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GENERAR EMISIONES NEGATIVAS

El papel de las estrategias naturales y

tecnológicas de eliminación de dióxido de carbono

Junio de 2018

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Autores Los autores de este informe son Maria Belenky, Peter Graham y Claire Langley, de Climate Advisers, con el apoyo de Erika Drazen. Climate Advisers desea agradecer a Michael Wolosin de Forest Climate Analytics su visión estratégica y su apoyo en la redacción de este documento. Las opiniones expresadas en este informe son únicamente las de sus autores.

Climate Advisers agradece el apoyo otorgado a este informe por el Gobierno de Noruega.

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Índice

RESUMEN..........................................................................................................................................................4

I. INTRODUCCIÓN............................................................................................................................................8

II. ADC NATURAL Y TECNOLÓGICA: PRINCIPALES FACTORES DE COMPARACIÓN......................11

A. APROVECHAR LA ACCIÓN DE LA NATURALEZA: MÉTODOS NATURALES DE ADC............................................12Reforestaciónyforestación...............................................................................................................................12Mejoradelagestiónforestal.............................................................................................................................14Secuestrodecarbonoorgánicoenelsuelo(SCOS)............................................................................................15

B. AÑADIR INGENIERÍA: MÉTODOS TECNOLÓGICOS DE ADC...............................................................................16Biocarbón...........................................................................................................................................................16Bioenergíaconcapturayalmacenamientodecarbono(BECAC)......................................................................18Capturadirectadelaire(CDA)...........................................................................................................................20Meteorizaciónoptimizada(MO)........................................................................................................................22

IV. APROVECHAR HOY LAS POSIBILIDADES DE LA NATURALEZA.....................................................24

V. RECOMENDACIONES...............................................................................................................................26

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Resumen

Hoy en día tenemos a nuestro alcance abundantes soluciones naturales bien conocidas que debemos aplicar plenamente y sin demora para la eliminación de dióxido de carbono.

Los científicos y otros expertos están cada vez más convencidos de que los países necesitarán poner en marcha soluciones a escala planetaria para eliminar dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero (GEI) de la atmósfera, además de descarbonizar rápidamente la economía industrial mundial a fin de limitar los impactos del cambio climático. El Acuerdo de París de 2015 reconoce este doble desafío. Además de limitar el aumento de la temperatura muy por debajo de los 2�°C (y esforzarse por alcanzar los 1,5�°C), sus objetivos a largo plazo comprometen a los signatarios a equilibrar las emisiones de las fuentes y la absorción en los sumideros en la segunda mitad de siglo.

¿Qué es la absorción de dióxido de carbono (ADC)? La ADC incluye métodos naturales y tecnológicos para capturar y almacenar o utilizar el CO2.1 Los métodos naturales utilizan la fotosíntesis para absorber el CO2 atmosférico, almacenándolo en la biomasa superficial, así como en las raíces y el suelo. Los métodos tecnológicos utilizan estrategias artificiales para absorber el CO2 de fuentes en fuentes localizadas como plantas eléctricas y plantas industriales, así como de la atmósfera.2 La Tabla ES-1 presenta un resumen de los métodos más comunes de ADC.

En esta revisión, intentamos situar la ADC en el centro del debate sobre el clima, presentando soluciones muy eficaces que están listas y son rentables para su puesta en marcha ya mismo.

Principales resultados

§ Las soluciones naturales son las opciones de ADC más disponibles. La mayoría se conocen muy bien y se utilizan a gran escala desde hace décadas. Las soluciones tecnológicas en general aún no están maduras; la mayoría están en fase de laboratorio o de demostración.

§ Las soluciones naturales son actualmente una opción mucho más rentable para capturar dióxido de carbono, con un precio que es un orden de magnitud menor por tonelada de CO2

capturada que el de las soluciones tecnológicas.

§ La ADC natural también ofrece numerosos beneficios colaterales, a saber, ecosistemas más resistentes, mayor hábitat de vida silvestre y biodiversidad, mejor calidad del agua y control de la erosión. Con algunas pequeñas excepciones, la ADC tecnológica se aplicaría puramente por sus beneficios de mitigación del cambio climático. Esto podría hacer más difícil lograr la participación de un grupo diverso de partes interesadas.

§ La ADC natural puede no ser suficiente para cumplir con las metas del Acuerdo de París. Existen factores limitantes significativos para la ADC natural tanto por los efectos de saturación —el límite natural de la biomasa para almacenar carbono— y por las limitaciones de tierra, que condicionarán el potencial de mitigación de soluciones tales como la forestación/reforestación y las harán más costosas.

