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Eliminación de carbono del biocarbón

La eliminación de carbono del biocarbón (BCR) (también llamada captura y almacenamiento de carbono pirogénico ) es una tecnología de emisiones negativas. Implica la producción d...

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La eliminación de carbono del biocarbón (BCR) (también llamada captura y almacenamiento de carbono pirogénico ) es una tecnología de emisiones negativas. Implica la producción de biocarbón mediante la pirólisis de biomasa residual y la posterior aplicación del biocarbón en suelos o materiales duraderos (por ejemplo, cemento, alquitrán). El dióxido de carbono secuestrado por las plantas utilizadas para la producción de biocarbón se almacena con ello durante varios cientos de años, lo que crea sumideros de carbono .

Definición

Un hombre introduce biocarbón en el suelo de un invernadero
Biocarbón aplicado al suelo en ensayos de investigación en Namibia

El término se refiere a la práctica de producir biocarbón a partir de biomasa de origen sostenible y garantizar su almacenamiento durante un largo período de tiempo. El concepto hace uso del proceso de fotosíntesis , a través del cual las plantas eliminan CO2 de la atmósfera durante su crecimiento. Este dióxido de carbono se estabiliza dentro del biocarbón durante el proceso de producción y, posteriormente, puede almacenarse durante varios cientos o miles de años.

La eliminación de carbono del biocarbón se incluye en la categoría de tecnologías de eliminación de dióxido de carbono (CDR). [1] Se considera una tecnología de emisiones negativas de rápida implementación y eficiente en términos de capital, ideal para instalaciones de menor escala, como las de los agricultores, y también para ayudar a la diversificación rural en los países en desarrollo. [2] [3] [4] [5] Esto se refleja, entre otros, en los documentos de orientación de la iniciativa Science Based Targets . [6] [7]

Científicamente, este proceso a menudo se conoce como captura y almacenamiento de carbono pirogénico (PyCCS). [8] [9] El término eliminación de carbono del biocarbón (BCR) fue introducido por primera vez por el Consorcio Europeo de la Industria del Biocarbón (EBI) en 2023 [10] y desde entonces ha sido adoptado por varias instituciones y expertos.

Además del secuestro de carbono, la aplicación de biocarbón tiene varios otros beneficios potenciales, como mayor rendimiento y biomasa de raíces, eficiencia en el uso del agua y actividad microbiana. [11]

Producción de biocarbón

El biocarbón se produce mediante el proceso de pirólisis. La biomasa (por ejemplo, material vegetal residual de procesos agrícolas o paisajísticos) se reduce a trozos más pequeños y se calienta a 350–900 °C (662–1,652 °F) en condiciones de deficiencia de oxígeno. Esto da como resultado biocarbón sólido y subproductos (bio-oil, pirogas). [12] [9] Para maximizar el potencial de almacenamiento de carbono, normalmente se utilizan tecnologías de biocarbón que minimizan la combustión y evitan la pérdida de pirogas a la atmósfera. [8]

En condiciones de bajo nivel de oxígeno, la conversión termoquímica de materiales orgánicos (incluida la biomasa ) produce tanto volátiles, denominados gases pirolíticos (pirogasas), como coproductos carbonosos sólidos, denominados biocarbón . Si bien las pirogasas se condensan principalmente en biocombustible líquido , que puede utilizarse como fuente de energía, el biocarbón se ha propuesto como una herramienta para secuestrar carbono en el suelo. [13]

Se espera que el mercado mundial de biocarbón alcance los 368,85 millones de dólares en 2028. [14]

A nivel internacional existen varias normas voluntarias que regulan el proceso de producción de biocarbón y la calidad del producto. Entre ellas se incluyen las siguientes (lista no exhaustiva):

  • Certificado Europeo de Biocarbón (EBC) y Certificado Mundial de Biocarbón (WBC) desarrollados por el Instituto Ithaka [15]

Potencial de eliminación de carbono

Alcance global

Durante la pirólisis se generan tres productos carbonosos principales, que pueden almacenarse posteriormente de diferentes maneras para producir emisiones negativas: un biocarbón sólido para diversas aplicaciones, un líquido pirolítico (bio-oil) bombeado a depósitos de petróleo fósil agotados y pirogas permanentes (dominados por los gases combustibles CO, H 2 y CH 4 ) que pueden transferirse como CO 2 al almacenamiento geológico después de la combustión. [1]

En 2022/2023, la eliminación de carbono del biocarbón representó entre el 87 % y el 92 % de todas las eliminaciones de carbono entregadas. [16]

El alcance potencial de eliminación de carbono con biocarbón es objeto de investigación en curso. Utilizando los desechos actuales de la industria agrícola y forestal en todo el mundo, se estima que se podría eliminar anualmente un 6% de las emisiones globales, equivalentes a 3 mil millones de toneladas de CO2 , durante un período de 100 años. [17] En términos más generales, se cuantifica el potencial entre 0,3 y 4,9 mil millones de toneladas de CO2 por año (GtCO2 año −1). [18]

Permanencia

Hay evidencia de que el biocarbón, producido a una temperatura de pirólisis superior a 600 °C (1112 °F), se parece a la inertinita y, por lo tanto, es altamente estable. [19] [20]

El nivel de fijación y almacenamiento del dióxido de carbono depende tanto del proceso de producción del biocarbón como de la aplicación posterior. Si se produce en determinadas condiciones, el 97% del carbono orgánico total del biocarbón es carbono altamente refractario, es decir, carbono que tiene una estabilidad casi infinita. Esto implica que el biocarbón puede tener una permanencia muy alta en términos de almacenamiento de dióxido de carbono. [21]

