Bioenergía: parte de la solución al cambio climático
La biomasa es la única fuente renovable que puede sustituir a los combustibles fósiles en todos los mercados energéticos, proporcionando flexibilidad para equilibrar la expansión de los recursos eólicos y solares intermitentes y estacionales
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Según el informe Union Bioenergy Sustainability Report (1) la bioenergía es la principal fuente de energía renovable, en términos de consumo final bruto, en la UE a pesar del rápido crecimiento de la energía eólica y solar durante la última década.
En 2021 se consumieron un total de 148 millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep) de bioenergía en la UE-27, representando el 58,9% del mercado total de energías renovables. Más de la mitad del total el consumo de bioenergía fue en forma de biomasa sólida, seguido de los biocombustibles líquidos (12,9%) y el biogás (10,1%). Los biocombustibles líquidos, utilizados principalmente en el sector transporte, fueron un 77,1% por biodiésel y un 16,6% por bioetanol.
No existe una definición específica de bioenergía en la Directiva de Energías Renovables (conocida como la RED por sus siglas en inglés), pero cuando hablamos de bioenergía nos referimos a la energía (calor, electricidad o portadores de energía) producidos a partir de un tipo de biomasa. Según el artículo 2(24) de la RED II (2), se entiende por biomasa la fracción biodegradable de productos, desperdicios y residuos de origen biológico procedentes de la agricultura, incluidos los vegetales y sustancias animales, procedentes de la silvicultura y de industrias afines, incluida la pesca y acuicultura, así como la fracción biodegradable de los residuos, incluidos los industriales y municipales de origen biológico.
La biomasa sólida no tiene una definición específica en la RED pero abarca los materiales orgánicos sólidos de origen biológico y se relaciona con su estado físico antes de la conversión. La biomasa sólida incluye productos, subproductos y desechos tanto forestales como agrícolas.
El biogás, según el artículo 2.28 de la RED II, es un combustible gaseoso producido a partir de biomasa, principalmente mediante digestión anaeróbica y posiblemente (en el futuro) mediante gasificación y metanización. El biogás incluye biometano (puro). Actualmente el biogás se utiliza ya sea para la generación de calor y electricidad o se actualiza a calidad de gas natural y se inyecta en el gas red como biometano. El biometano también se puede utilizar en el transporte.
Los biolíquidos, según el artículo 2(32) de la REDII, son combustibles líquidos con fines energéticos distintos que para el transporte, incluida la electricidad y la calefacción y refrigeración producidas a partir de biomasa. El término sólo se utiliza para la biomasa líquida utilizada para generar electricidad. Desde un punto de vista químico y físico, estos materiales podrían ser los mismos que los biocombustibles. De ahí que la aplicación sea fundamental en la definición de biolíquidos.
Los biocombustibles, según el artículo 2, apartado 33, de la REDII, son combustibles líquidos para el transporte producidos a partir de biomasa, reemplazando así la gasolina fósil, el diésel u otros portadores de energía fósil.
El papel de la bioenergía en el futuro
La bioenergía puede ayudar a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones resultantes. Además, la plantación de árboles y los bosques gestionados de forma sostenible, incluidos los gestionados con fines energéticos, pueden ayudar a evitar o revertir la deforestación y compensar las emisiones de carbono al actuar como sumideros de carbono. Sin embargo, existe un debate importante sobre las cantidades de biomasa necesarias para su utilización a gran escala que podrían recolectarse de manera ambiental y socioeconómicamente sostenible.
Diferentes estudios han evaluado el potencial sostenible de la biomasa en Europa. La Agencia Europea de Medio Ambiente ya empezó en 2006 a caracterizar el potencial de biomasa disponible teniendo en cuenta las restricciones medioambientales (3). Este informe destaca que la biomasa podría contribuir con el 13% de la demanda de energía primaria de la UE en 2020. También confirmó la relevancia de la biomasa como fuente de energía, evolucionando desde una fase inicial basada en el aprovechamiento de los recursos existentes a una fase más optimizada en la que surgen nuevos potenciales provenientes de la agricultura.
