Un estudio de científicos de Embrapa Medio Ambiente y de la Universidad Estadual de Campinas ( Unicamp ) muestra que la adopción de tecnologías de emisiones negativas puede transformar radicalmente la huella de carbono del etanol brasileño, reduciéndola a niveles cercanos a cero o incluso inferiores.
La investigación evaluó cómo la integración de la bioenergía con la captura y almacenamiento de carbono (BECCS) y la aplicación de biocarbón en áreas agrícolas podrían amplificar las ganancias ambientales de RenovaBio, una política nacional de biocombustibles que se lanzó en 2017. A pesar del alto potencial de efectos climáticos, los resultados también revelan que la viabilidad depende de nuevos mecanismos de incentivos económicos y regulatorios.
BECCS es una tecnología que captura el carbono biogénico de origen vegetal, emitido durante la producción de etanol y energía en los ingenios azucareros. Durante la fermentación del jugo y la quema de bagazo y hojas secas para generar vapor y electricidad, se libera CO?, que puede capturarse e inyectarse en formaciones rocosas subterráneas no porosas, donde permanece almacenado de forma segura. El proceso, que aún es costoso y complejo, requiere prospección geológica e infraestructura adecuada. En Brasil, Usina FS es pionera en la aplicación de BECCS, una iniciativa que refuerza el papel de los biocombustibles en la reducción de emisiones y la transición hacia una economía baja en carbono.
Esta tecnología combina la generación de energía a partir de biomasa con la captura y el almacenamiento geológico del CO? emitido en el proceso (en este caso, en un ingenio azucarero). El biocarbón es un material vegetal, como el bagazo de caña de azúcar, que se somete a pirólisis, un proceso de calentamiento con poco oxígeno que lo transforma en una estructura de carbono sólida y estable. Al aplicarse al suelo, el biocarbón mejora sus propiedades físicas y actúa como un reservorio de carbono a largo plazo, contribuyendo al secuestro de CO? y a la sostenibilidad agrícola.
Según la metodología oficial del programa, la intensidad de carbono (IC) del etanol hidratado brasileño es de aproximadamente 32,8 gramos de dióxido de carbono equivalente por megajoule (gCO?e/MJ), medida que expresa el total de gases de efecto invernadero emitidos utilizando el CO? como unidad estándar.
Si se incorporara la BECCS en la etapa de fermentación, el índice podría descender a +10,4 gCO?e/MJ. La aplicación de biocarbón a los cañaverales a razón de una tonelada por hectárea reduciría la cifra a +15,9 gCO?e/MJ, explica Lucas Pereira, investigador asociado al equipo de Análisis del Ciclo de Vida de Embrapa Medio Ambiente. «En escenarios más ambiciosos, la captura de carbono durante la combustión de biomasa también permitiría resultados negativos, alcanzando -81,3 gCO?e/MJ», informa Pereira.
El resultado de ambos procesos, BECCS y biocarbón, impide que el carbono regrese a la atmósfera. El biocarbón es un insumo agrícola que se obtiene calentando la biomasa vegetal, formando un material estable que, al aplicarse al suelo, fija el carbono. En BECCS, el CO? emitido en las calderas y la fermentación se captura y se inyecta a presión en formaciones geológicas subterráneas.
A pesar de su relevancia, ninguna de las más de 300 plantas certificadas por RenovaBio utiliza actualmente estas tecnologías. El principal obstáculo es el costo: mientras que los créditos de descarbonización (CBIO), que cotizan en bolsa, rondan los 20 dólares estadounidenses por tonelada de CO?, los costos estimados de los BECCS oscilan entre 100 y 200 dólares estadounidenses/tCO? para mediados de siglo. El biocarbón, por otro lado, con beneficios comprobados para el secuestro de carbono en el suelo, cuesta un promedio de 427 dólares estadounidenses por tonelada.
Bioenergía con captura y almacenamiento de carbono: captura en dos frentes
Según la investigadora de Embrapa Medio Ambiente, Nilza Patrícia Ramos, el estudio analizó dos frentes donde el almacenamiento de carbono puede tener aplicación en la cadena del etanol: durante la fermentación alcohólica y en la generación de electricidad a partir de bagazo y hojas secas.
La fermentación parece ser la opción más prometedora, ya que el CO? emitido en este proceso es relativamente puro y técnicamente más fácil de capturar. Si bien la captura durante la combustión puede generar emisiones negativas a gran escala, enfrenta costos mucho mayores y desafíos de infraestructura, como el transporte y el almacenamiento geológico del carbono”, afirmó Ramos.
Si bien ya existen plantas piloto que prueban el almacenamiento de carbono en plantas de etanol de maíz en Brasil, ninguna unidad de producción de azúcar y etanol opera con esta tecnología. Los expertos señalan que es necesario mapear las formaciones geológicas adecuadas para el almacenamiento permanente de CO? y garantizar la seguridad contra fugas.