1 Aunque algunos métodos capturan gases distintos del CO2, la mayoría se centran en el dióxido de carbono. Por esa razón se usa ADC como expresión abreviada para referirse a todas las soluciones que producen emisiones negativas netas. En este documento utilizamos la sigla ADC. 2 Incluimos entre los métodos tecnológicos soluciones como la meteorización optimizada, que implicaría la alteración humana a gran escala de procesos geológicos echando mano de tecnologías como la trituración de rocas o la minería y la difusión de minerales que capturan CO2 de la atmósfera.

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§ Es probable que el costo de los métodos tecnológicos disminuya en las próximas décadas, mientras que su potencial de mitigación se mantendrá en buena medida constante.

§ Fomentar el despliegue a gran escala de la ADC debería ser un componente de todas las agendas internacionales de acción para el clima y estrategias nacionales de emisiones a largo plazo verdaderamente visionarias, con un decidido énfasis en la ADC natural durante las próximas décadas y una investigación y un desarrollo continuos de la ADC tecnológica como una póliza de seguro a largo plazo.

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Figura ES-1: Resumen de los métodos de ADC, por factor

Notas: 1. El potencial de mitigación se representa como un rango de potencial técnico o máximo de varias fuentes de literatura (véase el texto). Las estimaciones del potencial técnico no son aditivas en todos los métodos, ya que puede haber intercambios entre ellos. 2. Las estimaciones de los costos se representan como rangos de costo promedio de varias fuentes de literatura (véase el texto), y no tienen la intención de representar el rango de estimaciones de los costos para un potencial de mitigación específico.

Método Potencial técnico de mitigación (GtCO

2/año)1

Costo promedio (USD/tCO

2)2

Preparación Beneficios colaterales

Escala:

Naturales

Reforestación/Forestación Plantación de árboles donde no los hay o no los ha habido durante décadas.

MADURO

Mejora de la gestión forestal Prácticas de gestión que aumenten la tasa de captura de CO

2 y la cantidad

almacenada en los bosques.

MADURO

Secuestro de carbono orgánico en el suelo Aumentar el almacenamiento de carbono en los suelos.

MADURO

Naturales + Tecnológicos

Biocarbón Convertir la biomasa en carbón resistente a la descomposición.

DEMOSTRACIÓN

Bioenergía más captura y almacenamiento de carbono Generación de energía a partir de biomasa y posterior almacenamiento de las emisiones de CO

2 resultantes en

depósitos geológicos.

DEMOSTRACIÓN

Tecnológicos

Captura directa del aire Uso de productos químicos para absorber el CO

2 de la atmósfera.

DEMOSTRACIÓN

Meteorización optimizada Trituración de rocas que absorben naturalmente CO

2 y dispersión de los

fragmentos en la tierra o en el océano. LABORATORIO

Mejora de los ecosistemas Productividad de la tierra Generación de ingresos Generación de energía

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Recomendaciones

Para hacer frente al desafío del cambio climático, debemos lograr un equilibrio entre las fuentes y los sumideros de gases de efecto invernadero, con medidas a reducir las emisiones y aumentar la absorción. Sin embargo, no se ha prestado la misma atención a la segunda mitad de la ecuación. Por ello, los gobiernos, las empresas y los promotores deberían:

• Poner en marcha cuanto antes soluciones naturales maduras en la mayor medida posible. Los sumideros naturales y biológicos ofrecen la mejor combinación de beneficios para el clima al menor costo posible actualmente. La vegetación también necesita tiempo para alcanzar su pleno potencial de secuestro.

• Al mismo tiempo, invertir de manera continua en investigación, desarrollo y demostración de las opciones tecnológicas de ADC para que puedan ponerse en marcha a mediados de siglo. Las nuevas tecnologías requieren tiempo para ser rentables y alcanzar escalas comerciales.

• Centrarse en los bosques y la tierra como una solución a corto plazo para impulsar la acción internacional y crear más ambición climática a corto plazo.

Figura ES-2: Cronología para la implementación de soluciones naturales y tecnológicas de ADC

Descarbonización

ADC natural: Implementación

ADC tecnológica: Investigación y demostración

ADC tecnológica: Implementación

A corto plazo Antes de 2030

A medio plazo A mediados de

siglo

A largo plazo A finales de siglo

Reforestación y forestación Mejora de la gestión forestal SCOS

Biocarbón BECAC CDA MO

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I. Introducción En el Acuerdo de París de 2015, los países acordaron limitar el aumento de la temperatura muy por debajo de 2�°C (y esforzarse por alcanzar 1,5�°C) y equilibrar las emisiones de las fuentes y la absorción por los sumideros en la segunda mitad del siglo a fin de limitar los impactos del cambio climático. Cada vez más, los científicos y los expertos aceptan que, para lograr tales objetivos, los países tendrán que poner en marcha soluciones a escala planetaria que eliminen dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero (GEI) de la atmósfera. Los modelos climáticos globales respaldan esa conclusión. De hecho, de las trayectorias de emisiones que mantienen el aumento de la temperatura global por debajo de 2�°C descritas en las publicaciones más serias sobre acción para el clima, el 90�% emplea alguna

tecnología de absorción de dióxido de carbono (ADC); ninguna trayectoria logra 1,5 °C de calentamiento sin ADC.3

