Los límites de los biocombustibles / el pico del fósforo


Queridos lectores,

Hace tiempo que quiero dedicarle un poco de tiempo al análisis de la opción energética que representan los biocombustibles, pero falto de tiempo siempre lo voy aplazando y los temas se me acumulan, así que haré un repaso rápido. Ahí va:

  1. Los cultivos energéticos en latitudes medias como la nuestra tienen un rendimiento termodinámico (EROEI) inferior a uno. Es decir, por cada unidad de energía (típicamente fósil) total inyectada en el terreno (con la maquinaria, los fertilizantes, los pesticidas…) se recupera menos de una unidad de energía (típicamente se obtienen EROEIs de 0.8:1, 0.8 unidades recuperadas por cada unidad invertida). Pueden consultarse las gráficas de Charlie Hall, por ejemplo en el informe “Buscando un milagro“, de Richard Heinberg. Para que sean rentables de verdad (sin subvenciones públicas) hace falta reprovechar el grano residual (en el caso del maíz) como alimento para ganado, con rendimiento escaso y dudosa seguridad alimentaria (se usan productos químicos bastante agresivos que podrían pasar a la cadena alimentaria). En consonancia con estos resultados, un estudio reciente dice que se gana más energía neta destinando los cultivos para alimentos que destinándolos para producir biocombustibles.
  2. Solamente en Brasil con la caña de azúcar se consigue un rendimiento mediocre pero al menos con un valor mayor que uno. Eso sí, las condiciones de explotación son extraordinariamente penosas y el método de explotación, con una sobreexplotación del suelo con un monocultivo, insostenible, llevando a una erosión del suelo que puede llegar a ser irreversible. Esto se vende como el milagro brasileño, pero puede convertirse en su pesadilla. Pueden encontrar más datos aquí.
  3. Las plantas terrestres tienen un factor de conversión por función clorofílica bastante ineficaz, en torno al 1% (5% en el caso de la caña de azúcar), pero las algas marinas son bastante más eficaces. Eso sí, aún no se ha conseguido un método de aprovechamiento con rendimiento termodinámico superior a uno, incluyendo los métodos basados en bioreactores. Hay grandes esperanzas en las algas, aunque es dudoso que jamás den grandes rendimientos termodinámicos, y desde luego lejos de los EROEIs de 10:1 que se creen necesarios para mantener una sociedad similar a la nuestra.
  4. Los cultivos para biodiésel podrían tener sentido, de todos modos, ya que sin ellos simplemente la aviación no sería posible. Hay una buena gráfica sobre densidad energética en una presentación reciente de Steven Chu, secretario de EE.UU. de Energía, que se puede encontrar aquí; véase que el fuel para aviones requiere una densidad de 32 Megajulios por litro (compárese con los 0.9 Megajulios por litro de las baterias de litio). Por cierto que les recomiendo la presentación de Chu, a pesar de su tecnooptimismo, porque les dará una buena radiografía de en qué piensa el gobierno de EE.UU. Usaríamos por tanto el biodiésel como un carrier, un portador de energía como lo es la electricidad o el hidrógeno, pero siendo más estable y transportable, y un EROEI de 0.8:1 quiere decir que sólo perderíamos el 20% de la energía convertida, lo cual es muy bueno para un carrier. O sea que hacer biodiésel puede ser, de todos modos, útil, siempre que obtengamos la energía de otras fuentes. Sin embargo, esto plantea dos graves problemas que abordo en los puntos siguientes.
  5. El desvío de cultivos para biocombustibles (biodiésel y bioetanol) implica disminuir la superficie cultivada para alimentos. En el Acorazado Aurora encontrarán lo que esto va a implicar en términos de cómo funciona el mercado, pero no hace falta imaginar, podemos recordar: durante 2008 hubo graves problemas alimentarios en el mundo, con subidas del precio del maíz récord que causó problemas en México, a medida que se destinaba más maíz para hacer etanol para cubrir la falta de petróleo que llevó al pico del precio en Julio de 2008. ¿Queremos que para sacar el coche más millones de personas se mueran de hambre?
  6. El problema más grave de todos es el del uso del fósforo. Por una parte es un problema ambiental (el arrastre del fósforo crea proliferaciones de algas tóxicas (HABs) en estuarios, matando la vida marina), aparte del deterioro del suelo por el monocultivo. Pero es que resulta que el mineral de fosfato, que es de donde se está sacando el fósforo para los cultivos en todo el mundo, es también un recurso mineral agotable. Y su pico fue… en 1989. Lo más triste del problema del fósforo es que es bien conocido desde hace un siglo o más; si hasta Aldous Huxley lo comenta en sus novelas (como en “Un mundo feliz”). El pico del fósforo daría y merece otro post en sí mismo, pero es tan profundo y deprimente (la agricultura, y por ende, nuestro suministro de alimentos depende del fósforo) que es mejor dejarlo para momentos ulteriores. Pueden encontrar mucha información sobre la cuestión en Energy Bulletin, más concretamente en este enlace. Curiosamente, el problema del pico del fósforo comienza llegar a los medios de comunicación convencional. Que no cunda el pánico: podemos -y de hecho debemos- reaprovechar el fósforo de nuestras heces. Huxley es todavía más radical y propone reaprovechar los cadáveres…

En resumen, los biocombustibles no serán una fuente de energía, pueden causar muchos problemas ambientales y de seguridad alimentaria, aunque pueden ser útiles para ciertos usos. Pensemos bien cómo queremos usarlos, porque ya nada en este mundo es gratis.

