcionar madera, fibra, biomasa y recursos no madereros puede proporcionar medios de subsistencia a largo plazo para las comunidades, reducir el riesgo de conversión de bosques a usos no forestales (asentamientos, cultivos, etc.), y mantener la productividad de la tierra, reduciendo así los riesgos de degradación de la tierra [...]". Otros investigadores también enfatizan la conexión entre las oportunidades económicas en la silvicultura y el aumento del tamaño de los bosques. Sin embargo, Cowie et al. argumentan que en algunas situaciones, "[...] como en latitudes altas donde la productividad forestal es muy baja, la retención y el aumento de las reservas de carbono forestal pueden producir una reducción mayor que la cosecha de bosques para obtener productos madereros, incluida la bioenergía, especialmente si los ahorros de GEI de la bioenergía uso son pequeños [...]".También argumentan que es poco probable que se protejan los bosques que generan ingresos para los propietarios de bosques privados. Cuando hay demanda de productos forestales y, por lo tanto, los bosques se gestionan para la producción de madera, el escenario sin bioenergía más realista no es la protección forestal, sino la producción continua de madera sin recolección y utilización de residuos. En este caso, los residuos se descompondrán por sí solos o serán incinerados, lo que en ambos casos produce emisiones sin ningún efecto de desplazamiento de combustibles fósiles. Los escenarios sin bioenergía más realistas en caso de baja demanda de productos forestales son el cambio de uso de la tierra a bosques naturales (con mayor riesgo de incendios forestales) o la tala rasa para prepararse para la agricultura o la urbanización.
Posiblemente reforzando los argumentos anteriores, los datos de la FAO muestran que la mayoría de los pellets de madera se producen en regiones dominadas por bosques gestionados de forma sostenible. Europa (incluida Rusia) produjo el 54 % de los pellets de madera del mundo en 2019, y las reservas de carbono forestal en esta zona aumentaron de 158,7 a 172,4 Gt entre 1990 y 2020. En la UE, la biomasa forestal aérea aumenta un 1,3 % anual en promedio, sin embargo, el aumento se está desacelerando porque los bosques están madurando. En 2020, la superficie forestal cubría el 39,8 % de la superficie terrestre total de la UE.Asimismo, América del Norte produjo el 29% de los pellets del mundo en 2019, mientras que las reservas de carbono forestal aumentaron de 136,6 a 140 Gt en el mismo período. Las existencias de carbono disminuyeron de 94,3 a 80,9 Gt en África, de 45,8 a 41,5 Gt en el sur y sudeste de Asia combinados, de 33,4 a 33,1 Gt en Oceanía, de 5 a 4,1 Gt en América Central y de 161,8 a 144,8 Gt en América del Sur. La producción de pellets de madera en estas áreas combinadas fue del 13,2 % en 2019. Sin embargo, Chatham House argumenta que "[l]os niveles de existencias de carbono forestal pueden permanecer igual o aumentar por razones totalmente ajenas al uso de energía".
Urgencia a corto plazo
Algunos grupos de investigación aún argumentan que incluso si las reservas de carbono de los bosques de Europa y América del Norte están aumentando, los árboles talados simplemente tardan demasiado en volver a crecer. EASAC, por ejemplo, argumenta que dado que el mundo está en camino de alcanzar el objetivo acordado de un aumento de temperatura de 1,5 grados en una década más o menos, la bioenergía de fuentes con altos tiempos de recuperación y paridad hace que sea más difícil lograr ese objetivo. Por lo tanto, sugieren que la UE debe ajustar sus criterios de sostenibilidad para que solo se defina como sostenible la energía renovable con tiempos de recuperación de carbono de menos de 10 años, por ejemplo, eólica, solar, biomasa de residuos de madera y tala de árboles que de otro modo se quemarían o descompondrían. relativamente rápido, y biomasa procedente del monte bajo de rotación corta (SRC).