La segunda tecnología evaluada, el biocarbón, es un producto de la pirólisis de residuos como hojas secas y bagazo. Al aplicarse al suelo, según señala Cristiano Andrade, investigador de Embrapa Medio Ambiente, funciona como correctivo agrícola y puede secuestrar carbono de forma estable durante décadas. El estudio consideró dos tasas de aplicación: 1 t/ha, compatible con la rutina actual de las plantas, y 4 t/ha, que sería el límite factible dada la disponibilidad de residuos. Cada tonelada de biocarbón puede representar el secuestro de 1,42 tCO?e.
Además del secuestro directo, Andrade explica que el biocarbón puede mejorar la fertilidad del suelo y reducir las emisiones de óxido nitroso (N?O), un gas de efecto invernadero mucho más potente que el CO?. Sin embargo, experimentos a corto plazo muestran que, en algunos casos, las emisiones de CO? pueden aumentar tras su aplicación, además del efecto negativo sobre la fertilidad, cuando se usa en exceso.
Comparación con vehículos de gas y eléctricos
Para evaluar el impacto, los investigadores compararon escenarios para vehículos de etanol, de gasolina y eléctricos, utilizando datos del Programa Brasileño de Etiquetado de Vehículos (PBEV) y la base de datos internacional ecoinvent. Incluso sin tecnologías de emisiones negativas, dado que el etanol de caña de azúcar es biogénico, presenta una menor intensidad de carbono que la gasolina, que es de origen fósil. Con la adopción de BECCS y biocarbón, la diferencia se amplía y, en algunos escenarios, el etanol podría tener un desempeño ambiental comparable o incluso superior al de los vehículos eléctricos cargados con la electricidad promedio del sistema brasileño.
RenovaBio se creó para impulsar la producción de biocombustibles con bajas emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) mediante la emisión de CBIO (activos ambientales que cotizan en bolsa), cada uno de los cuales equivale a una tonelada de CO? evitada. Los distribuidores de combustibles fósiles adquieren estos créditos para compensar sus emisiones, creando así un mercado regulado.
Si bien el programa ya ha establecido un incentivo financiero, este podría no ser suficiente para viabilizar tecnologías costosas como la captura y almacenamiento de carbono y el biocarbón. Las investigaciones sugieren que las políticas complementarias, las líneas de financiamiento y la participación en el mercado voluntario de carbono (MVC) serán cruciales para impulsar estas inversiones. En países como Estados Unidos, por ejemplo, el crédito fiscal 45Q recompensa los proyectos de captura de carbono con hasta US$180/tCO?, una cifra muy superior al promedio de Brasil.
De implementarse a gran escala, estas tecnologías podrían generar ganancias significativas. El estudio estima que la combinación del almacenamiento de carbono (fermentación y combustión) y el biocarbón en todas las plantas certificadas podría generar hasta 197 MtCO?e en créditos de carbono, lo que equivale al 12 % de todas las emisiones brasileñas en 2022. El escenario más factible, donde la BECCS se aplicaría únicamente a la fermentación, capturaría alrededor de 20 MtCO?e/año, un promedio de 75 kt por central eléctrica.
El impacto sería decisivo para cumplir las metas climáticas de Brasil, que pretenden reducir las emisiones netas a 1.200 MtCO?e en 2030, unas 500 Mt menos que en 2022.
Desafíos a superar
A pesar de su optimismo, los autores advierten sobre importantes lagunas. La mayoría de las plantas aún presentan deficiencias en su inventario de datos agrícolas, lo que puede llevar a sobreestimaciones o subestimaciones de las emisiones. Además, el análisis de los cambios en el uso del suelo, fundamental para la sostenibilidad de la bioenergía, aún requiere mayor detalle.
El estudio confirma que Brasil está en condiciones de liderar la transición hacia combustibles de emisiones negativas. Siendo el segundo mayor productor mundial de etanol y biodiésel, el país cuenta con una sólida infraestructura agrícola e industrial y políticas consolidadas, como RenovaBio.
Según la evaluación de los investigadores, el etanol brasileño ya ocupa una posición destacada como combustible bajo en carbono, pero podría dar un salto cualitativo con la adopción de tecnologías de emisiones negativas. Esto situaría al país a la vanguardia de la transición energética global, compitiendo no solo con los combustibles fósiles, sino también con los vehículos eléctricos y el hidrógeno verde.
Para que esto suceda, será necesario equilibrar la innovación tecnológica, los mecanismos económicos y políticas públicas más ambiciosas. El futuro del etanol, concluye el estudio, dependerá menos de la disponibilidad técnica y más de la capacidad de Brasil para articular incentivos económicos que hagan de la negatividad en carbono un activo competitivo en el mercado internacional.
PUBLICADO POR: https://www.embrapa.br/