Por ende, el fomento del despliegue a gran escala de la ADC debe ser un componente esencial de las agendas internacionales de acción por el clima verdaderamente visionarias y de las estrategias nacionales de emisiones a largo plazo, junto con la descarbonización rápida y continua. Este informe intenta elevar la ADC a gran escala a la planificación general en torno al clima mediante la identificación de soluciones poderosas de absorción que estén listas y sean rentables para su puesta en marcha ya mismo.

La ADC, referida también a veces como tecnologías de emisiones negativas, comprende tanto métodos naturales como tecnológicos para capturar y almacenar o utilizar CO2.4 Los métodos naturales utilizan la fotosíntesis para absorber el CO2 atmosférico, almacenándolo en la biomasa superficial, así como en las raíces y el suelo. Esto incluye la plantación de nuevos bosques, así como el aumento de la capacidad de las plantas y suelos existentes para absorber carbono. La gran mayoría de los métodos naturales están muy generalizados —los humanos llevan miles de años plantando árboles— y son rentables en muchas partes del mundo.

Por su parte, los métodos tecnológicos utilizan métodos artificiales para absorber el CO2 de fuentes localizadas, como plantas eléctricas y plantas industriales, así como de la atmósfera. Entre ellos se incluyen tecnologías ya probadas, como la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECAC, que se define en el Recuadro 1), así como métodos más incipientes, como la captura directa del aire y la meteorización optimizada. En general, aunque las opciones tecnológicas de ADC tienen potencial para capturar grandes cantidades de CO2, sigue habiendo barreras significativas, en particular unos costos prohibitivamente altos, que obstaculizan su aplicación a gran escala en la actualidad. Las opciones de ADC consideradas en este informe se definen en la Tabla 1.

3 Base de datos de escenarios del IE5 del IIASA; todos los escenarios corresponden a la categoría climática 1. 4 Aunque algunos métodos capturan gases distintos del CO2, la mayoría se centran en el dióxido de carbon. Por esa razón se usa ADC como expresión abreviada para referirse a todas las soluciones que producen emisiones negativas netas. En este documento utilizamos la sigla ADC.

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Recuadro 1. ¿Qué entendemos por bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (B+E+CAC)?

Es importante entender que la BECAC representa un sistema que combina tres actividades, naturales y tecnológicas:

1. B = el almacenamiento de carbono en la biomasa a través de la fotosíntesis natural 2. E = la conversión de esa biomasa, mediante combustión, en energía 3. CAC = la captura y el almacenamiento de carbono de las emisiones del proceso de combustión.

La ADC solo se está dando en la parte natural de este sistema: el crecimiento de la biomasa. La parte de CAC simplemente reduce la porción de ese carbono almacenado que de otra manera habría sido emitido en la conversión a energía.

La tecnología de CAC también se puede aplicar en sistemas de energía de combustibles fósiles (plantas de generación térmica). El beneficio de la BECAC depende de que la bioenergía se utilice como sustituto de la energía derivada de combustibles fósiles, no como un añadido.

Aunque es probable que la comunidad internacional tenga que utilizar todas las herramientas de que dispone para alcanzar los ambiciosos objetivos del Acuerdo de París para 2100, los encargados de la formulación de políticas no disponen de recursos infinitos y tendrán que adoptar decisiones cruciales sobre las opciones de mitigación del cambio climático a corto y mediano plazo. Estas decisiones deben asegurar que las opciones rentables de ADC ya disponibles se pongan en marcha lo antes posible en toda su extensión, y que los métodos en fase de laboratorio y aún teóricos cuenten con el apoyo de una investigación continua.

El propósito de este documento es situar la absorción de dióxido de carbono a gran escala en el centro del debate sobre el clima, presentando soluciones muy eficaces que están listas y son rentables para su puesta en marcha a corto plazo. Para ello busca: 1) proporcionar un marco que permita a los responsables de la formulación de políticas comenzar a comparar y programar el despliegue de diversos métodos de ADC, teniendo en cuenta el costo, el potencial de mitigación, la intensidad del uso de recursos y los beneficios colaterales de cada solución; 2) examinar las ventajas relativas de las opciones de secuestro de carbono naturales respecto a las tecnológicas, y 3) ofrecer recomendaciones para incorporar eficazmente la ADC en la planificación climática nacional a largo plazo y en la diplomacia climática internacional.

