El papel de la bioenergía y la bioeconomía circular en la consecución de una transición justa

El camino hacia el cumplimiento de los objetivos energéticos de renovables para 2030 y la completa descarbonización en 2050, pasa por incluir a la biomasa en el mix de fuentes energéticas. Es un recurso local sostenible presente en distintas formas en todos los territorios, gestionable y asequible, favorece la creación y fijación de empleo, especialmente en las zonas rurales.

Papel de la bioenergía y la bioeconomía circular en el futuro

En un contexto global, la bioenergía es clave para lograr alcanzar los objetivos adoptados en 2015 por los líderes mundiales sobre desarrollo sostenible, recogidos en la Agenda 2030. Se ha identificado que la biomasa contribuye al menos al ODS 7, “Energía asequible y no contaminante” ODS 8 “Trabajo decente y crecimiento económico”, ODS 9, “Industria, innovación e infraestructura”, ODS 11, “Ciudades y comunidades sostenibles”, ODS 12, “Producción y consumo responsable”, ODS 13 “Acción por el clima” y ODS 15, “Vida de ecosistemas terrestres”.

De igual manera, la investigación e innovación en materia de biomasa puede contribuir al menos a 6 de los desafíos de la innovación, consensuados en 2016, por el grupo Mission Innovation en la Conferencia de las Partes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático celebrada en Marruecos (COP 22): IC1: Redes inteligentes, IC2: Acceso a la electricidad fuera de red, IC3: Captura de carbono, IC4: Biocombustibles sostenibles, IC5: Conversión de luz solar, IC6: Materiales sostenibles, IC7: Calefacción y refrigeración de edificios asequible, IC8: Hidrógeno renovable y limpio

Como vemos, el camino hacia el cumplimiento de los objetivos energéticos de renovables para 2030 y la completa descarbonización en 2050, pasa por incluir a la biomasa en el mix de fuentes energéticas. Es un recurso local sostenible presente en distintas formas en todos los territorios. Constituye una energía 100% gestionable y asequible, reactiva economías locales, favorece la creación y fijación de empleo, especialmente en las zonas rurales. Y, al mismo tiempo, enfocado hacia el concepto de bio-industria, la biomasa puede constituirse como alternativa sostenible a una variedad de materiales que se han venido produciendo mediante origen fósil.

El desarrollo de tecnologías asociadas a la biomasa y la utilización eficaz de los recursos en un modo sostenible, su adecuación a las diferentes realidades de cada país y su implantación en cada emplazamiento concreto, ha de ser un motor económico y vertebrador de las regiones. En múltiples sectores, desde rural y periurbano, pasando por industriales, hasta el uso eficiente de la biomasa en ciudades.

Al hablar de biomasa y transición justa se debe hacer un enfoque ambicioso de bioeconomía circular. Englobando la bioenergía, los bioproductos, las biorrefinerías, las bioindustrias y la gestión de residuos, tanto para reciclaje como recuperación de energía en forma sostenible.

Bioenergía

La bioenergía es clave para alcanzar los objetivos de la UE en términos de energía renovable para 2030 y 2050. Según el escenario de mitigación de la Comisión Europea, el consumo bruto de bioenergía para 2050 ascenderá a entre 170 y 252 Tep. Las oportunidades de aumentar la utilización de la bioenergía se ven, por ejemplo, en campos que utilizan residuos, subproductos y desechos agrícolas, forestales y agroindustriales. La movilización activa de estas materias primas puede reducir significativamente el coste general de las opciones de generación de base biológica y el cumplimiento de los objetivos climáticos. Un mayor desarrollo de tecnologías avanzadas de combustibles lignocelulósicos es esencial para satisfacer los objetivos de producción de biocombustibles, junto con el desarrollo de sistemas integrados de biorrefinería. El uso de residuos biogénicos y el reciclaje de productos de base biológica son componentes esenciales de una economía circular y, por lo tanto, son de gran importancia para una bioeconomía sostenible.

La bioenergía también puede desempeñar un papel importante como portador energético flexible que equilibre los sistemas de energía, calor y frío. Se debe analizar las posibilidades reales de adaptación de antiguas centrales de carbón a biomasa y residuos (aunque sea menor potencia/capacidad), oportunidad que en España no se está sabiendo aprovechar y considerar de manera objetiva el análisis de las capacidades energéticas de la biomasa en el mix eléctrico. Los proyectos de hibridación tanto con otras renovables como que vinculen los biocarburantes y la producción de hidrógeno renovable a partir de biomasa han de desempeñar igualmente un papel importante.