Salu2,

AMT

14 comentarios en “Los límites de los biocombustibles / el pico del fósforo

  1. Las grandes subidas de precio de los alimentos tradicionalmente asociada a los biocombustibles, tuvo un muy importante componente especulativo al ser almacenado impunemente (como “debe ser, aún con bienes básicos, en un buen capitalismo) a la espera de precios más caros.
    En cuanto a las algas, ¿entra en el cómputo de la Tasa de Retorno Energético el hecho de que las algas, para crecer, fijan el detestable CO2? ¿Que duplican su biomasa en un solo día? ¿La utilización de algas deshidratadas como piensos? ¿La alta viscosidad del producto final? ¿Que no hacen falta cementerios “nucleares” de algas porque el producto es biodegradable? José Luis Fierro (del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC) estima que las algas proporcionan entre 10.000 y 20.000 m3 de fuel por km2 de superficie cultivada.

  2. Hola, Tomás:

    Es fácil especular cuando hay una tendencia positiva del mercado, pero la especulación no cambia la tendencia (a medio y largo plazo), sólo aumenta la volatilidad. En realidad, no es de especulación de lo que se habla por lo general cuando se usa esa palabra, si no de acaparamiento.Evidentemente, cuando hay acaparamiento sí que sube el precio, pero para ello el acaparador debe ser capaz de retener una parte significativa de la producción, o ésta última ya debe estar muy tensionada. Los incentivos al acaparamiento son, entre otros, las normas que impone la legislación de los EE.UU. que imponen un mínimo de combustibles provenientes de cultivos, y encima el porcentaje es creciente con el tiempo. Yo no desdeñaría que en una época de petróleo caro se hubiese acaparado maíz (fuente principal para producir etanol en EE.UU) pensando en la demanda de biocombustibles; si al final se destinó a ello o no no es demasiado relevante.
    En el rendimiento termodinámico (traducido como Tasa de Retorno Energético en la wikipedia) no se tiene en cuenta que las algas, como cualquier otro organismo que haga la función clorofílica, retiran CO2 en el proceso. CO2 que después es retornado, en muy buena parte, a la atmósfera cuando se quemen los biocombustibles (hay una parte, la de los deshechos del proceso, que se puede fijar en tierra, o dejarse descomponer poco a poco). Si todo el combustible fuese bio esto daría un balance neto de emisiones cero o incluso negativo, lo cual sería ideal, ciertamente. Por otra parte, usar los desechos (los restos del proceso) para alimento animal es un uso energético cuantificable, y de hecho está cuantificado; lo peor ahí son los riesgos de introducir tóxicos en la cadena alimentaria, como he comentado en el post. No hacen falta cementerios nucleares para las algas, como no hace falta para todo menos para lo nuclear; no es propiamente una ventaja – y la energía nuclear no es una opción, mirar oilcrash.blogspot.es/1264844640/ y oilcrash.blogspot.es/1264455720/ .Por último, seguro que las algas pueden dar en teoría un gran rendimiento por kilómetro cuadrado cultivado, pero, cuidado, que cultivar el mar no es cultivar la tierra; se necesita mucha energía y los nutrientes se dispersan y van al fondo. Cultivar en el mar es muy peligroso: ¿quién dice cuál será el alga que hará la proliferación? Los biólogos de mi instituto te explicarán cómo llega a ser de difícil saber qué alga proliferará (si no, el control de las mareas rojas sería muy fácil). Entonces, ¿qué? ¿Crear balsas? Si el agua se saca del mar, se ha de depurar muy bien para que no entren otras especies (gran consumo de energía y uso de químicos agresivos) y como alguna vez te entre una especie y te deje quistos ya está arruinada la balsa. En la práctica, por varias cuestiones, es imposible de evitar que tu balsa se te contamine. Sin hacer de menos el encomiable trabajo del profesor Fierro, una cosa es el laboratorio y otra la explotación a gran escala, cosa que estoy seguro que él sabe y seguro que le hizo las matizaciones convenientes al periodista de Público, aunque algunas cayeron en saco roto. Éste y otros trabajos van por buen camino, pero no podemos soñar tener tan grandes rendimientos de manera sostenible; de hecho, a día de hoy ninguno de los prototipos que existen (que ya son prototipos y no simplemente extrapolación sobre el papel del resultado del laboratorio) tiene un rendimiento termodinámica aceptable. Habrá que esperar a ver qué pasa, y cuidado con los heraldos de las soluciones-milagro, que lo que buscan es anestesiar las conciencias.

