5 de Octubre,2021
Andrew Hopkins, de la Universidad Nacional de Australia, escribe sobre cómo la reciente investigación revolucionaria en biocombustibles ha acercado a la humanidad a realizar el sueño de lograr “emisiones de carbono negativas”.
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Profesor emérito de sociología, Universidad Nacional de Australia
El uso de biocombustibles ayuda a reducir las emisiones humanas de gases de efecto invernadero. Esa es una de las razones por las que algo de petróleo empresas ofrecemos gasolina que contiene hasta un 10% de etanol (un biocombustible). Pero si queremos tener alguna posibilidad real de evitar un cambio climático catastrófico, no es suficiente reducir nuestras emisiones; debemos invertir el proceso.
Debemos apuntar a las "emisiones negativas". Esto significa eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera e idealmente volver a los niveles de CO₂ atmosférico preindustrial. Ésta es una tarea abrumadora: la concentración atmosférica actual es Partes 410 por millón (ppm), comparado con alrededor 280ppm antes de la Revolución Industrial.
Curiosamente, los avances recientes (ver más abajo) en la investigación de biocombustibles han acercado un paso más esta perspectiva. Para entender por qué, primero debemos saber un poco sobre la producción de biocombustibles.
Cambiando a las algas
Durante años, la industria del petróleo ha estado produciendo biocombustibles, utilizando cultivos alimentarios como la caña de azúcar, el maíz y la soja, que se transforman por fermentación u otros procesos químicos en etanol o biodiesel. Esto ha sido controvertido, en parte debido a las consecuencias negativas del monocultivo a gran escala de estos cultivos.
En consecuencia, las empresas petroleras ahora financiación de programas de investigación en los denominados cultivos de biocombustibles de segunda generación, en particular las algas, que pueden cultivarse en el agua en lugar de en la tierra. Esto evitará muchas de las críticas a los biocombustibles de primera generación.
Las algas vienen en muchas DE paciente. Las algas son una forma bien conocida de macroalgas y también hay muchas microalgas, como las brote de algas que ocurren de vez en cuando en ríos y lagos contaminados.
Las algas son relativamente ineficientes en la fotosíntesis de CO₂. Pero los descubrimientos recientes contribuyen de alguna manera a resolver este problema.
Investigadores financiados por Exxon han logrado modificar genéticamente las algas para doble la tasa de reducción de carbono. Independientemente, un grupo de investigadores de la Universidad Estatal de Washington acaba de descubierto cómo cultivar algas en días, en lugar de semanas, allanando el camino para una producción de biocombustible más eficiente.
Si podemos cultivar el tipo correcto de algas, en cantidades suficientes, el siguiente paso será convertirlas en biocombustible. Los cultivos de biocombustibles de primera generación eran ricos en azúcares y almidón que podían transformarse en combustibles mediante procesos como la fermentación. Las algas no se pueden transformar de esta manera. Sin embargo, hay otro proceso que se puede utilizar: pirolisis.
Si calienta biomasa como las algas en presencia de oxígeno, se quema, lo que significa que el carbono se combina con el oxígeno del aire para formar CO₂. Sin embargo, si se calienta en ausencia de oxígeno, no puede arder. Lo que sucede, en cambio, es que varios aceites y gases son expulsados, dejando una forma relativamente pura de carbono, conocida como carbonilla o carbonilla. biochar. El proceso se conoce como pirólisis y se ha practicado durante miles de años para convertir la madera en carbón vegetal.
El carbón vegetal se quema con especial intensidad e históricamente se valoraba allí donde se requerían temperaturas muy elevadas, como en la fabricación de metales. El proceso se representa en el cuadro a continuación. El gas, cuando se quema, produce mucho más calor del necesario para hacer funcionar el pirolizador, y el exceso se puede utilizar para generar electricidad. Lo más importante para la industria del petróleo es que los aceites producidos se refinan fácilmente para convertirlos en combustibles para el transporte. Por esta razón, las empresas petroleras están financiando investigaciones sobre pirólisis.
Además de arder con calor intenso, el biocarbón tiene otras dos características muy importantes. En primer lugar, es un valioso aditivo para el suelo y, de hecho, se vende a los usuarios agrícolas para este fin.
En segundo lugar, cuando se mezcla con el suelo, sobrevivirá durante cientos de años, quizás incluso un milenio. Producir carbón y secuestrarlo en el suelo es, por lo tanto, una forma semipermanente de capturar carbono. En contraste, los bosques son bastante menos permanentes, porque los árboles eventualmente mueren y se pudren, devolviendo metano y dióxido de carbono a la atmósfera; o quemar, devolviendo el CO₂ a la atmósfera. La pirólisis, entonces, ofrece la posibilidad de secuestro de carbono a largo plazo: es una ruta hacia las emisiones negativas.
Lo último que hay que tener en cuenta sobre la pirólisis es que al variar los parámetros del proceso, como la temperatura y el tipo de algas, se pueden variar las proporciones relativas de los productos. En particular, se puede maximizar la producción de carbón vegetal o, alternativamente, la producción de aceites que se utilizarán para el transporte de combustibles. Los investigadores de biocombustibles están interesados, por supuesto, en maximizar este último, siendo el carbón hasta cierto punto un subproducto no deseado.
Sin embargo, si la pirólisis de algas se convierte en una forma comercialmente viable de producir biocombustible, el carbón puede venderse para el enriquecimiento del suelo. El resultado sería un flujo constante, quizás de manera más realista, un hilo de carbono regresado al suelo.
Todo esto nos acerca tentadoramente a la producción de carbón a gran escala, por su propio bien. La misma investigación que ofrece biocombustibles de segunda generación comercialmente viables podría presumiblemente ser redirigida para maximizar el rendimiento de carbón vegetal. Entonces, el biocombustible sería un subproducto, más que el objetivo principal.
Desafortunadamente, el mercado del carbón vegetal aún no está lo suficientemente desarrollado como para convertirlo en una propuesta comercial. Un precio significativo del carbono podría cambiar todo esto. Si nos tomamos en serio el logro de las emisiones negativas, ese puede ser el precio que debamos pagar. Y quién sabe, una vez que los beneficios del carbón vegetal como aditivo del suelo se conviertan en mejor establecido, el valor comercial del carbón vegetal puede ser tal que el precio del carbono ya no sea necesario.
¿Podría la producción de carbón a gran escala tener efectos secundarios no deseados? Nosotros sabes qué que el biocarbón fresco en el suelo puede desactivar los herbicidas rápidamente, lo que conduce a un control deficiente de las malas hierbas. Estos resultados sugieren que el uso de biocarbón deberá manejarse con cuidado en situaciones agrícolas que dependen de la aplicación de herbicidas al suelo. Los beneficios agrícolas netos parecen, sin embargo, ser abrumador.
Este artículo fue publicado originalmente por The Conversación, el 30 de agosto de 2017, y se ha vuelto a publicar de acuerdo con la Licencia pública internacional Reconocimiento-No comercial-Sin derivados 4.0 de Creative Commons. Puedes leer el artículo original aquí. Las opiniones expresadas en este artículo pertenecen únicamente al autor y no a WorldRef.
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