Un mayor desarrollo de las tecnologías bioenergéticas mejorará la eficiencia, la confiabilidad y la sostenibilidad de las cadenas bioenergéticas.
En la Hoja de Ruta de la Energía 2050 (4), JRC-EU-TIMES estableció los potenciales y costes de la biomasa para las principales categorías de biomasa en los sectores agrícola, forestal y de residuos, para el período de 2010 a 2050. Este estudio conservador concluyó que el potencial de biomasa total está entre 14,8 y 21,1 EJ: el potencial agrícola oscila entre 6,0 y 9,6 EJ, el potencial forestal oscila entre 7,0 y 9,9 EJ y el potencial de residuos oscila entre 1 y 1,8 EJ.
Es importante señalar que existe una incertidumbre sobre la disponibilidad actual y futura de biomasa energética, ya que depende de muchos factores externos, como la población, los patrones de uso de la tierra, las políticas, los precios de la energía y el clima, entre otros.
Los beneficios climáticos podrían aumentar significativamente si los sistemas de bioenergía se combinan con la captura y almacenamiento de carbono, como ya se está considerando en el diseño de carteras energéticas para lograr la futura estabilización climática.
Desafíos de la bioenergía avanzada
La biomasa es la única fuente renovable que puede sustituir a los combustibles fósiles en todos los mercados energéticos (producción de calor, electricidad y combustibles para el transporte). En el sector energético, la bioenergía puede proporcionar flexibilidad para equilibrar la expansión de los recursos eólicos y solares intermitentes y estacionales. Para la industria, la biomasa puede suministrar eficientemente calor de proceso a alta temperatura, junto con una amplia variedad de valiosos productos químicos y materiales de base biológica. En el sector de la construcción, la biomasa proporciona la materia prima para sistemas de calefacción urbana, hornos y cocinas altamente eficientes. En el transporte, los biocombustibles líquidos y gaseosos pueden sustituir a los combustibles fósiles en la aviación, el transporte marítimo y el transporte de mercancías pesadas.
La bioenergía avanzada (que se produce a partir de materias primas lignocelulósicas, cultivos no alimentarios o desechos y corrientes de residuos industriales) contribuirá significativamente a la seguridad energética, reducirá las emisiones de GEI, proporcionará una alternativa sostenible a largo plazo a los combustibles fósiles, creará miles de nuevos puestos de trabajo, estimulará desarrollo rural y generar riqueza dentro de la creciente bioeconomía europea.
Opciones de utilización de biomasa
Las tecnologías para producir calor y energía a partir de biomasa, y las rutas de primera generación hacia los biocombustibles, ya están bien desarrolladas y plenamente comercializadas. Sin embargo, se está desarrollando una amplia gama de tecnologías de conversión adicionales, que ofrecen perspectivas de mayor eficiencia, menores costos y mejor desempeño ambiental. Un mayor desarrollo de las tecnologías bioenergéticas mejorará la eficiencia, la confiabilidad y la sostenibilidad de las cadenas bioenergéticas.
En el sector de la calefacción, la mejora conduciría a sistemas más limpios y fiables vinculados a un suministro de combustible de mayor calidad. En el sector eléctrico, el desarrollo de sistemas de cogeneración o electricidad más pequeños y rentables podría adaptarse mejor a la disponibilidad de recursos locales. En el sector del transporte, las mejoras podrían conducir a biocombustibles de mayor calidad y más sostenibles para algunas aplicaciones, como la marina (transporte marítimo) o la aviación.
Emisiones negativas y producción y uso de biomasa sostenible
La bioenergía sostenible podría ayudar a aliviar las elevadas concentraciones de CO2 atmosférico evitando emisiones y mediante el secuestro de carbono.
