Cultivo energético

La biomasa sólida, a menudo peletizada , se utiliza para la combustión en centrales térmicas , ya sea sola o combinada con otros combustibles. Alternativamente, puede utilizarse para la producción de calor o de cogeneración (calor y electricidad ).

En la agricultura de rotación corta (SRC), se cultivan y cosechan especies arbóreas de rápido crecimiento, como el sauce y el álamo, en ciclos cortos de tres a cinco años. Estos árboles crecen mejor en suelos húmedos. No se puede descartar una influencia en las condiciones hídricas locales. Debe evitarse su establecimiento cerca de humedales vulnerables. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Cultivos enteros como maíz , pasto Sudán , mijo , trébol blanco dulce y muchos otros pueden convertirse en ensilaje y luego transformarse en biogás . ^{[ 3 ]} Los digestores anaeróbicos o plantas de biogás pueden complementarse directamente con cultivos energéticos una vez que se han ensilado. El sector de más rápido crecimiento de la bioagricultura alemana ha sido el de los "cultivos de energía renovable" en casi 500.000 ha (1.200.000 acres) de tierra (2006). ^{[ 8 ]} Los cultivos energéticos también pueden cultivarse para aumentar los rendimientos de gas donde las materias primas tienen un bajo contenido energético, como los estiércoles y los granos en mal estado. Se estima que el rendimiento energético actual de los cultivos bioenergéticos convertidos a metano mediante ensilaje es de aproximadamente 2 GWh / km ² (1,8 × 10 ¹⁰ BTU / mi sq mi ) anualmente. Las pequeñas empresas de cultivos mixtos con animales pueden usar una parte de su superficie para cultivar y convertir cultivos energéticos y satisfacer las necesidades energéticas de toda la explotación con aproximadamente una quinta parte de la superficie. Sin embargo, en Europa, y especialmente en Alemania, este rápido crecimiento solo se ha producido con un apoyo gubernamental sustancial, como en el sistema alemán de incentivos para las energías renovables . ^{[ 9 ]} Desarrollos similares de integración de la agricultura y la producción de bioenergía mediante metano de ensilaje han sido prácticamente ignorados en Norteamérica, donde los problemas políticos y estructurales y un enorme y continuo impulso a centralizar la producción de energía han eclipsado los avances positivos.    

Durante el crecimiento de las plantas, el CO₂ _es absorbido por ellas. ^{[ 19 ]} Mientras que los rodales forestales regulares tienen tiempos de rotación de carbono que abarcan muchas décadas, los rodales de silvicultura de rotación corta (SRF) tienen un tiempo de rotación de 8 a 20 años, y los rodales de rebrote de rotación corta (SRC) de 2 a 4 años. ^{[ 20 ]} Los pastos perennes como el miscanthus o el pasto napier tienen un tiempo de rotación de 4 a 12 meses. Además de absorber CO₂ _en su tejido aéreo, los cultivos de biomasa también secuestran carbono bajo tierra, en las raíces y el suelo. Por lo general, los cultivos perennes secuestran más carbono que los cultivos anuales porque se permite que la acumulación de raíces continúe sin perturbaciones durante muchos años. Además, los cultivos perennes evitan los procedimientos de labranza anuales (arado, excavación) asociados con el cultivo de cultivos anuales. La labranza ayuda a las poblaciones de microbios del suelo a descomponer el carbono disponible, produciendo _CO₂ .

Se ha observado que el carbono orgánico del suelo es mayor debajo de los cultivos de pasto varilla que debajo de las tierras de cultivo, especialmente a profundidades inferiores a 30 cm (12 pulgadas) . ^{[ 21 ]}  

La cantidad de carbono secuestrado y la cantidad de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos determinarán si el costo total del ciclo de vida de un proyecto de bioenergía en términos de GEI es positivo, neutro o negativo. Específicamente, un ciclo de vida con emisiones negativas de GEI/carbono es posible si la acumulación total de carbono bajo tierra compensa con creces las emisiones totales de GEI generadas en la superficie durante todo el ciclo de vida.

Por ejemplo, para Miscanthus × giganteus , la neutralidad e incluso la negatividad de carbono son alcanzables. Esto significa que el rendimiento y el secuestro de carbono asociado son tan grandes que representan más que la suma de las emisiones de las operaciones agrícolas, las emisiones de la conversión de combustible y las emisiones del transporte. ^{[ 22 ]} El éxito del secuestro depende de los sitios de plantación, ya que los mejores suelos para el secuestro son aquellos que actualmente presentan deficiencia de carbono.

En el Reino Unido, se prevé una captura de carbono exitosa en las tierras cultivables de la mayor parte de Inglaterra y Gales, mientras que en algunas zonas de Escocia se espera una captura infructuosa debido a la riqueza de carbono de sus suelos (bosques existentes). Asimismo, en Escocia, los rendimientos relativamente bajos propios de este clima más frío dificultan el logro de la negatividad de CO₂ _. Entre los suelos ricos en carbono se incluyen las turberas y los bosques maduros. Los pastizales también pueden ser ricos en carbono, y se ha observado que la captura de carbono más exitosa en el Reino Unido se produce bajo pastizales mejorados. ^{[ 23 ]}