Biocombustibles avanzados

El enfoque futuro no debería considerar únicamente la movilidad eléctrica y el hidrógeno en términos del sector del transporte. El motor de combustión formará parte de la transición energética y, en consecuencia, también los biocarburantes sostenibles. Éstos van a contribuir a corto plazo a reducir la huella de carbono en los segmentos de transporte que seguirán dependiendo de los motores de combustión interna, y son complementarios a los nuevos modos de movilidad que se espera que tengan un impacto significativo en el mercado.

Los biocombustibles avanzados ofrecen una opción ágil para descarbonizar con rapidez el sector del transporte. Aspectos como la tasa de sustitución de la flota de vehículos fósiles, la necesidad de nuevas infraestructuras o la posible escasez de algunos materiales clave para la producción de baterías, así como la incertidumbre sobre la disponibilidad y el costo de la electricidad renovable en el futuro, enfatizan la necesidad continua de biocombustibles avanzados en el sector del transporte dentro de la próxima década.

Por otro lado, la biomasa representa casi la única única vía hacia la descarbonización de sectores del transporte donde no existen otras alternativas sencillas a los combustibles fósiles utilizados tradicionalmente. Un claro ejemplo es el sector de la aviación, donde diferentes tipos de bioquerosenos emergen como solución preferente para la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero de las flotas aéreas.

En resumen, un enfoque más constructivo debe ser identificar y potenciar las sinergias entre la electromovilidad, el hidrógeno y los biocombustibles, sin excluir a ninguno.

Bioproductos

Si se amplía la mirada más allá del enfoque tradicional de bioenergía y biocarburantes, integrando el concepto de biorrefinería y bioindustria como paradigma, la biomasa y los residuos permiten un cambio radical en los modelos productivos transfomándolos en un modelo basado en la  bioeconomía circular. El número de productos biobasados es amplísimo. Por citar ejemplos, biomateriales, biocomposites, biofibras y bioplásticos, bioproductos químicos como los biofertilizantes, biocosméticos y biofarmaceúticos, bioaditivos alimentarios y bioproductos alimenticios para animales, entre otros).

Para conjugar criterios de sostenibilidad y rendimiento económico, las biorrefinerías y bioindustrias han de tener un enfoque basado en el principio del uso en cascada de los insumos. Favoreciendo la generación de productos de mayor valor añadido y más eficientes en cuanto a recursos, como los productos de base biológica y el material industrial y acompañado de la producción de energía por valorización térmica del material restante. Así, los subproductos y desechos de un proceso de producción se utilizan en otros procesos de producción de bioproductos y/o bioenergía. Así, las biorrefinerías resultan esenciales para contribuir a los principios de una "sociedad de cero desechos.

Perspectiva en España, situación actual y oportunidades

España es una potencia europea en recursos biomásicos de todo tipo. Es el tercer país europeo por recursos absolutos de biomasa forestal (sólo por detrás de Suecia y Finlandia) y el séptimo en términos per cápita. Somos el principal país productor mundial de aceite de oliva, uno de los principales exportadores de hortofrutícolas  y líderes en la producción de ganado porcino en Europa. Ello supone una alta cantidad de recursos y residuos biomásicos susceptibles de utilización. Sin embargo, ocupamos la posición decimosexta en consumo de biomasa per cápita. De igual manera, en la gestión de residuos sólidos urbanos según los últimos datos de CEWEP, Confederation of European Waste-to-Energy Plants, en España en 2019, 54% de los residuos generados se envían todavía a vertedero, muy lejos del cumplir el 35% marcado por la directiva para 2016 y a años luz de países como Suecia donde el 53% se destina a valorización energética y el 47% se recicla.     

España es una potencia europea en recursos biomásicos de todo tipo. Sin embargo, ocupamos la posición decimosexta en consumo de biomasa per cápita y enviamos más de la mitad de los residuos a vertedero. La década 2020-2030 debe ser clave para el desarrollo y la expansión de la Bioeconomía si se quiere cumplir con la legislación vigente y futura.

En consecuencia, esta década 2020-2030 debe ser clave para el desarrollo y la expansión de la valorización de biomasas y, por ende, de la Bioeconomía si se quiere cumplir con la legislación vigente y futura.

Promoción de la investigación, desarrollo y comercialización

Para alcanzar el despliegue del uso de la biomasa en su aproximación más ambiciosa de bioenergía, biocarburantes, bioproductos y bioindustrias, es necesario un enfoque integrado de medidas políticas sólidas, investigación, innovación y soluciones de financiación.