Aplicaciones

Existen varias aplicaciones que se consideran para almacenar CO2 durante largos periodos de tiempo:

  • Aplicación en el suelo: Una vez mezclado en el suelo, el biocarbón , que es menos susceptible a la remineralización en CO2 y CH4 que la biomasa no pirogénica, [22] se fragmenta en micro y nanopartículas que pueden transportarse a horizontes más profundos del suelo, aguas subterráneas u otros compartimentos que lo protegen aún más de la degradación. Múltiples estudios han demostrado que el carbono pirogénico es estable en escalas de tiempo centenarias. [13] [23] El impacto en la fertilidad del suelo depende del contexto, pero en gran medida es positivo. [13] Se estima que la aplicación de biocarbón en el suelo podría secuestrar 2,5 gigatoneladas (Gt) de CO2 al año. [14]
  • Aditivo para material de construcción
  • Aditivo en asfaltos
  • Aditivo en plásticos, papel y textiles

Créditos de carbono basados ​​en biocarbón

La eliminación de carbono del biocarbón se considera cada vez más como una tecnología prometedora de emisiones negativas adecuada para la compensación y los mercados de carbono.

Tamaño del mercado

El comercio de créditos de BCR todavía está limitado a un pequeño número de proveedores y compradores de créditos. En 2022, de los 592.969 créditos de eliminación de dióxido de carbono adquiridos en el mercado voluntario de carbono, el 40% se basaron en proyectos de eliminación de carbono del biocarbón. [24]

Normas

Para generar créditos de carbono, existen varias normas y metodologías voluntarias de biocarbón reconocidas internacionalmente, entre las que se incluyen las siguientes (lista no exhaustiva): [25]

  • VERRA VM0044
  • Metodología de biocarbón de Puro.Earth
  • Fregadero artesanal global CSI

Varias normas de producción de biocarbón y de créditos de carbono definen criterios para las materias primas de biomasa permitidas para la eliminación de carbono del biocarbón. Por ejemplo, el Certificado Europeo de Biocarbón (EBC) incluye una lista positiva de biomasas permitidas para la producción de biocarbón. Esta lista incluye residuos agrícolas, biomasa cultivada, residuos de operaciones forestales y aserraderos, residuos de actividades de paisajismo, materias primas recicladas, desechos de cocina, residuos de procesamiento de alimentos, textiles, digestión anaeróbica, lodos del tratamiento de aguas residuales y subproductos animales. [26]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Constanze Werner et al. (2018): Potencial biogeoquímico de los sistemas de pirólisis de biomasa para limitar el calentamiento global a 1,5 °C. Environmental Research Letters , 13(4), 044036. doi :10.1088/1748-9326/aabb0e
  2. ^ Medium.com (31 de marzo de 2023). «Cómo el biocarbón surgió como un campeón inesperado en la lucha contra la crisis climática». CEEZER . Consultado el 3 de abril de 2023 .
  3. ^ MA, Aparna (16 de mayo de 2023). "Biocarbón: el material milagroso para un mundo sostenible". Earth.Org . Consultado el 21 de octubre de 2023 .
  4. ^ N McGlashan; M Workman; B Caldecott; N Shah (octubre de 2012). "Tecnologías de emisiones negativas" (PDF) . Instituto Grantham para el Cambio Climático . Imperial College London. p. 15. Consultado el 13 de junio de 2023 .
  5. ^ Wang, Liuwei; Deng, Jiayu; Yang, Xiaodong; Hou, Renjie; Hou, Deyi (16 de enero de 2023). "Papel del biocarbón hacia la neutralidad de carbono". Investigación del carbono . 2 (1): 2. doi : 10.1007/s44246-023-00035-7 . ISSN  2731-6696.
  6. ^ "Guía sobre bosques, tierras y agricultura (FLAG)". Iniciativa de objetivos basados ​​en la ciencia (SBTi) . Consultado el 10 de mayo de 2023 .
  7. ^ Luckhurst, Karen (5 de octubre de 2022). "Biocarbón: el 'oro negro' para los suelos que está recibiendo grandes apuestas en los mercados de compensación". Reuters . Consultado el 10 de mayo de 2023 .
  8. ^ ab Schmidt, Hans-Peter; Anca-Couce, Andrés; Hagemann, Nikolas; Werner, Constanza; Gerten, Dieter; Luz, Wolfgang; Kammann, Claudia (abril de 2019). "Captura y almacenamiento de carbono pirogénico". Bioenergía GCB . 11 (4): 573–591. doi : 10.1111/gcbb.12553 .
  9. ^ ab Werner, C; Schmidt, HP; Gerten, D; Lucht, W; Kammann, C (2018-04-01). "Potencial biogeoquímico de los sistemas de pirólisis de biomasa para limitar el calentamiento global a 1,5 °C". Environmental Research Letters . 13 (4): 044036. doi : 10.1088/1748-9326/aabb0e . ISSN  1748-9326.
  10. ^ "Consorcio de la industria europea del biocarbón en LinkedIn". www.linkedin.com . Consultado el 10 de mayo de 2023 .
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  16. ^ "cdr.fyi". www.cdr.fyi . Consultado el 10 de diciembre de 2023 .
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  25. ^ "Cómo el biocarbón surgió como un campeón inesperado en la lucha contra la crisis climática". www.ceezer.earth . Consultado el 26 de septiembre de 2023 .
  26. ^ EBC (2023) Lista positiva de biomasas admisibles para la producción de biocarbón. producción de biocarbón. https://www.european-biochar.org/media/doc/2/positive-list_en_v10_3.pdf.

Vídeos

  • Deutsche Welle (2023) - Biocarbón: cómo la quema de rastrojos podría COMBATIR la contaminación del aire
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