Cowie et al. argumentan que "[...] un tiempo de recuperación de 10 años como criterio para identificar opciones de mitigación adecuadas es inconsistente con el objetivo de temperatura a largo plazo del Acuerdo de París, que requiere que se alcance un equilibrio entre emisiones y absorciones en el segundo mitad de este siglo […]”. También argumentan que las emisiones de la bioenergía son fundamentalmente diferentes de las emisiones de los combustibles fósiles, ya que las primeras son circulares y las últimas lineales. La biomasa es compatible con la infraestructura energética actual, por lo que funciona hoy, mientras que las alternativas propuestas con bajas emisiones "[...] pueden verse restringidas por un desarrollo inmaduro, alto costo o dependencia de nueva infraestructura".
Chatham House argumenta que podría haber puntos de inflexión a lo largo de la escala de temperatura donde se acelera el calentamiento. Cowie et al. argumenta que los puntos de inflexión son una incertidumbre, pero un punto de inflexión global parece poco probable "[...] si el calentamiento no supera los 2°C [...]". El IPCC argumenta que si bien hay "[...] argumentos a favor de la existencia de puntos de inflexión regionales, sobre todo en el Ártico [...]", no hay "[...] pruebas de puntos de inflexión a escala mundial en cualquiera de los modelos más completos evaluados hasta la fecha en estudios de evolución climática en el siglo XXI".
Una presuposición importante para el argumento de que "el crecimiento de los árboles es demasiado lento" es la opinión de que la contabilidad del carbono debe comenzar cuando se queman los árboles de determinados rodales forestales talados, y no cuando los árboles de esos rodales comienzan a crecer (ver Límites temporales del sistema, más arriba)..) Es dentro de este marco de pensamiento que se hace posible argumentar que el evento de combustión crea una deuda de carbono que tiene que ser pagada a través del rebrote de los rodales cosechados.
Cuando, en cambio, se supone que la contabilidad del carbono debe comenzar cuando los árboles comienzan a crecer, se vuelve imposible argumentar que el carbono emitido constituye una deuda. FutureMetrics, por ejemplo, argumenta que el carbono recolectado no es una deuda, sino "[...] un beneficio que se ganó durante 30 años de gestión y crecimiento [...]". Del mismo modo, Lamers y Junginger argumentan que los propietarios de bosques de edad uniforme gestionados intensivamente probablemente considerarán el año de establecimiento de la plantación como el año de inicio lógico para la contabilidad del carbono, y que la extracción redime un crédito de carbono en lugar de crear una nueva deuda. Sin embargo, desde la perspectiva de un formulador de políticas, [...] la pregunta principal es más bien si debe incentivar o no la cosecha para la bioenergía".En otras palabras, "[...] lo que es importante para la política climática es comprender la diferencia en los niveles futuros de GEI atmosféricos, con y sin cambiar a energía de biomasa leñosa. El crecimiento anterior del bosque es irrelevante para la cuestión política [... ]". Si esta línea de razonamiento se aplica posteriormente a las nuevas plantaciones forestales plantadas también en áreas de tierra "vacías" (por ejemplo, tierras agrícolas o marginales), el inicio de la contabilidad del carbono cambiará del evento de plantación al evento de cosecha, por ejemplo, después de la segunda rotación.
Como se mencionó anteriormente en Límites del sistema espacial, algunos investigadores limitan su contabilidad de carbono a masas forestales particulares, ignorando la absorción de carbono que tiene lugar en el resto del bosque. Otros investigadores incluyen todo el paisaje forestal al hacer su contabilidad de carbono. FutureMetrics, por ejemplo, argumenta que todo el bosque absorbe continuamente CO 2 y, por lo tanto, compensa de inmediato las cantidades relativamente pequeñas de biomasa que se quema en las plantas de biomasa día a día. Asimismo, IEA Bioenergy critica a EASAC por ignorar la absorción de carbono que está ocurriendo en el paisaje forestal, señalando que no hay pérdida neta de carbono si la cosecha anual es menor que el crecimiento anual del bosque.
