Avances necesarios en I+D para el desarrollo de la bioenergía

Avances necesarios en I+D para el desarrollo de la bioenergía

La bioenergía, energía se obtiene a partir de la biomasa, abarca una variedad de procesos y tecnologías que permiten convertir materiales orgánicos, como residuos agrícolas, forestales y urbanos, en energía útil, ya sea en forma de electricidad, calor o biocombustibles.

A diferencia de otras fuentes de energía renovable, la bioenergía tiene la capacidad de proporcionar una fuente de energía continua y gestionable, lo que la convierte en una pieza clave dentro del mix energético del futuro.

Sin embargo, para que la bioenergía pueda alcanzar su potencial y contribuir significativamente a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, es necesario superar una serie de desafíos técnicos, económicos y sociales. 

La Investigación y Desarrollo (I+D) tiene un papel fundamental en este contexto, ya que permite la mejora continua de las tecnologías existentes y la creación de nuevas soluciones que hagan más eficiente y sostenible el aprovechamiento de la biomasa.

En Europa, la necesidad de avances en I+D se ha vuelto aún más evidente ante la puesta en marcha de políticas ambiciosas como el Pacto Verde Europeo o el RePowerEU. En este marco, el desarrollo de la bioenergía no sólo es necesario para lograr la seguridad energética, sino también para la creación de empleo y el impulso de la economía circular.

Atendiendo a todo esto, veamos cuáles son los principales vacíos en I+D en relación a la bioenergía, identificados en el documento «Bioenergy, Biogas and Biofuels: Research and Innovation Gaps in the EU», y su relevancia para su desarrollo en Europa.

A través del análisis de estos vacíos, se pueden destacar las áreas prioritarias de investigación que deben ser abordadas para garantizar que la bioenergía pueda desempeñar un papel central en la transición energética.

 

La producción sostenible de biomasa

La producción de biomasa sostenible es fundamental para garantizar una base sólida en el desarrollo de la bioenergía. Sin embargo, existen importantes vacíos en la investigación que deben abordarse para optimizar esta producción.

 

Innovación en los sistemas de cultivo

Los sistemas de cultivo tienen el potencial de integrar la producción de alimentos, piensos y bioenergía de manera eficiente, optimizando el uso de la tierra y los recursos naturales. Sin embargo, su implementación aún enfrenta desafíos significativos, especialmente en lo que respecta a su diseño y adaptación a diversas condiciones agroclimáticas.

Entre las áreas que requieren de más investigación cabe mencionar:

  • La integración de cultivos dedicados no alimentarios, como plantas oleaginosas, leguminosas y perennes herbáceas, en sistemas agrícolas convencionales. La introducción de estos cultivos requiere una evaluación cuidadosa de su compatibilidad con los cultivos alimentarios, así como de su adaptabilidad a las condiciones locales de suelo y clima.
  • La implementación de prácticas de agricultura de bajo impacto que puedan mejorar la sostenibilidad de los sistemas de cultivo, como la agricultura de conservación.
  • El uso eficiente de los recursos: La capacidad de estos sistemas para reciclar nutrientes internamente y reducir el uso de agroquímicos es fundamental para su viabilidad a largo plazo.
  • La flexibilidad cualitativa de las materias primas y las mezclas de cultivos que mejor se adapten a los requisitos de los procesos de conversión.
  • La diversificación de las materias primas, incluidos cultivos forestales dedicados y nuevas especies resilientes al cambio climático​.

 

Movilización y logística de la biomasa

Otro aspecto que requiere de investigación es la movilización y gestión logística de la biomasa residual, que proviene de diversas fuentes como residuos agrícolas, forestales y municipales.

La investigación debe centrarse en la evaluación de la disponibilidad de biomasa, su distribución espacial y temporal, y las estrategias para optimizar la recolección, almacenamiento y transporte de estos recursos. Esto incluye el desarrollo de modelos predictivos para la disponibilidad de biomasa bajo diferentes escenarios, y la investigación en tecnologías de pretratamiento que mejoren la eficiencia logística​.