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Tabla 1. Métodos de absorción de dióxido de carbono

ABSORCIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO (ADC):

Soluciones naturales y desarrolladas para eliminar dióxido de carbono de la atmósfera

NATURALES: Utilizan la fotosíntesis para capturar CO2.

Reforestación / Forestación

Plantación de árboles donde no los hay o no los ha habido durante décadas. Los árboles capturan CO

2 y lo almacenan en biomasa viva.

Mejora de la gestión forestal

Prácticas de gestión que aumenten la tasa de captura de CO2 y la

cantidad almacenada en los bosques, como una tala de impacto reducido, el aumento de la plantación tras el aprovechamiento y la mejora de la regeneración tras los incendios.

Secuestro de carbono orgánico en el suelo

Mejora del almacenamiento de carbono en los suelos, en particular mediante el mínimo laboreo, la rotación de cultivos y una mejor gestión de los pastizales.

NATURALES + TECNOLÓGICAS

Biocarbón Convierten la biomasa en carbón resistente a la descomposición. El

biocarbón añadido a los suelos puede almacenar carbono durante miles de años.

Bioenergía más captura y almacenamiento de carbono (BECAC)

Generación de energía a partir de biomasa y posterior almacenamiento de las emisiones de CO

2 resultantes en formaciones

rocosas geológicas.

TECNOLÓGICAS: Emplean tecnologías, productos químicos u otros procesos para capturar CO2.

Captura directa del aire Uso de productos químicos para absorber el CO

2 de la atmósfera.

Luego el carbono se almacena en depósitos o se mineraliza en una formación sólida.

Meteorización optimizada

Trituración de rocas que absorben naturalmente CO2 y dispersión de

los fragmentos en la tierra o en el océano. La trituración de una roca aumenta su superficie y, por lo tanto, el ritmo de absorción de CO

2.

También se llama mineralización de CO2 y carbonatación mineral.

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II. ADC natural y tecnológica: principales factores de comparación En los próximos años, los responsables de la formulación de políticas tendrán que lidiar con las implicaciones de los objetivos climáticos a largo plazo de París para sus trayectorias de emisiones nacionales. La cuestión se presentará particularmente acuciante tras la publicación en 2018 del informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) en torno a los impactos del calentamiento global con un aumento de 1,5�°C, a medida que avanzamos hacia el primer período de actualización de las Contribuciones Determinadas a Nivel Nacional (NDC, por sus siglas en inglés), o las metas nacionales en 2020, y a medida que la comunidad internacional hace balance de las repercusiones de la acción colectiva en 2019. Cada vez más, los países tendrán que considerar opciones de mitigación del cambio climático que reduzcan las emisiones de diversas fuentes e incrementen la eliminación de CO2 y otros GEI de la atmósfera.

Aunque se habla con frecuencia de soluciones de reducción de emisiones, no se ha prestado una atención generalizada a las soluciones de absorción de dióxido de carbono (ADC) —en particular a la comparación de los métodos de secuestro natural y tecnológico atendiendo a varios criterios clave—hasta fechas recientes, y siguen siendo difíciles de evaluar para los formuladores de políticas. Eso se debe a varias razones. En primer lugar, muchos observadores creen que las tecnologías existentes permitirían una rápida reducción de las emisiones mundiales y que eso bastaría para situar al mundo en trayectorias de menos de 2�°C. En esencia, creen que la ADC, especialmente la ADC tecnológica, es innecesaria y supone un desperdicio de recursos. Más aún, aunque algunas soluciones de ADC son rentables, los encargados de la formulación de políticas y los promotores continúan considerando la ADC como una vía costosa y no probada para la acción climática, que en buena medida seguirá resultando inalcanzable en el futuro previsible. Finalmente, debido a la gran escala de las intervenciones necesarias, muchos ambientalistas se preocupan de que la absorción de dióxido de carbono pueda tener consecuencias imprevisibles para el medioambiente mundial. Este último punto suele ponerse en relación con la geoingeniería, un concepto mucho más amplio que va mucho más allá de la absorción de carbono. Hablaremos de la geoingeniería en el Recuadro 2.

Con el fin de ayudar a los responsables de la formulación de políticas a comenzar a pensar en cómo los diferentes métodos de ADC podrían encajar en sus estrategias de mitigación del cambio climático a corto y largo plazo, hemos realizado una revisión detallada de las principales opciones de ADC. En esta sección, comparamos la ADC natural con la tecnológica atendiendo a las siguientes dimensiones:5

1. Preparación: La viabilidad y disponibilidad actuales del método, desde la fase teórica hasta la fase piloto y de demostración, pasando por la comercialización a gran escala.