Se necesita una política de I+i adecuada, que apoye objetivos claros y ambiciosos, permita la armonización de las políticas respaldada por pruebas científicas y tenga en cuenta el marco temporal de aplicación. Esta política también debe ayudar a encontrar soluciones sostenibles para ampliar la base de recursos necesaria para proporcionar volúmenes suficientes y un marco para los esfuerzos concertados de I+i, incluidas las soluciones de financiación viables.

Incluso si las primeras instalaciones, por ejemplo de producción de biocombustibles avanzados, ya están funcionando con éxito, serán necesarios ciclos de mejora de procesos adicionales para mejorar los rendimientos y lograr reducciones de costes. Al mismo tiempo, la investigación y el desarrollo seguirán siendo esenciales para facilitar el desarrollo de nuevas tecnologías. La financiación pública tendrá que apoyar estas actividades para reforzar el papel de España como región clave para la biomasa.

La tecnología y el desarrollo del mercado deben ir de la mano. La futura financiación de la investigación debería tener en cuenta el beneficio global que ofrecen la biomasa, pero también los recursos, entornos e infraestructuras locales, así como un enfoque totalmente armonizado.

Agenda Estratégica de Investigación e Innovación del sector español de la Biomasa y la Bioeconomía

En 2020 se publicó la Agenda Estratégica de Investigación e Innovación del sector español de la Biomasa y la Bioeconomía. Fue elaborado en el espacio de colaboración público-privada que proporciona BIOPLAT. Constituye un documento conjunto y coordinado de todos los agentes interesados en el desarrollo de la biomasa y la bioeconomía en España de referencia y ayuda a la toma de decisiones y diseño de hojas de ruta. Aspira a servir como instrumento facilitador para la coordinación de políticas, estrategias y financiación en I+D+i, para fomentar el desarrollo de proyectos basados en la biomasa que permitan superar las barreras existentes y posicionen a las empresas y centros de investigación españoles a la vanguardia de la transición hacia la bioeconomía y la utilización sostenible de la biomasa en Europa.

El documento se divide en cinco grandes bloques y recoge de manera detallada las condiciones, prioridades y esfuerzos que favorezcan el desarrollo de la Biomasa y la Bioeconomía en todas las regiones de España. El primero, introductorio, analiza el valor que aporta la biomasa para los grandes retos de la sociedad actual: energético, medioambiental y demográfico. A continuación, se presentan cuatro bloques, materias primas, bioenergía, bioproductos y valor añadido, a través de los cuales se descifran las claves para su desarrollo y perspectivas, y se describen las líneas de investigación e innovación de cada uno de ellos. Como áreas prioritarias de investigación e innovación se establecen: En Materias Primas, optimizar la identificación, la obtención y la movilización materias primas biomásicas para distintos usos, bioenergía y bioproductos. Para Bioenergía, extender y optimizar la respuesta técnico-económica y medioambiental de los procesos que intervienen en la generación de bioenergía. En el área de Bioproductos, la premisa clase es identificar la cadena de valor y establecer modelos de negocio de producción medioambiental y económicamente sostenibles, utilizar biomasas de origen residual o subproductos de procesos industriales, haciendo converger los conceptos biorrefinería y economía circular.

Además de las áreas prioritarias anteriores, se debe actuar haciendo análisis de sostenibilidad, técnico-económicos, regulatorios, de penetración en el mercado, estrategias educativas y de comunicación, entre otros, a partir de los cuales se va a contribuir a aumentar el conocimiento sobre la sostenibilidad y la excelencia de la producción de bioenergía y bioproductos.

Todo lo anterior contribuirá a la demostración de los beneficios y las buenas prácticas del sector de la biomasa, con objeto de visibilizarlos y aumentar el conocimiento sobre la contribución de la bioeconomía a los objetivos de otras políticas estratégicas para España y sus regiones.

El CIEMAT está ejecutando un proceso de Análisis Estratégico cuyo objetivo es identificar, definir y poner en marcha actuaciones estratégicas, que permitan mantener su posición de excelencia y relevancia en la investigación europea. El resultado será el Plan Estratégico que marcará el camino, la referencia y los criterios para la toma de decisiones, la priorización y el desarrollo de las líneas de actuación claves a aplicar en los próximos años. De manera específica, alineada con todo lo anterior, se ha definido como Área Científico Tecnológica la dedicada a Bioenergía, bioproductos y residuos.

Sobre el autor

José María Sánchez Hervás es Jefe de la División de Combustión y Gasificación y Responsable de la Unidad de Valorización Termoquímica Sostenible. Coordinador del Área Científico Técnica en Bioenergía, Bioproductos y Residuos del CIEMAT.

Artículo publicado en el número 233 de RETEMA.