Potencial Energético de la Biomasa

Contexto internacional

El consumo mundial de energía

El consumo de combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural) contabiliza la mayor proporción de los requerimientos mundiales de energía al sumar 475 exajulios (EJ) en el año 2008. Las energías renovables contribuyen con el 13% del consumo mundial de energía primaria, donde la biomasa y los residuos representan poco más del 10%, la hidroelectricidad el 2.3% y las otras energías renovables contribuyen con el 0.5%. La energía nuclear satisface el 6% del consumo energético global.

Participación por fuentes en el suministro de energía primaria (Chum et al., 2011)

Aproximadamente un 77% de toda la energía renovable en el mundo proviene de la biomasa. Alrededor del 77% del consumo total de biomasa se da en los usos tradicionales para cocción de alimentos y calefacción en los países en desarrollo (leña y carbón vegetal), en tanto que los usos modernos de la bioenergía como los biocombustibles líquidos para el sector transporte, la generación eléctrica y la generación de calor en los procesos industriales, consumen poco más del 23% (11.3 EJ) (Chum et al., 2011).

Escenarios mundiales de la bioenergía

Un escenario tendencial realizado en el 2010 por la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA, por sus siglas en inglés) estima que el consumo mundial de energía se incrementará en un 47% al año 2035, y de no existir cambios sustanciales de participación de las energías renovables, el consumo de combustibles fósiles representaría el 71% (EIA, 2010). En el sector transporte, un 96% de la oferta provendría del petróleo (IEA, 2009). Este escenario considera que las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) se incrementarían en un 41% para el año 2035, con los consecuentes riesgos asociados al calentamiento global y el cambio climático.

Por el contrario, los escenarios dirigidos a la mitigación de emisiones muestran que la bioenergía puede jugar un papel fundamental en el suministro de energía en el mediano y largo plazo. El Consejo Consultivo Alemán para el Cambio Global (WBGU, por sus siglas en alemán) estimó que el potencial de participación de la bioenergía en el sistema energético mundial podría estar entre los 80 y 170 EJ, lo que equivale al 17%-36% del consumo de energía primaria en el mundo en 2008 (Schubert et al., 2009). Por su parte, el IPCC señala que el potencial de la energía primaria que podría obtenerse de la biomasa va de 50 EJ/a a 500 EJ/a, del 10% a casi el 100% del consumo mundial de energía de 2008 (550 EJ).

En un análisis muy detallado sobre las perspectivas futuras de penetración de las fuentes renovables de energía, se estimó que para evitar concentraciones mayores a 440 ppm (es decir para evitar un calentamiento mayor a 2 °C) para el año 2050, la biomasa debería abastecer el 60% del consumo total de energías renovables al brindar 150 EJ/a (IPCC, 2011).

Panorama de México

Uso actual

Según la Secretaría de Energía (SENER), el consumo de energía primaria en México llegó a 8,478 petajulios (PJ) en 2008 (SENER, 2009). La fuente principal de energía fue el petróleo, seguido del gas natural. Las energías renovables en México tienen una participación del 10%, en donde la hidroelectricidad representa el 4.5% y la biomasa (leña y bagazo de caña) alcanza el 5%, mientras que la energía eólica y la geotérmica participaron con el resto.

Históricamente, se observa una participación relativa decreciente de la biomasa en el consumo nacional de energía, aunque en términos absolutos el consumo de los bioenergéticos (leña, carbón vegetal y bagazo) permanece más o menos constante. Un estudio reciente señala que el consumo de leña indicado en el Balance Nacional de Energía (BNE) está subestimado debido a dos factores: a) la leña requerida para la producción de carbón vegetal no se contabiliza y b) el consumo real de leña sería un 35% mayor al indicado por el BNE en 2008, para llegar a un total de 334 PJ/a (Masera et al., 2010).

La leña es consumida por alrededor de 28 millones de personas en el medio rural, principalmente para la cocción de alimentos y también para pequeñas industrias como tabiqueras, mezcaleras, panaderías y tortillerías, localizándose la gran mayoría en el Centro-Sur del país. El carbón vegetal se utiliza principalmente para preparación de alimentos, y en menor proporción en pequeñas industrias. El bagazo de caña se usa como combustible en los ingenios azucareros (Enríquez Poy, 2009).

Usuarios de leña por localidad

En la actualidad, la mayoría de las tecnologías utilizadas para el aprovechamiento energético de la biomasa en el país son ineficientes, lo que implica un desperdicio de recursos y de energía, además de generar impactos negativos en el ambiente (Islas et al., 2007).

Potenciales

En México existe un gran potencial de recursos biomásicos para producir biocombustibles líquidos, biocombustibles sólidos y biogás. En un estudio detallado sobre la disminución de emisiones de carbono en México financiado por el Banco Mundial, donde participaron miembros de la REMBIO, se evaluó el potencial energético de las principales fuentes de bioenergía disponibles en el país (Johnson et al., 2009). Se estimó que el potencial técnico de la bioenergía equivale a 3,569 PJ/a, o el 42% del consumo de energía primaria en 2008.