2. Potencial de mitigación: El potencial anual de eliminación de emisiones, distinguiendo entre el potencial teórico/técnico y el económico.

3. Costo: El costo por tonelada métrica de CO2 equivalente de cada método, considerando cómo podría cambiar en el futuro.

4. Intensidad del uso de recursos: Las necesidades de tierra, agua y energía de la implementación del método.

5. Beneficios colaterales: Los beneficios no climáticos del método. 5 Dado que varios métodos son tecnologías incipientes, hay relativamente pocos datos sobre su costo e impacto potencial y presentan una gran incertidumbre. Comentamos aspectos de disponibilidad y comparabilidad de datos en los casos relevantes del debate sobre las soluciones de ADC.

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6. Otros: Otras cuestiones, como el tiempo, la pérdida de almacenamiento (el riesgo de reversión o no permanencia del beneficio de los GEI) y la percepción del público.

El propósito de esta revisión es situar la ADC en el centro del debate sobre el clima, presentando soluciones muy eficaces que están listas y son rentables para su puesta en marcha ya mismo. Muchas de ellas no son tecnologías meramente teóricas que existen solo sobre el papel, como los detractores de la ADC solían creer, sino opciones reales que ya sabemos cómo llevar a la práctica. No hacerlo a corto plazo podría suponer una gran oportunidad perdida para la mitigación del cambio climático.

Recuadro 2. Geoingeniería

La geoingeniería es la alteración a gran escala de los procesos ambientales que afectan al clima de la tierra para mitigar los efectos del cambio climático. Aunque incluye una parte de ADC, también abarca estrategias más amplias de alteración del clima, como la gestión de la radiación solar, que puede utilizarse para compensar algunos de los efectos del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero. La geoingeniería a gran escala es muy controvertida debido al desconocimiento de los efectos secundarios y a largo plazo de la intervención humana deliberada en la atmósfera y los ecosistemas. Además, muchos métodos (por ejemplo, inyectar aerosoles de sulfato en la estratosfera inferior para imitar el efecto de las erupciones volcánicas o colocar escudos en el espacio para desviar la energía solar lejos de la Tierra) siguen siendo puramente teóricos.

Aunque analizamos diversos enfoques de ADC teóricos y que se encuentran en una fase piloto, no hemos incluido los que suelen englobarse en la geoingeniería. Una de esas estrategias es la fertilización de los océanos (también conocida como fertilización del océano con hierro o siembra oceánica), el proceso de introducir hierro en la capa superior del océano para estimular el crecimiento del fitoplancton, que absorbe el CO2. La fertilización de los océanos se encuadra en la concepción general de la geoingeniería debido a que los organismos en crecimiento a tan gran escala podrían tener un impacto aún desconocido en los ecosistemas oceánicos.

A. Aprovechar la acción de la naturaleza: métodos naturales de ADC Las soluciones climáticas naturales se encuentran entre las opciones de eliminación de carbono que más han demostrado su eficacia. Tienen un enorme potencial combinado de secuestro de carbono —aproximadamente 12 GtCO2 en el extremo inferior de los intervalos disponibles— y solo requieren cantidades modestas de tierra, agua y energía en comparación con los métodos tecnológicos (véase la Tabla 2). A continuación se tratarán varias de las soluciones naturales más prometedoras.

Reforestación y forestación

La forestación y la reforestación (a las que nos referiremos aquí como forestación por motivos de brevedad) es actualmente el método más popular para absorber el CO2 de la atmósfera. La forestación es la plantación de nuevos bosques en tierras en que históricamente no había bosques, y la reforestación es la plantación de bosques en tierras en que previamente había bosques pero que se

han destinado a algún otro uso.

Preparación: La forestación es el método de ADC más desarrollado y difundido hoy en día. Los seres humanos plantan árboles desde hace siglos, para refugio, combustible, control de la erosión y otros usos. El Desafío de Bonn, una iniciativa mundial para restaurar un mínimo de 150 millones y 350 millones de hectáreas de bosques para 2020 y 2030, respectivamente, demuestra el actual impulso

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político de que goza la forestación. Hasta la fecha, cuarenta y siete países se han comprometido a restaurar 160,2 millones de hectáreas como parte del desafío. El beneficio de mitigación de la forestación ha sido reconocido en el Protocolo de Kioto (en particular en el Mecanismo de Desarrollo Limpio) y en el Acuerdo de París (en concreto en su artículo 5, dentro del ámbito de la Reducción de Emisiones debidas a la Deforestación y la Degradación Forestal y ampliando las reservas forestales de carbono, la denominada REDD+).

