¿Cómo funcionan los biocombustibles de segunda generación?

Estás viendo un campo de miscanthus, un miembro clave de la segunda generación de biocombustibles que está ayudando a cambiar el enfoque de los biocombustibles lejos del maíz. ¿Querer aprender más? Vea estas imágenes de vehículos de combustible alternativo. Tim Graham / Getty Images

A primera vista, los campos de miscanthus que cubren el condado de Sampson, Carolina del Norte, parecen de poca importancia. Con una altura de 1,21 metros (4 pies) más alta que un aro de baloncesto, el miscanto es una hierba gigante, puntiaguda, incomible, y algunos dirían inútil. Sin embargo, en opinión de otros, estas hojas de gran tamaño podrían algún día ser tan valiosas como el oro, o al menos un tanque de gasolina. Una empresa llamada Chemtex planea construir una refinería de $ 170 millones en el condado de Sampson que convertirá 20 millones de toneladas de miscanthus y otras hierbas en etanol cada año [fuente: Ramsey].

Durante años, políticos, periodistas y científicos han abogado por convertir las plantas en etanol y biodiesel para disminuir el consumo mundial de combustibles fósiles, especialmente petróleo crudo. El biocombustible se quema más limpio que los combustibles fósiles, liberando menos contaminantes y gases de efecto invernadero, incluido el dióxido de carbono, a la atmósfera..

Gran parte de los biocombustibles del mundo provienen de cultivos alimentarios como el trigo, el maíz, la soja y la caña de azúcar. La energía producida por estas plantas se conoce como biocombustible de "primera generación". Resulta que estos pioneros de los biocombustibles no cumplen la promesa que alguna vez cumplieron. Por un lado, algunos cultivos de biocombustibles de primera generación, especialmente maíz, compiten con los cultivos alimentarios por la tierra y el agua. El Departamento de Agricultura de Estados Unidos dice que las refinerías que desarrollan etanol a partir de maíz consumen aproximadamente el 40 por ciento de la cosecha de maíz cada año [fuente: Blas]. En 2009, el 25 por ciento de todos los cultivos de maíz y cereales de EE. UU. No se destinó a la producción de alimentos, sino a la producción de biocombustible [fuente: Vidal].

Tal consumo de cultivos puede crear muchos problemas, incluido el aumento de los precios de los alimentos y la deforestación. Además, los costos de conversión y uso de cultivos alimentarios como fuente de combustible pueden ser elevados. Esto se debe a que las refinerías solo pueden utilizar pequeñas partes de la planta para la producción de biocombustible, como su contenido de aceite, azúcar y almidón. Esta ineficiencia hace que los biocombustibles de primera generación sean menos agradables para el medio ambiente. Además, los expertos creen ahora que los biocombustibles nunca reemplazarán por completo al petróleo crudo como fuente de energía preferida. En resumen, la producción de biocombustibles es ineficaz y, en muchos aspectos, ambiental y económicamente inadecuada [fuentes: Banco Mundial; Ciencia diaria].

Pero el futuro del biocombustible como fuente alternativa de energía podría no ser tan sombrío como se pensaba. Gracias a la hierba miscanthus y otros cultivos de biocombustible de "segunda generación", el potencial para disminuir la dependencia mundial del petróleo extranjero nunca ha sido mayor.

El verano de 2012 fue caluroso y seco en gran parte de los Estados Unidos, especialmente en el Medio Oeste, el granero de Estados Unidos. Las condiciones áridas marchitaron el maíz y otros cultivos de cereales, lo que elevó los precios y tensó una economía ya débil.

La sequía histórica, la peor en 50 años, puso de relieve las limitaciones de la materia prima para biocombustibles de primera generación. Cuando los precios de los alimentos se dispararon, los agricultores, burócratas y políticos comenzaron a debatir la conveniencia de desviar los cultivos alimentarios hacia la producción de biocombustibles. Era una escena que se desarrollaba en un mundo cada vez más caluroso, seco y hambriento. El problema empeoró tanto que los grupos de ayuda alimentaria y las Naciones Unidas comenzaron a pedir a los gobiernos que eliminaran los mandatos de producción de biocombustibles para permitir una mayor producción de alimentos. La ONU dijo que cuando el mundo enfrenta una escasez de alimentos, los países deberían repensar sus políticas de biocombustibles [fuente: Blas].

Además de contribuir a una crisis alimentaria, producir etanol y biodiésel a partir de materias primas no es tan ecológico y económico como podría pensarse. Los biocombustibles de primera generación están hechos de azúcares y almidones que son fácilmente digeridos por la levadura. Si las refinerías convirtieran cada mazorca de maíz en etanol, solo reemplazaría el 12 por ciento del suministro de gasolina [fuente: Brune].

Además, los agricultores utilizan grandes cantidades de combustible fósil, agua y fertilizantes para cultivar y procesar la materia prima de primera generación en biocombustible. El proceso de cultivo y fabricación que convierte el maíz en etanol, por ejemplo, produce solo un 15 por ciento menos de gases de efecto invernadero que la gasolina [fuente: Tilman y Hill].

Afortunadamente, hay una nueva generación esperando para intervenir. A diferencia del biocombustible hecho de maíz, soja u otra materia prima de primera generación, los biocombustibles de segunda generación están hechos de plantas que nadie quiere comer. Aunque es un proceso difícil convertir los productos de desecho de las plantas, como tallos de maíz, tallos, hojas, cáscaras y astillas de madera en biocombustible, los beneficios potenciales son enormes. La tecnología de segunda generación puede producir mucho más combustible que los biocombustibles de primera generación, afectando mínimamente el suministro de alimentos y el medio ambiente..

