Cultivo energético

Los cultivos energéticos son cultivos de bajo costo y bajo mantenimiento que se cultivan únicamente para la producción de energía (no para la alimentación). Los cultivos se transforman en combustibles sólidos, líquidos o gaseosos, como los pellets, el bioetanol o el biogás. Los combustibles se queman para generar energía o calor.

Las plantas generalmente se clasifican como leñosas o herbáceas. Las plantas leñosas incluyen el sauce[1] y el álamo, las plantas herbáceas incluyen Miscanthus x giganteus y Pennisetum purpureum (ambas conocidas como pasto de elefante). Los cultivos herbáceos, aunque son físicamente más pequeños que los árboles, almacenan aproximadamente el doble de la cantidad de CO2 (en forma de carbono) bajo tierra, en comparación con los cultivos leñosos.[2]

Mediante procedimientos biotecnológicos, como la modificación genética, las plantas pueden ser manipuladas para crear mayores rendimientos. También se pueden obtener rendimientos relativamente altos con los cultivares existentes[3] : 250 Sin embargo, algunas ventajas adicionales, como la reducción de los costos asociados (es decir, los costos durante el proceso de fabricación[4]) y un menor uso del agua, solo se pueden lograr utilizando cultivos modificados genéticamente.

Tipos

Biomasa sólida
El pasto elefante (Miscanthus giganteus) es un cultivo energético experimental.

La biomasa sólida, a menudo granulada, se utiliza para la combustión en centrales térmicas, ya sea sola o de forma conjunta con otros combustibles (cocombustión). También puede utilizarse para producción de calor o energía combinada de calor (CHP).

En la agricultura de matorral de rotación corta, las especies de árboles de crecimiento rápido como el sauce y el álamo se cultivan y se cosechan en ciclos cortos de tres a cinco años. Estos árboles crecen mejor en condiciones de suelo húmedo. Es posible que deban ser regados según las condiciones locales del agua. Debe evitarse el establecimiento cerca de humedales vulnerables.[5][6][7]

Biomasa de gas (metano)

Cultivos como el maíz, la hierba de Sudán, el mijo, el trébol blanco dulce y muchos otros se cosechan enteros y se convierten en ensilaje y luego en biogás. Los digestores anaeróbicos o las plantas de biogás pueden complementarse directamente con cultivos energéticos una vez que se han ensilado.El sector de mayor crecimiento de la bioagricultura alemana ha sido el de los "cultivos energéticos renovables" en casi 500.000 hectáreas de tierra (2006).[8] Los cultivos energéticos también se pueden cultivar para aumentar los rendimientos en gas cuando las materias primas tienen un bajo contenido energético, como ocurre con el estiércol y el grano en mal estado. Se estima que el rendimiento energético actual de los cultivos bioenergéticos convertidos a través de ensilaje en metano es de aproximadamente 2 GWh/km² (1.8×1010 BTU/sq mi) anualmente. Las pequeñas empresas de cultivos mixtos y que además crían animales pueden usar una parte de su superficie para cultivar y convertir los cultivos energéticos y sostener todas las necesidades energéticas de la granja con aproximadamente una quinta parte de la superficie. Sin embargo, en Europa y especialmente en Alemania, este rápido crecimiento se ha producido solo con un apoyo sustancial del gobierno, como en el sistema de bonificación alemán para la energía renovable. Los avances similares en la integración de la agricultura y la producción de bioenergía mediante el ensilado de metano se han pasado por alto casi por completo en América del Norte, donde las cuestiones políticas y estructurales y un enorme impulso continuo para centralizar la producción de energía han eclipsado los avances positivos.

Biodiésel
Cocos secados al sol en Kozhikode, Kerala para hacer copra, la carne seca o el grano del coco.

El aceite de coco extraído de él ha hecho de la copra un importante producto agrícola para muchos países productores de coco. También produce torta de coco que se utiliza principalmente como alimento para el ganado.

Biodiésel puro (B-100), a base de soja.