Si bien no existe una definición acordada de lo que constituye “biomasa sostenible”, la RED II (2) ha definido criterios de sostenibilidad para los biocombustibles líquidos utilizados en el transporte, así como para los combustibles de biomasa sólida y gaseosa para la producción de energía, calefacción y refrigeración para garantizar la sostenibilidad económica, ambiental y social a lo largo de toda la cadena de suministro. Esto incluye tener en cuenta aspectos como el uso de la tierra, las prácticas agrícolas, la competencia con los alimentos, la eficiencia energética, el ahorro de emisiones de gases de efecto invernadero y el análisis del ciclo de vida.
En Europa, la reforestación y la implantación de bosques en tierras agrícolas abandonadas para producir bioenergía mejorarían la sostenibilidad económica. En particular, se deben promover sistemas perennes leñosos y herbáceos de bajo manejo para la producción de biomasa en tierras degradadas y en tierras no aptas para cultivos alimentarios para que sirvan como sumideros de carbono. A largo plazo, la biomasa acuática (algas) también podría contribuir significativamente a la captura de CO2.
Los beneficios climáticos podrían aumentar significativamente si los sistemas de bioenergía se combinan con la captura y almacenamiento de carbono, como ya se está considerando en el diseño de carteras energéticas para lograr la futura estabilización climática. De hecho, el V Informe de Evaluación del IPCC (5) destaca que la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS) es una tecnología clave para apoyar los objetivos y umbrales climáticos del Acuerdo de París. BECCS implica la utilización de biomasa como fuente de energía y la captura y almacenamiento permanente del CO2 producido durante la conversión de biomasa en energía. BECCS podría aplicarse a diversos sectores industriales, como las centrales eléctricas de combustión de biomasa, las centrales combinadas de calor y energía, la industria de la celulosa, la gasificación de biomasa y la fermentación de etanol. El acoplamiento de procesos de biorrefinería no energéticos puede generar beneficios adicionales para el atractivo financiero de BECCS, como la producción de productos químicos ecológicos, bioplásticos y resinas plásticas.
Las tecnologías de emisiones negativas basadas en la biomasa enfrentan los mismos desafíos que otras opciones de mitigación de la biosfera, a saber, el despliegue de sistemas sostenibles de producción de biomasa a gran escala y sistemas de transporte eficientes para recolectar biomasa. BECCS también requerirá la existencia de precios del carbono lo suficientemente altos como para hacer financieramente viable la costosa inversión en instalaciones de captura y almacenamiento de carbono.
En resumen, podemos decir que el sector de la bioenergía avanzada está evolucionado con éxito en los últimos años y se están dando algunos pasos importantes para establecer la bioenergía avanzada como una herramienta renovable muy eficaz para la descarbonización.
Hoy en día es impensable pensar en el futuro sin pensar en un enfoque de soluciones tecnológicas mixtas, en el que las soluciones de combustibles con bajas o cero emisiones de carbono ayuden no solo a limitar sino también a revertir las consecuencias negativas del cambio climático, y para ello, la integración de la bioenergía avanzada en el mix energético es crucial.
En los últimos años, se han producido varias señales, como la publicación de la RED III, que indican que los responsables de la toma de decisiones comprenden mejor el importante papel de la bioenergía avanzada en esta transición. Esta actualización legislativa marcará un punto de inflexión en la validación de los residuos y otros biocombustibles avanzados como parte esencial de la estrategia de descarbonización europea.
REFERENCIAS
1. Union Bioenergy Sustainability Report. Study to support reporting under Article 35 of Regulation (EU). 2018/1999. EUROPEAN COMMISSION. Directorate-General for Energy. En: file:///C:/Users/u3098/Downloads/union%20bioenergy%20sustainability%20report-MJ0224019ENN%20(1).pdf.
2. RED II. Directive (EU) 2018/2001 on the promotion of the use of energy from renewable sources. En: https://www.europex.org/eulegislation/renewable-energy-energy-directive/.
3. How much bioenergy can Europe produce without harming the environment? EEA Report No 7/2006.
4. The JRC-EU-TIMES model. Bioenergy potentials for EU and neighboring countries