Crecimiento de empleos verdes

Según la Asociación de la Industria de Biotecnología, la industria de los biocombustibles creará 190.000 puestos de trabajo en los Estados Unidos para el 2022. Además, la producción de biocombustibles podría reducir las importaciones de petróleo de los Estados Unidos en 70.000 millones de dólares en 12 años [fuente: Asociación de la Industria de Biotecnología].

El miscanto es un gran ejemplo de cultivo de biocombustible de segunda generación. La hierba crece rápidamente, es resistente a la sequía y prospera en suelos pobres que no se pueden utilizar para cultivos alimentarios. A diferencia del maíz y el grano, el miscanthus es perenne. Los agricultores solo tienen que plantarlo una vez y volverá año tras año. Además, el miscanthus y otros cultivos de segunda generación requieren mucho menos fertilizante y cultivo que los cultivos de primera generación, lo que se traduce en menos degradación ambiental y uso de energía..

En el condado de Sampson, Chemtex espera que los agricultores locales planten miscanthus en la primavera de 2013 para que la compañía tenga suficiente pasto para alimentar su refinería cuando abra un año después. Chemtex ya firmó un acuerdo con Gulf Oil para comprar todo el etanol que produce la refinería. La empresa construirá sus instalaciones en 166 acres. Debería emplear a 300 personas [fuente: Ramsey].

Los campos de miscanthus no competirán por la tierra que usan los agricultores de maíz y soja. Los funcionarios estatales ya han identificado 100,000 acres en una región de tres condados, incluido el condado de Sampson, que los agricultores pueden usar como tierras de cultivo para cultivos biológicos. Parte de esa superficie es tierra marginal en el mejor de los casos. Parte de ella es arenosa y facilitaría el cultivo de miscanthus y otros cultivos de biocombustible de segunda generación. Los criadores de cerdos ya utilizan algunos de esos acres como campos de aspersión de desechos de cerdos [fuente: Ramsey].

Si bien la producción de biocombustibles de segunda generación puede parecer la respuesta a nuestros problemas energéticos y ambientales, la situación es mucho más complicada. Tal como está ahora, el proceso para convertir cultivos de segunda generación en biocombustible es más caro que producir biocombustible de primera generación. Esto se debe a que se necesita mucha más energía para producir biocombustible a partir de cultivos de biocombustible de segunda generación que a partir de materia prima de primera generación. Como resultado, los científicos están buscando desesperadamente formas más nuevas y menos costosas de convertir los cultivos biológicos de segunda generación en biocombustible..

La eficiencia y la capacidad de producción son otros dos problemas que los científicos deben superar. Un estudio reciente sugiere que solo uno de los nueve biocombustibles de segunda generación arroja menos gases de efecto invernadero al aire que los combustibles fósiles. Además, muchos expertos no están tan seguros de si los biocombustibles de segunda generación pueden proporcionar suficiente combustible para alimentar los automóviles del mundo [fuente: Birdlife International].

Aunque existen estos otros problemas, los científicos e ingenieros confían en que pueden hacer funcionar los biocombustibles de segunda generación. No se espera que sean comercialmente viables durante varios años más, pero los expertos predicen que la nueva generación es la mejor respuesta para resolver los problemas energéticos y ambientales de nuestro mundo..

He escrito numerosos artículos sobre fuentes de energía renovables, incluidos los biocombustibles. Durante ese tiempo, me convencí de que ninguna fuente de energía saciará nuestra sed de combustibles fósiles. En cambio, una combinación de fuentes, desde la energía solar hasta la energía eólica y el combustible elaborado a partir de plantas, ofrece la mejor alternativa para salvar al mundo del cambio climático, que los seres humanos hemos causado. Llevará algún tiempo reducir el costo de producción de combustible de energía renovable para que su uso sea asequible. Me alienta que científicos de todo el mundo estén trabajando en el problema..

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Fuentes

• Organización de la Industria de Biotecnología. (28 de agosto de 2012) http://www.bio.org/
• Birdlife International. "Precauciones para un mayor desarrollo de biocombustibles". (28 de agosto de 2012) http://www.birdlife.org/eu/EU_policy/Biofuels/eu_biofuels7.html
• Blas, Javier. "La sequía aviva el debate sobre los biocombustibles". Tiempos financieros. 12 de agosto de 2012. (28 de agosto de 2012) http://www.ft.com/cms/s/0/12dbb322-e48d-11e1-affe-00144feab49a.html#axzz24vypflsb
• Brune, Michael. "Saliendo limpio: Rompiendo la adicción de Estados Unidos al petróleo y al carbón". Libros Sierra Club. 2008.
• Ramsey, John. "Energía de las plantas. La hierba puede convertirse en el combustible del futuro". Fay Observer. 20 de agosto de 2012. (28 de agosto de 2012) http://fayobserver.com/articles/2012/08/19/1196815?sac=fo.business
• Ciencia diaria. "¿Conducción ecológica? Poniendo a prueba los biocombustibles de segunda generación". 29 de junio de 2010. (28 de agosto de 2012) http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100629094535.htm
• Tilman, David y Hill, Jason. "El maíz no puede resolver nuestro problema". The Washington Post. 25 de marzo de 2007. (28 de agosto de 2012) http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/03/23/AR2007032301625.html
• Vidal, John. "Una cuarta parte de los cultivos de cereales de EE. UU. Se alimentan de automóviles, no de personas, según muestran nuevas cifras". El guardián. 22 de enero de 2010. (28 de agosto de 2012) http://www.guardian.co.uk/environment/2010/jan/22/quarter-us-grain-biofuels-food
• Banco Mundial. "Biocombustibles de segunda generación". Agosto de 2010. (28 de agosto de 2012) http://www-wds.worldbank.org/servlet/WDSContentServer/WDSP/IB/2010/08/30/000158349_20100830090558/Rendered/PDF/WPS5406.pdf