La energía ecológica: componente importante en la agricultura mundial

beauty_shotDe acuerdo con la Agencia Internacional de Energía (AIE), los combustibles fósiles suministran el 80% de la energía global, mientras que la biomasa representa la fuente de energía renovable más importante, proveyendo alrededor del 9% del total. La agricultura moderna puede adoptar tecnologías de punta para producir alimentos y convertir la biomasa de residuos en energía renovable limpia, biocombustibles y bioproductos.

La producción integral de alimentos, biomasa, fibra y madera pueden hacer de la agricultura y la industria forestal el nexo para una nueva revolución industrial sustentable.

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Preparación natural de energía

Cuando las plantas crecen, la fotosíntesis usa la energía del sol para convertir dióxido de carbono (CO2) atmosférico en carbohidratos, celulosa y otras moléculas. En los ecosistemas, cuando plantas y animales mueren, y en presencia de oxígeno, el proceso de descomposición de materia orgánica libera la energía almacenada en la planta o los tejidos animales — más CO2 — a la atmósfera, para cerrar un ciclo que es neutro desde el punto de vista de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

Existe una amplia variedad de fuentes de biomasa para la energía, que incluye pastos, cultivos para energía, residuos agrícolas y forestales, y desperdicios de alimentos y municipales, los cuales son subproductos de la vida moderna.

Energía ecológica
En promedio, en la mayoría de los países industrializados, la biomasa contribuye con menos del 10% del suministro total de energía, aunque en algunos países desarrollados como Suecia, la proporción es de 20 a 30%.

En México, el bagazo de caña es, después de la leña, la principal fuente de bioenergía, utilizada en ingenios azucareros para la producción de calor y electricidad para consumo del propio ingenio. Se estima que se aprovechan 100 PJ de bagazo al año, equivalentes al 1.2% de la oferta interna bruta de energía. Sin embargo, se calcula que el potencial total es de entre 3,000 y 4,500 PJ/año.

La fundación World Wide Fund afirma que la biomasa podría suministrar el 9% de la demanda de energía primaria global y el 24% de la electricidad requerida a nivel mundial para el año 2020. Actualmente, y en términos relativos, el uso de la biomasa procedente de cultivos y desperdicios animales genera seis veces más energía que los sistemas solares, geotermales y eólicos en Estados Unidos.

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Producción de biocombustibles a nivel mundial
En 2007, la Comisión Europea publicó un mapa de proyección para energía renovable, el cual establece una meta de uso en el transporte del 10% de biocombustibles para el 2020.

Se considera que Brasil es un líder en la producción de biocombustiles y cuenta con la primera economía sustentable en la producción de etanol a partir de la caña de azúcar. Este país es el segundo productor de biocombustible y el mayor exportador de etanol a nivel mundial. En 2006, Brasil produjo 16,300 millones de litros, lo que representa un tercio de la producción mundial de etanol y un 42% del total de etanol usado como combustible a nivel mundial. Además Brasil espera aumentar su producción de etanol al doble para la próxima década.

En México, el Fideicomiso de Riesgo Compartido de Sagarpa (Firco) mantiene un proyecto de energías renovables dentro del programa de apoyo a agronegocios. El proyecto cuenta con diversas fuentes de financiamiento, incluyendo un donativo del Fondo Mundial para el Medio Ambiente (GEF), así como créditos sustentados en un mecanismo de reembolso de las inversiones, con un escenario de cinco años. El proyecto apoya, entre otras cosas, la instalación de biodigestores y motogeneradores para aprovechar el biogás que éstos producen.

Con el fin de promover la producción y utilización de biocombustibles en México, el Gobierno Federal trabajó en la elaboración de una Estrategia Intersecretarial de los Bioenergéticos, que se complementa con dos programas sectoriales — el Programa de Producción Sustentable de Insumos para Bioenergéticos y de Desarrollo Científico y Tecnológico de Sagarpa, y el Programa de Introducción de Bioenergéticos de la Secretaría de Energía (SE); todo ello en la busqueda de alcanzar una meta de destinar 300,000 hectáreas de superficie dedicadas a cultivos que sirvieran como insumos para productos bioenergéticos en el 2012, en particular bioetanol y biodiesel.

Producción de biogás y biofertilizantes
La digestión anaeróbica (DA) es un proceso de producción neto de combustible y energía. El biogás es un combustible producido durante la DA mediante las bacterias metanogénicas que descomponen los materiales orgánicos principalmente en ecosistemas y ambientes desprovistos de oxígeno.

Un grupo numeroso de bacterias median en los procesos bioquímicos que convierten la biomasa en biogás. La conversión final catalizada por las bacterias metanogénicas involucra la conversión de estos ácidos orgánicos en biogás compuesto en gran parte por metano (CH4) y CO2.

El biogás puede ser utilizado como combustible en lugar de ser liberado a la atmósfera. El alto contenido de metano hace de éste una fuente excelente de energía renovable para reemplazar al gas natural y otros combustibles fósiles, y de esta manera ayuda a reducir las emisiones de GEI y otros contaminantes en la atmósfera. La DA también produce un efluente con alto contenido de amoniaco, y un subproducto sólido con alto contenido de fosfato.

biogas

El efluente se puede utilizar como un biofertilizante de alto grado, y el componente sólido se puede usar como un biofertilizante de menor grado nutricional para los cultivos.

Fuentes: Reporte “Tecnologías de mitigación” por Sagarpa.
Fuente de diagrama: Reporte “Tecnologías de mitigación” por Sagarpa.

Beneficios a largo plazo
Un estudio realizado por la Agencia Internacional de Energía (AIE) indica que el uso de la biomasa como combustible puede reducir las emisiones de GEI a la mitad para el año 2050. Para esa fecha, el uso de combustible a partir de la biomasa estaría al mismo nivel que se encuentra el actual uso del petróleo. La mitad de dicho nivel de biomasa provendría de residuos y otros subproductos orgánicos, y la otra mitad provendría de cultivos para la energía plantados en tierras de baja calidad agraria.

Dentro de los beneficios claves para el medio ambiente se incluye la reducción de emisión de GEI debido a la sustitución de fuentes de energía fósiles por las renovables para producir electricidad, calor y combustibles alternativos en base a la biomasa no alimentaria.

Subproductos derivados de la conversión primaria de residuos de biomasa, tales como el biochar, permiten el reciclaje de nutrientes en los suelos cultivados.

En forma adicional, el uso del biochar como enmienda o reparador de suelos ayuda a la captura del carbono atmosférico en los suelos agrícolas, mejorando la fertilidad y previniendo la erosión de suelos.


Fuentes: Reporte “Tecnologías de mitigación” por Sagarpa y reporte “La utilización de los residuos agrícolas y otros desechos para la producción de bioenergía, biocombustibles y bioproductos,” por Carlos M. Monreal, Nano- and Bio-technologies Laboratory Eastern Cereal and Oilseed Research Center Agriculture y Agri-Food Canada.

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