    Salu2,

    AMT

  3. EUREKA!La presentación de Chu que nos recomiendas nos proporciona el milagro. Una de las fuentes energéticas con mayor densidad de energía por litro es la GRASA corporal.

    Propongo que financiemos las liposucciones (como ya hacemos con la energía solar y eólica) y creemos una industria de reutilización como combustible para centrales eléctricas, maquinaria industrial y, en última instancia transportes varios. Lo mejor es que con los retornos esta energía se mantendrá sóla, no como las otras que financian especulaciones millonarias con nuestros impuestos.

    Matamos dos pájaros de un tiro: la solución milagro y el problema de la obesidad en el mundo occidental, todos esbeltos como figurines. Además, cambiaremos el olor a humos varios por otros más tipo “feria popular” tirando a panceta y fritanga. dmc runner Eliminar

  4. Buenas, dmc runner:

    Buen apunte; ya me había fijado, ya. Que aparezca que en este contexto me parece inquietante, porque no creo que falte mucho tiempo antes de que se diga que los nuevos biocombustibles son las grasas animales que no se aprovechan y tralará. Esto puede meter aún más presión en el mercado de los alimentos. A permanecer atentos.

    Salu2,

    Antonio

  5. Dos notas que querría hacer a este post para futura referencia:

    – Un artículo recientemente aparecido en el que se estudia de manera precisa cuál es el EROEI del etanol de maíz en los EE.UU., teniendo en cuenta las incertidumbres metodológicas y las diferencias de rendimiento de unas tierras a otras ( Parte 1 y Parte 2. El resultado es que el EROEI es de 1.07+-0.2. Esencialmente, el etanol de maíz es inútil. Peor aún, si se considera su aporte energético neto comparado con el de la gasolina resulta que sólo contribuye un 0.8%. Eso sí, mete presión al mercado de los alimentos, ya que por ley en EE.UU. la gasolina ha de contener un 10% de etanol.

    – Por qué los biocombustibles y la biomasa no serán jamás una alternativa energética viable a gran escala. Artículo en The Oil Drum

    Salu2.

  6. …Orgánico, orgánico, orgánico.

    Todos los residuos orgánicos tienen que volver a la tierra, tanto vegetales como aninales, a fin de mantener con vida y en equilibrio el suelo. No hay otra solución…

    Muchos de los nutrientes que se le han sacado a la tierra están incorporados en los cuerpos de los casi 7.000 millones de personas y en algún momento el planeta se lo recuperará… Todo vuelve.

  7. Pues ahí le has dao; con el P, digo. Y ¿por qúe?, pues porque con la subida de los fertilizantes muchos agricultores aplican el 0-0-0 (N P K) y el rendimiento de muchas tierras pobres baja hasta dejar de ser rentables (salvo ayudas gubernamentales). Máxime cuando el gasoil está tan caro. .
    Otros saben que la fertilización no sirve de nada sin agua. Y hombre, si estás en Galicia vale, pero en el sur (a efectos prácticos de la cordillera Cantábrica para abajo) sabes que vas a necesitar de nuestros amiguitos los motores de riego casi las 24 h. Como vemos no es un problema lineal de precios

  8. Me llama la atención que en varios temas de este Blog se haya citado el asunto del “biodiesel de algas” e, incluso, hasta se cita una noticia de BFS (un proyecto de Alicante) y que nadie haya puesto el enlace al tema de un foro amigo, donde todo esto se debatiera en profundidad.

    En Crisis Energética el tema se inició en Julio de 2006 y llegó a convertirse en uno de los temas “estrella”, hasta con amenazas de juicio por parte de la gente de BFS a varios de los foreros que denunciaban la estafa de ese proyecto.

    El post luego profundizó sobre la tecnología necesaria para producir algas en escala industrial -algo muy dificil- y, hasta se analizaron empresa por empresa y proyecto por proyecto, todas las iniciativas surgidas y vigentes en ese momento.

    A mi entender es el tema MAS COMPLETO en castellano -y posiblemente en cualquier otro idioma- dedicado a esa materia. Casi 40 páginas de arduos debates, análisis cuantitativos, estudio de las tecnologías, proyecciones, etc.

    Para aquellos a quien les interese el tema, lo pueden consultar aquí:

    http://www.crisisenergetica.org/forum/viewtopic.php?showtopic=28385

    Para quienes no tengan interés en profundizar y quieran la “síntesis-síntesis” ?

    Criar algas a escala industrial y de modo económicamente viable es más dificil que recuperar la productividad máxima en Cantarell ! 🙂

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