Potencial de mitigación: La forestación está significativamente infrautilizada, si tenemos en cuenta su potencial biológico y su amplia disponibilidad. De hecho, más de dos mil millones de hectáreas de tierra en todo el mundo son aptas para la restauración (incluyendo la forestación, entre otras actividades de restauración de tierras), un área mayor que la de América del Sur.6 Las estimaciones del potencial de secuestro de la forestación sin explotar oscilan entre 1,3 y 17,9 GtCO2/año en todo el mundo.7 La amplia variación de las estimaciones se debe a las diferentes suposiciones sobre las limitaciones en la disponibilidad de tierras para los diversos modelos y autores, la incertidumbre sobre la disponibilidad de tierras para cualquier supuesto dado, la incertidumbre sobre las tasas de secuestro por hectárea, la amplia gama de diferentes tipos de forestación potencial que van desde la agrosilvicultura hasta la regeneración natural y las plantaciones manejadas intensivamente, y los precios máximos del carbono.

Costo: El costo de la forestación depende de factores tales como el tamaño del área plantada, las especies de árboles utilizadas y la condición del emplazamiento en el que se plantan los árboles. Las estimaciones de costos ascendentes publicadas generalmente oscilan entre 7,5 y 29,4 dólares por tonelada de CO2 eliminada.8 La forestación requiere un bajo costo inicial, con escasas inversiones de capital significativas. Tal vez más que otros métodos de ADC, las estimaciones del potencial de mitigación y el costo de la forestación están estrechamente relacionados: a precios cada vez más altos del carbono, se vuelve económicamente rentable plantar árboles en más y más tierras marginales o en tierras que se habrían destinado a otros usos.9

Demanda de recursos: La forestación tiene una demanda de recursos relativamente baja en comparación con otras estrategias de ADC. La tierra es el requisito principal, y la cantidad utilizada depende del potencial económico y biofísico de la zona y del objetivo, por ejemplo, reforestar todas las tierras degradadas o alcanzar un objetivo determinado de mitigación. La forestación es una opción dentro de un conjunto complejo e interconectado de soluciones para el uso de la tierra y el clima. Puede competir por la tierra con la agricultura, el desarrollo urbano y otros usos de los recursos naturales. Además, la forestación a gran escala podría ayudar a atender una demanda creciente de energía de biomasa leñosa, aunque podría competir a la vez con cultivos bioenergéticos (como el cáñamo, el pasto varilla o la jatrofa).

Dependiendo del tipo de árboles plantados, la calidad del suelo y la zona biogeoclimática, los bosques maduros son capaces de almacenar de 165 a 785 tCO2/ha.10 Para poner estas cifras en contexto, absorber 1�Gt de CO2 requeriría plantar entre 1,3 y 6 millones de hectáreas de tierra —esta última cifra corresponde aproximadamente al tamaño de Costa Rica—. Los árboles necesitan agua para crecer y los grandes proyectos de forestación pueden interactuar de manera compleja con las temperaturas

6 Desafío de Bonn, “What is our global restoration opportunity?” http://www.bonnchallenge.org/what-our-global-restoration-opportunity 7 Smith and Torn 2013, van Vuuren 2013, IPCC AR4 2007, IPCC AR5 2014, Smith et al 2016, Griscom et al 2017 8 Stavins and Richards 2005, IPCC AR5 2014, Smith et al 2016 9 Para mantener la comparabilidad del potencial de mitigación y las estimaciones de costos de las tecnologías de emisiones negativas naturales frente a las tecnológicas, las tablas ES-1 y 2 utilizan estimaciones del potencial técnico de mitigación y estimaciones de costos ascendentes, cuando se dispone de ellas. 10 Calculado a partir de https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11027-012-9417-z

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locales y la disponibilidad de agua. Por ejemplo, pueden aumentar o reducir los niveles freáticos locales, dependiendo de las especies arbóreas plantadas, y al mismo tiempo pueden afectar al clima local y regional, de manera que se reduzcan las temperaturas y los extremos de temperatura y promover precipitaciones locales, lo que contribuye a la disponibilidad de agua.

Los insumos de energía son mínimos y están vinculados a los viveros de plántulas, la preparación del emplazamiento, el transporte de personas y material a los sitios de siembra y el fertilizante, en su caso.

Beneficios colaterales: La forestación tiene importantes beneficios colaterales ambientales y socioeconómicos. El aumento de las tierras forestales puede aumentar el hábitat de la vida silvestre y la biodiversidad, mejorar la cantidad y calidad del agua, controlar la erosión y crear microclimas más frescos y húmedos, que son mejores para la agricultura. En las zonas urbanas, la sombra y la retención de agua pueden reducir los costos energéticos y de gestión del agua. La forestación también puede mejorar la salud y los medios de subsistencia gracias a un mayor acceso a los productos forestales madereros y no madereros.