El IPCC argumenta de manera similar: "Si bien los rodales individuales en un bosque pueden ser fuentes o sumideros, el balance de carbono del bosque está determinado por la suma del balance neto de todos los rodales". El IPCC también establece que el único enfoque aplicable universalmente a la contabilidad del carbono es el que contabiliza tanto las emisiones de carbono como las remociones (absorción) de carbono para tierras gestionadas (por ejemplo, paisajes forestales). Cuando se calcula el total, las perturbaciones naturales como los incendios y las infestaciones de insectos son restado, y lo que queda es la influencia humana.
Madera en rollo y residuos
Los investigadores también analizan el uso de madera en rollo frente a los residuos de tala. El Centro Común de Investigación de la UE define la madera en rollo como todo el material leñoso extraído del bosque, y los residuos de tala son las partes que probablemente permanecerían en el bosque en caso de que no hubiera demanda de bioenergía. El 20% de la biomasa talada se deja actualmente en el bosque como residuos de tala. Los residuos incluyen copas de árboles, ramas y tocones, pero también aclareos precomerciales (árboles pequeños, delgados y jóvenes talados para aumentar la productividad de todo el bosque), talas de salvamento y árboles talados para controlar el riesgo de incendio.Stemwood es un tipo de madera en rollo; según la definición del JRC, el tallo del árbol se corta a una altura de 15 cm sobre el suelo y se extiende de forma recta hasta un punto en el que el diámetro del tallo debe ser como mínimo de 9 cm. Consulte la nota a pie de página para obtener las definiciones completas de madera en rollo, madera de tallo, leña, tala de salvamento, madera para pulpa y madera aserrada. En general, se considera que los residuos y la madera en cascada (productos de madera que se queman para obtener energía al final de su vida útil) maximizan "el impacto climático positivo de la bioenergía". En Europa, aproximadamente el 20 % de la madera de tallo se usa para bioenergía, y el resto proviene de residuos de tala, residuos de procesamiento y madera posconsumo. Al menos la mitad de la madera de tallo proviene de bosques de monte bajo de rotación corta, que tienen tiempos de recuperación/paridad bajos y brindan servicios ecosistémicos.
Chatham House argumenta que sería mejor que parte de la biomasa definida como madera en rollo (principalmente los tallos) no se recolectara y utilizara para producir gránulos de madera, ya que esto aumentaría las crecientes reservas de carbono en el bosque. También argumentan que "[...] los árboles que no calificarían como madera aserrada de alta calidad podrían, sin embargo, utilizarse para pulpa, paneles o productos laminados".En otras palabras, sería mejor que esta biomasa de bajo valor se utilizara como materia prima para otros productos que para los pellets de madera, ya que el carbono se almacena durante un período de tiempo más largo en el primer caso. Chatham House también argumenta que todos los residuos de aserradero disponibles ya se están utilizando para la producción de gránulos, por lo que no hay espacio para la expansión. Para que el sector de la bioenergía se expanda significativamente en el futuro, una mayor parte de la madera para pulpa cosechada debe ir a las fábricas de pellets.
Cowie et al. argumentan que aproximadamente el 20 % de la "[...] madera en rollo (también conocida como madera de tallo), como los tallos pequeños de la tala de bosques [...]" se utiliza para pellets de madera en los EE. UU. Sin embargo, el uso de madera de tronco de bosques de rotación corta tiene tiempos de paridad cortos, y en bosques de rotación larga, la madera de tronco utilizada para pellets de madera generalmente consiste en subproductos de la producción de madera aserrada (aclareos o secciones de tronco irregulares/dobladas/dañadas de árboles más grandes). árboles.) La producción de madera aserrada proporciona más del 90% de los ingresos de los silvicultores y es la razón principal por la que existe la silvicultura.Sin un mercado para las secciones de tallo de baja calidad o los aclareos, se habrían dejado en el bosque para que se descompusieran o habrían sido incinerados al borde de la carretera. Cowie et al. también argumentan que el uso de aclareos para bioenergía fortalece el efecto de desplazamiento de carbono de los productos de madera cosechada, ya que la práctica de aclareo ayuda a producir más madera aserrada.
