Os sistemas de biocombustíveis e bioenergia são essenciais para cenários de substituição do uso de combustíveis fósseis e produção de emissões negativas por meio da captura e armazenamento de carbono. Mas o benefício líquido de mitigação de gases de efeito estufa desses sistemas tem sido controverso, devido a preocupações em torno das perdas de carbono de mudanças no uso da terra e benefícios de sequestro perdidos de usos alternativos da terra.

Um novo estudo liderado pela Colorado State University, incluindo uma equipe interdisciplinar de cientistas de plantas, ecologistas e engenheiros - previram benefícios climáticos significativos decorrentes do uso de tecnologias avançadas de biocombustíveis. Contabilizando todos os fluxos de carbono em sistemas de biocombustíveis e comparando-os com aqueles em pastagens e florestas, a equipe descobriu que existem estratégias claras para que os biocombustíveis tenham um benefício líquido de carbono.

Este é um dos primeiros estudos a olhar para os biocombustíveis negativos de carbono atuais e futuros.

"Caminhos robustos para a mitigação líquida de gases de efeito estufa e emissões negativas por meio de biocombustíveis avançados, "foi publicado em 24 de agosto em Proceedings of the National Academy of Sciences .

Biocombustíveis merecem outro olhar

John Field, cientista pesquisador do Laboratório de Ecologia de Recursos Naturais da CSU, disse que tem sido um desafio para a indústria de biocombustíveis demonstrar a viabilidade comercial de biocombustíveis celulósicos, criado usando partes não comestíveis de plantas. Switchgrass, uma grama nativa que cresce em muitas partes da América do Norte, é um dos principais candidatos para a produção sustentável de material vegetal.

A equipe de pesquisa usou modelagem para simular o cultivo de switchgrass, produção de biocombustível celulósico e captura e armazenamento de carbono, rastrear ecossistemas e fluxos de carbono. Os cientistas então compararam essa modelagem a formas alternativas de armazenar carbono na terra, incluindo crescimento de floresta ou pastagem.

A tecnologia de captura e armazenamento de carbono está sendo usada por pelo menos uma instalação em Illinois que está processando milho como biocombustível convencional para criar etanol, mas esses sistemas ainda não estão difundidos. Como parte do estudo, pesquisadores criaram modelos para simular como isso seria em uma refinaria de biocombustível celulósico.

"O que descobrimos é que cerca de metade do carbono no switchgrass que entra na refinaria se torna um subproduto que estaria disponível para captura e armazenamento de carbono, ", disse Field. Os fluxos de subprodutos resultantes de dióxido de carbono de alta pureza não exigiriam muita separação ou limpeza antes de serem armazenados no subsolo.

A equipe de pesquisa analisou três estudos de caso contrastantes dos EUA e descobriu que em terras onde os agricultores ou administradores de terras estavam fazendo a transição do cultivo ou mantendo pastagens para pastagem, o cultivo de switchgrass para a produção de etanol celulósico tinha um potencial de mitigação por hectare comparável ao reflorestamento e várias vezes maior do que a restauração de pastagens. (Um hectare é cerca de duas vezes e meia o tamanho de um campo de futebol médio.)

Usar switchgrass pode ser particularmente útil em partes do país onde plantar mais árvores não é uma opção.

"Nas Grandes Planícies, a pradaria é a cobertura mais natural, "disse Field." Esses sistemas não absorvem tanto carbono quanto um sistema florestal. Se você começar a colocar biocombustíveis na mistura, eles têm duas vezes e meia mais benefícios de carbono em relação às pastagens. Se você estiver em uma área onde pastagens seriam a cobertura nativa, há uma vantagem clara em usar biocombustíveis. "

Field disse que a motivação da equipe para o estudo vem na esteira de várias críticas proeminentes aos biocombustíveis. “Queríamos ver se chegamos à mesma conclusão ou não dos pesquisadores que criticam os biocombustíveis, " ele disse.

"Nossa análise mostra que grandes benefícios climáticos podem, na verdade, ser alcançada por meio de biocombustíveis, se houver a intenção de fazê-lo, "disse Lee Lynd, um co-autor e Paul E. e Joan H. Queneau Distinguished Professor in Environmental Engineering Design no Dartmouth College.

O uso de biocombustíveis é fundamental para cumprir as metas climáticas

Os cientistas disseram que, devido aos atuais atrasos no combate às mudanças climáticas, é imperativo assumir uma postura mais pró-ativa em relação aos biocombustíveis e outras tecnologias de emissões negativas se países como os EUA desejam limitar os impactos do aquecimento global a 1,5 grau Celsius acima dos níveis pré-industriais.

"Se quisermos atingir esse objetivo, realmente temos que implantar alternativas ao uso de combustível fóssil o mais rápido possível, "disse Field. Há também a necessidade de limpar a poluição de carbono da atmosfera e reduzir as emissões históricas, ele adicionou.

Eliminar a poluição por carbono é uma ideia que tem sido amplamente discutida desde que o Acordo de Paris foi estabelecido no âmbito da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima em 2016.

"Teremos que começar a limpar parte da poluição de carbono que foi emitida no passado, porque somos muito lentos na redução de nossas emissões, "disse Field.

Existem diferentes maneiras de realizar essa limpeza, com a ideia mais simples de cultivar árvores para armazenar mais carbono na terra.

Outras alternativas são delineadas e analisadas no estudo, incluindo o uso de biocombustíveis de carbono negativo. As plantas retiram carbono da atmosfera para crescer e o carbono é usado para construir os tecidos das plantas.

Se esse material vegetal for colhido e convertido em energia, algum do subproduto de dióxido de carbono resultante pode ser capturado e bombeado no subsolo para armazenamento em poços de petróleo esgotados ou outras formações geológicas, em vez de enviá-lo de volta para a atmosfera.

Da mesma forma, os biocombustíveis celulósicos são atraentes porque podem ajudar a reduzir o uso de combustíveis fósseis na aviação, transporte e transporte, todos os campos que são difíceis de mudar para a eletricidade.

Seguindo em frente, a equipe de pesquisa espera expandir sua modelagem, ampliá-lo nacionalmente, em vez de olhar para alguns sites específicos em todo o país.

"Muitas das peças para uso futuro de biocombustíveis avançados existem em pequena escala, "disse Field." O truque é colocar todas essas peças juntas e garantir que continuemos a ter apoio para que possa prosperar e decolar, mesmo quando os preços do gás são relativamente baixos, como agora."