 

Construcción de cadenas de suministro integradas

El éxito en la movilización de biomasa también depende de la construcción de cadenas de suministro integradas que optimicen la recolección, transporte y procesamiento de la biomasa desde el campo hasta las instalaciones de conversión.

Esta integración requiere de mejoras tecnológicas y de la participación activa de las comunidades locales y otros actores involucrados.

La creación de mecanismos de incentivo, así como el desarrollo de mercados para los residuos de biomasa, son pasos clave para garantizar un suministro fiable y sostenible de materia prima para la bioenergía​.

 

Las plataformas termoquímicas y bioquímicas

Las plataformas termoquímicas y bioquímicas son la base para convertir la biomasa en bioenergía, biocombustibles y otros productos bio-basados. No obstante, su desarrollo enfrenta algunos desafíos técnicos y económicos que limitan su implementación a gran escala.

 

Desarrollo de biocombustibles avanzados

En el ámbito termoquímico, uno de los mayores retos es la producción de biocombustibles avanzados a partir de distintos tipos de biomasa.

La investigación en pretratamiento y conversión de la biomasa es fundamental, dado que su composición y disponibilidad difieren considerablemente de las fuentes fósiles.

Además, es necesario desarrollar vías de síntesis adaptadas al gas de síntesis derivado de biomasa, superando la dependencia de tecnologías diseñadas para recursos fósiles​.

 

Biorrefinerías de nueva generación

Las biorrefinerías de nueva generación son instalaciones que integran procesos que convierten la biomasa en diferentes productos de valor, incluidos biocombustibles y bioquímicos. 

Sin embargo, la comercialización de estas tecnologías supone aún un desafío, debido a la falta de viabilidad económica cuando se centran únicamente en la producción de biocombustibles.

 

Procesos bioquímicos y fermentación

En el campo bioquímico, los procesos de fermentación para la producción de bioetanol y biogás también presentan áreas que requieren investigación como, por ejemplo, la mejora de los biocatalizadores, la optimización de las condiciones operativas y la integración de estrategias de bioaumentación para aumentar la eficiencia de estos procesos. Además, es necesario investigar nuevas rutas de fermentación y tecnologías de pretratamiento que permitan la utilización flexible de diversos tipos de biomasa, así como mejorar la rentabilidad de las biorrefinerías mediante la producción de subproductos de alto valor​.

 

Evaluación de la sostenibilidad y aceptación social

La sostenibilidad y la aceptación social son factores críticos que influyen en la adopción generalizada de la bioenergía. Sin embargo, estos aspectos aún requieren de una mayor atención en las agendas de investigación.

Este es el caso de, por ejemplo, los modelos económicos, como los modelos de Equilibrio General Computable (CGE), que son herramientas poderosas para evaluar los impactos macroeconómicos de la adopción de nuevas tecnologías bioenergéticas. Con ellos se puede predecir cómo los cambios en el sector bioenergético pueden repercutir en otros sectores de la economía, así como en el empleo y el producto interno bruto.

Una investigación más profunda sobre la aplicación de estos modelos económicos permitirá comprender mejor las implicaciones económicas de las transiciones hacia la bioenergía, especialmente a nivel regional y comunitario.

Por otra parte, la aceptación social también supone un desafío importante para la implementación de la bioenergía, especialmente en regiones donde la percepción pública sobre las fuentes renovables es baja.

La investigación debe abordar las preocupaciones de la población, como la competencia por recursos hídricos y la posible afectación de los suministros alimentarios. 

Además, es esencial desarrollar estrategias efectivas para involucrar a las comunidades locales y fomentar su participación en proyectos bioenergéticos, lo que contribuirá a una mayor aceptación y éxito a largo plazo​.

El desarrollo de la bioenergía depende en gran medida de la capacidad de superar los desafíos actuales en I+D. Abordar los vacíos existentes en las diversas áreas permitirá avanzar en el desarrollo tecnológico y asegurar que la bioenergía pueda desempeñar un papel central para una transición energética sostenible y resiliente.

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