La producción europea de biodiésel a partir de cultivos energéticos ha crecido de manera constante en la última década, principalmente centrada en la colza utilizada para el aceite y la energía. La producción de aceite/biodiésel a partir de colza cubre más de 12,000 km² solo en Alemania, y se ha duplicado en los últimos 15 años.[9] El rendimiento típico de aceite como biodiésel puro puede ser de 100,000 L/km² o más, lo que hace que los cultivos de biodiésel sean económicamente atractivos, siempre que existan rotaciones de cultivos sostenibles que estén equilibradas en cuanto a nutrientes y prevengan la propagación de enfermedades como la hernia de la col. El rendimiento de biodiésel de la soja es considerablemente inferior al de la colza

Aceite típico extraíble por peso
Cultivo Petróleo %
copra 62
semilla de ricino 50
sésamo 50
grano de cacahuete 42
jatrofa 40
colza 37
núcleo de palma 36
semilla de mostaza 35
girasol 32
fruto de la palma 20
haba de soja 14
semilla de algodón

Bioetanol

Los cultivos energéticos para biobutanol son las gramíneas. Dos de los principales cultivos no alimentarios para la producción de bioetanol celulósico son la hierba de césped y el miscanthus gigante. Ha habido una preocupación por el bioetanol celulósico en América, ya que la estructura agrícola que apoya el biometano está ausente en muchas regiones, sin que exista un sistema de créditos o bonificaciones. Por consiguiente, se está depositando mucho dinero privado y esperanzas de los inversores en innovaciones comercializables y patentables en materia de hidrólisis enzimática y similares

El bioetanol también se refiere a la tecnología de usar principalmente maíz (semilla de maíz) para producir etanol directamente a través de la fermentación, un proceso que bajo ciertas condiciones de campo y de proceso puede consumir tanta energía como el valor energético del etanol que produce, por lo que no es sostenible. Los nuevos avances en la conversión de la vinaza de grano (denominada vinaza de grano de destilería o DGS) en energía de biogás parecen prometedores como un medio para mejorar la pobre proporción energética de este tipo de proceso de obtención de bioetanol.

Uso de cultivos energéticos en varios países

En Suecia se utilizan a menudo el sauce y el cáñamo

En Finlandia, el Reed Canary Grass es un cultivo energético popular.[10]

Véase también

Referencias
  1. Mola-Yudego, Blas & Aronsson, Pär. (2008). Yield models for commercial willow biomass plantations in Sweden. Biomass and Bioenergy. 32. 829-837.
  2. «In conclusion, the annual net SOC [soil organic carbon] storage change exceeds the minimum mitigation requirement (0.25 Mg C ha−1 year−1)[0.25 metric tons carbon per hectare per year] under herbaceous and woody perennials by far (1.14 to 1.88 and 0.63 to 0.72 Mg C ha−1 year−1, respectively).» Agostini F, Gregory AS, Richter GM. Carbon Sequestration by Perennial Energy Crops: Is the Jury Still Out?. Bioenergy Res. 2015;8:1057–1080, page 1057. doi:10.1007/s12155-014-9571-0 (The CC BY 4.0 licence means that everyone have the right to reuse the text that is quoted here, or other parts of the original article itself, if they credit the authors. More info: )
  3. Ara Kirakosyan; Peter B. Kaufman (15 de agosto de 2009). Recent Advances in Plant Biotechnology. p. 169. ISBN 9781441901934. Consultado el 14 de febrero de 2013.
  4. An example here is CINNAMOYL-CoA REDUCTASE maize biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com
  5. Hartwich, Jens (2017). «Assessment of the regional suitability of short rotation coppice in Germany (PDF Download Available)». Doctoral Thesis. Freie Universität Berlin. Institut für Geographische Wissenschaften. (en inglés). doi:10.13140/rg.2.2.17825.20326.
  6. Hartwich, Jens; Bölscher, Jens; Schulte, Achim (19 de septiembre de 2014). «Impact of short-rotation coppice on water and land resources». Water International 39 (6): 813-825. ISSN 0250-8060. doi:10.1080/02508060.2014.959870.
  7. Hartwich, Jens; Schmidt, Markus; Bölscher, Jens; Reinhardt-Imjela, Christian; Murach, Dieter; Schulte, Achim (11 de julio de 2016). «Hydrological modelling of changes in the water balance due to the impact of woody biomass production in the North German Plain». Environmental Earth Sciences (en inglés) 75 (14): 1-17. ISSN 1866-6280. doi:10.1007/s12665-016-5870-4.
  8. «Environmental Use of BioMass».
  9. Umer. «Bio Mass Energy».
  10. Handbook for energy producers

Enlaces externos
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