Otras cuestiones: Al igual que con casi todas las soluciones de mitigación del cambio climático, si la actividad no se enmarca en un cambio transformador que establezca un nuevo statu quo respetuoso con el clima para el sector, existe un riesgo inherente de que el impacto de la mitigación no sea permanente. En el caso de la forestación, esto significa que existe el riesgo de que el CO2 capturado y almacenado en la biomasa leñosa pueda volver a ser emitido a la atmósfera si el nuevo bosque posteriormente se tala y se convierte para otro uso de la tierra. También existe el riesgo de que la forestación desplace las actividades anteriores de uso de la tierra a otros lugares, lo que podría dar lugar a la tala de los bosques existentes.

Mejora de la gestión forestal

La mejora de la forma en que se gestiona un bosque y el desplazamiento de los productos forestales hacia el almacenamiento a largo plazo pueden aumentar la capacidad de los bosques para capturar CO2. Entre las mejores prácticas de gestión forestal se cuentan la tala de impacto reducido, el aumento de la plantación tras el aprovechamiento y la mejora de la regeneración tras los

incendios.

Preparación: Al igual que con la forestación, la mejora de la gestión forestal es un método de ADC maduro. De hecho, muchas de las actividades que la engloban las aplican a diario gestores forestales de todo el mundo, utilizando tecnologías y conocimientos técnicos disponibles desde hace mucho tiempo. La mejora de la gestión forestal puede aplicarse rápidamente y con bajos costos de puesta en marcha.

Potencial de mitigación: El potencial de mitigación de la mejora de la gestión forestal es significativo en comparación con otras opciones naturales de ADC, incluida la forestación. En una reciente revisión de la literatura se estimaron los potenciales técnicos de mitigación entre 1,1 y 9,2 GtCO2 en 2030, aproximadamente divididos de manera uniforme entre las zonas templadas/boreales y tropicales/subtropicales.11

11 Griscom et al 2017, Suplemento en línea, Tabla S1, que incluye la gestión de bosques naturales y plantaciones mejoradas, pero excluye la reducción de emisiones procedente de la gestión de los incendios y la recogida de leña evitada.

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Costo: Aunque no se dispone de estimaciones de costos agregados ascendentes para mejorar las técnicas de gestión forestal, los precios del carbono asociados con los intervalos de mitigación mencionados son ilustrativos. Podría lograrse alrededor del 60�% del potencial técnico (hasta 5,5-5,8 GtCO2) a un precio del carbono de hasta 100 dólares por tonelada; aproximadamente la mitad de esa cantidad (hasta 2,5 Gt aproximadamente) podría lograrse a un costo inferior a 10 dólares por tonelada.12

Demanda de recursos: Las necesidades de recursos para mejorar las técnicas de gestión forestal varían según el tipo de actividad. Sin embargo, en general, el uso de energía y agua sería similar al de la tala convencional. No hay necesidades adicionales de tierras para mejorar la gestión forestal porque, por definición, se trata de un conjunto de actividades que tienen lugar en tierras que ya se encuentran bajo producción maderera.

Beneficios colaterales: La mejora de la gestión forestal tiene múltiples beneficios colaterales, entre ellos la preservación de los ecosistemas y la biodiversidad. Las actividades individuales también contribuyen a la adaptación y al desarrollo sostenible.13 La biomasa residual puede aportar 12-74 EJ/año al consumo de energía.14

Otros: Al igual que sucede con otras actividades de mitigación basadas en la tierra, los beneficios reales de la mitigación están sujetos a la variabilidad interanual del clima y el tiempo, lo que afecta a las tasas de crecimiento y las perturbaciones naturales y los riesgos asociados de no permanencia.

Secuestro de carbono orgánico en el suelo (SCOS)

El secuestro de carbono orgánico en el suelo (SCOS) es un proceso para fomentar la capacidad de los suelos para almacenar CO2. El carbono se almacena principalmente en la materia orgánica del suelo, que se forma a partir de la descomposición de tejidos vegetales y animales, microbios y carbono asociado con los minerales del suelo. Al igual que sucede con la

forestación, muchas actividades diversas pueden impulsar el SCOS, entre las que figuran la labranza de conservación, la rotación de cultivos, los cultivos de cobertura y una mejor gestión de los pastizales.

Preparación: El SCOS es una estrategia de mitigación madura. Hay gran cantidad de pruebas científicas que respaldan su potencial de mitigación y ya se han desarrollado las técnicas para impulsarlo. Los agricultores pueden utilizar estas técnicas inmediatamente y empezar a ver resultados.