Potenciales de producción sostenible de biomasa para energía

Tipo y origen	Unidades	Cantidad	PJ/a	%
Madera de manejo de bosques nativos	MtMS/a	101	1,515	42%
Madera de plantaciones de Eucalyptus	MtMS/a	26	345	10%
Residuos industriales de cultivos dedicados (bagazo y otros) 1	MtMS/a	29	431	12%
Residuos agrícolas de cosechas (RAC)	Mt/a	13	227	6%
Residuos de cultivos alimenticios y forrajeros	MtMS/a	15	114	3%
Residuos agrícolas de cosechas de cultivos dedicados	MtMS/a	8	86	2%
Residuos industriales de la industria forestal	MtMS/a	3	63	2%
Caña de azúcar para etanol	Mt/a	206	338	9%
Sorgo grano para etanol	Mt/a	-	202	6%
Aceite de palma aceitera para biodiesel	Mt/a	13	121	3%
Jatropha curcas para biodiesel	Mt/a	4	57	2%
Residuos del ganado para biogás	Mt/a	35	35	1%
Residuos sólidos municipales para biogás	-	-	35	1%
Total			3,569	100%

Potenciales de producción sostenible de bioenergía en México, en PJ/a de energía final
La barras en verde corresponden a biomasas sólidas, las azules a bioenergéticos líquidos y la naranja a biogás.
¹ Potencial técnico posible de desarrollar; CD: cultivos dedicados; RAC: residuos agrícolas de cosechas.

La madera representa el 54% del potencial total con 1,923 PJ/a, de los cuales 1,515 PJ/a provienen del manejo de los bosques nativos, mientras que 345 PJ/a podrían obtenerse si se establecen 2.9 millones de hectáreas (Mha) de plantaciones forestales (eucaliptos). Para cultivos dedicados destinados a biocombustibles líquidos de primera generación el total del potencial técnico es de 718 PJ/a, de los cuales 540 PJ/a son de etanol y 178 de biodiesel. El total del potencial de los residuos actualmente disponibles es de 341 PJ/a. Existe además un potencial de 35 PJ/a de estiércol de ganado y 35 PJ/a de residuos municipales aptos para producir biogás. Aunque es un potencial menor, su desarrollo es muy importante porque está inmediatamente disponible y su aprovechamiento ayuda a reducir la contaminación de las aguas y la atmósfera.

Es importante destacar que para estimar el potencial de cultivos dedicados, se incluyeron sólo las tierras aptas para cada cultivo en particular, pero se excluyeron todas las tierras que a) actualmente se utilizan para la agricultura, b) están cubiertas por bosques, selvas y otras coberturas naturales, c) pertenecen a áreas de conservación, d) son no cultivables por tener pendientes superiores del 4 al 12%, dependiendo del cultivo, y e) necesitan riego. La figura siguiente muestra que la mayor parte de las áreas con potencial para establecer cultivos dedicados se encuentra en las tierras bajas y planas de la vertiente del golfo de México, donde la precipitación es media o alta, no es necesario el riego y hay tierras no ocupadas por la agricultura.

Potencial de producción sostenible de cultivos dedicados en México

Para estimar el potencial de madera de manejo sostenible, sólo se contabilizó el incremento medio anual (IMA) de los bosques y selvas nativos, fuera de áreas de conservación, con pendientes menores al 30% y a distancias de hasta 3 km de caminos existentes. Para esta opción existe potencial en todo el país, pero está más concentrado en las tierras altas de la Sierra Madre Oriental, la Sierra Madre Occidental y las tierras bajas de la península de Yucatán.

Potencial sostenible de madera para bioenergía en bosques y selvas nativas

Las productividades estimadas varían entre 1 y 4 tonelada de materia seca (tMS)/ha/a, y para usos energéticos se consideran solamente las especies y partes de árboles no utilizables para madera de aserrío, postes y celulosa.

Referencias bibliográficas

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EIA (2010). "International Energy Outlook 2010", EIA/DOE, Estados Unidos.
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Islas, J.; Manzini, F. y Masera, O. (2007). "A prospective study of bioenergy use in Mexico Energy", Volume 32, Issue 12, December 2007, Pages 2306-2320.
Johnson, T.M.; Alatorre, C.; Romo, Z. y Liu, F. (2009). "México: estudio sobre la disminución de emisiones de carbón (MEDEC)". México, Banco Mundial-Eds. MAYOL.
Masera, O.; Arias, T.; Ghilardi, A.; Guerrero, G., y Patiño, P. (2010). "Estudio sobre la evolución nacional del consumo de leña y carbón vegetal en México 1990-2024". Tercer informe: Estimación de los consumos nacionales de leña y carbón vegetal para el periodo 2009-2024 (Incluyendo la metodología de cálculo). Documento para la SENER.
SENER (2009). "Balance Nacional de Energía 2008". Subsecretaría de Planeación Energética y Desarrollo Tecnológico, 2009. México, D.F.
Schubert, R., et al. (2009) "Future Bioenergy and sustainable Land Use". Earthscan.

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