Del mismo modo, FutureMetrics argumenta que no tiene sentido que los silvicultores vendan madera en rollo de calidad para aserraderos a las fábricas de pellets, ya que obtienen mucho más dinero por esta parte del árbol de los aserraderos. Los silvicultores obtienen entre el 80 % y el 90 % de sus ingresos de la madera en rollo de calidad para troncos de aserrío y solo entre el 10 % y el 15 % de la madera para pulpa, definida como a.) la parte superior del tallo que es demasiado delgada o demasiado doblada para ser utilizada para la producción de madera aserrada, más las ramas, y b.) aclareos de árboles. Esta biomasa de bajo valor se vende principalmente a plantas de celulosa para la producción de papel, pero en algunos casos también a plantas de pellets para la producción de pellets. Los pellets suelen fabricarse con residuos de aserraderos en áreas donde hay aserraderos, pero también con madera para pulpa en áreas sin aserraderos.Lamers & Junginger argumentan que "[...] el mayor valor económico de la madera y los productos de [pulpa] de celulosa hace que el uso a gran escala de árboles enteros con fines energéticos sea muy poco probable donde exista una competencia regional por la fibra". Según el Centro Común de Investigación de la UE, tanto el sector de la bioenergía como el de los paneles de madera y el de la pulpa "[...] dependen de la demanda de madera aserrada y compiten por las mismas materias primas".
Beneficios climáticos a corto y largo plazo
Según Cowie et al., "[...] el atractivo percibido de opciones específicas de bioenergía forestal está influenciado por la prioridad otorgada a los objetivos climáticos a corto plazo frente a los de largo plazo". El IPCC, por ejemplo, afirma que las estrategias para evitar las emisiones de carbono de los bosques siempre brindan un beneficio de mitigación a corto plazo, pero argumentan que los beneficios a largo plazo de las actividades forestales sostenibles son más importantes:
En relación con una línea de base, las mayores ganancias a corto plazo siempre se logran a través de actividades de mitigación destinadas a evitar las emisiones [...]. Pero una vez que se ha evitado una emisión, las reservas de carbono en ese bosque simplemente se mantendrán o aumentarán ligeramente. [...] A largo plazo, la estrategia de gestión forestal sostenible destinada a mantener o aumentar las reservas de carbono forestal, al mismo tiempo que produce un rendimiento anual de madera, fibra o energía del bosque, generará el mayor beneficio de mitigación sostenido.
De manera similar, al abordar el tema de las consecuencias climáticas para la bioenergía moderna en general, el IPCC afirma: "Las emisiones de GEI del ciclo de vida de las alternativas modernas de bioenergía suelen ser más bajas que las de los combustibles fósiles [...]". En consecuencia, la mayoría de las vías de mitigación de GEI del IPCC incluyen un despliegue sustancial de tecnologías de bioenergía. Las rutas de bioenergía limitadas o inexistentes conducen a un aumento del cambio climático o al cambio de la carga de mitigación de la bioenergía a otros sectores. Además, aumenta el costo de la mitigación.
IEA Bioenergy argumenta que un enfoque exclusivo en el corto plazo hace que sea más difícil lograr una mitigación eficiente del carbono a largo plazo, y compara las inversiones en nuevas tecnologías de bioenergía con las inversiones en otras tecnologías de energía renovable que solo brindan reducciones de emisiones después de 2030, por ejemplo, el la ampliación de la fabricación de baterías o el desarrollo de la infraestructura ferroviaria. La Asociación Nacional de Programas Universitarios de Recursos Forestales recomienda un horizonte temporal de 100 años para producir una evaluación realista de las emisiones acumuladas.
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