Potencial de mitigación: Dado que el SCOS es factible en cualquier lugar donde haya actividad agrícola, su potencial de mitigación es significativo. Las estimaciones muestran que, a nivel mundial, la mejora del almacenamiento de carbono en el suelo puede eliminar aproximadamente entre 6,8 y 12,6 Gt de CO2/año, dependiendo del tipo de suelo y del ecosistema.15

Costo: Dado que el SCOS puede lograrse utilizando una amplia variedad de técnicas, es difícil obtener una estimación de los costos para este método. Un estudio planteó la hipótesis de que se podría eliminar 1,5 GtCO2 a un precio del carbono de USD 20/tonelada; la captura de mayores cantidades

12 Griscom et al 2017, Suplemento en línea, Tabla S4 13 Nabuurs, G.J. et al in: Forestry. In Climate Change 2007: Mitigation. Contribución del Grupo de Trabajo III al Cuarto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg3/ar4-wg3-chapter9.pdf 14 Ibid. 15 Lal 2018, Frank et al 2017, Paustian 2016

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aumentaría el costo a USD 100/tonelada o más.16 Otro fue más generoso, indicando unos costos promedio de alrededor de USD 17/tonelada a nivel mundial (para unas 13 GtCO2 secuestradas anualmente) en todos los tipos de intervención.17

Demanda de recursos: Debido a que el SCOS es una actividad agregada, los costos de oportunidad son escasos o nulos. La tierra que ya se encuentra bajo producción agrícola puede ser utilizada para la captura adicional de carbono a través de la conservación o la agricultura regenerativa. Por lo tanto, las necesidades adicionales de agua y energía son también insignificantes.

Beneficios colaterales: El SCOS tiene muchos beneficios colaterales, el principal en el ámbito de la seguridad alimentaria. Debido a que las actividades que aumentan los SCOS también restauran las tierras degradadas, podrían ayudar a incrementar el área de tierra que podría contribuir a la producción agrícola sostenible a largo plazo. De manera similar, las intervenciones de SCOS también pueden ayudar a crear medios de vida resilientes para los agricultores.

Otras cuestiones: Aunque las intervenciones de SCOS son tremendamente prometedoras, cuestiones como la permanencia (duración limitada del sumidero de carbono), las fugas (el aumento del carbono almacenado en el suelo podría dar lugar a disminuciones en otros lugares) y la adicionalidad (la mitigación basada en el suelo por encima y más allá de la agricultura tradicional) pueden obstaculizar su ejecución a gran escala. Algunos agricultores también temen que las actividades de SCOS no produzcan los altos rendimientos de las prácticas actuales de monocultivos anuales.

B. Añadir ingeniería: métodos tecnológicos de ADC A diferencia de los métodos naturales de ADC, los métodos tecnológicos están menos maduros y siguen siendo de pequeña escala. Aunque su aplicación a escala comercial permitiría eliminar grandes cantidades de dióxido de carbono —que rondarían las 10 GtCO2 en el extremo inferior de los intervalos disponibles—, estas tecnologías incipientes tendrán que superar barreras significativas, en particular los altos costos y otras limitaciones de recursos (véase la Figura 3) para poder alcanzar su pleno potencial. Los sistemas de captura y almacenamiento de carbono (CAC) que capturan las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la quema de combustibles fósiles (para la producción de energía), comprimen el gas y lo transfieren a depósitos geológicos están funcionando actualmente a escala industrial. Estos sistemas absorben el CO2 del aire de tuberías o chimeneas industriales, con lo que evitan una cantidad de emisiones de CO2. No obstante, este documento se centra en la evaluación de los métodos y sistemas de ADC que producen emisiones negativas (o absorciones netas). A continuación se analizarán en profundidad las soluciones tecnológicas más prometedoras.

Biocarbón

El biocarbón es biomasa que se ha convertido en carbón vegetal resistente a la descomposición. Se crea cuando la biomasa se calienta con poco oxígeno o sin oxígeno para eliminar los gases volátiles y dejar el carbono, un proceso llamado pirólisis. El biocarbón añadido a los suelos puede secuestrar carbono durante

miles de años. 16 Chan K Y, A Cowie, G Kelly, Bhupinderpal Singh, P Slavich, 2008: Scoping Paper: Soil Organic Carbon Sequestration Potential for Agriculture in NSW, NSW DPI Science & Research Technical. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.513.1014&rep=rep1&type=pdf 17 Calculado a partir de la tabla E3, WRI in Carbon Sequestration In Agricultural Soilshttp://documents.worldbank.org/curated/en/751961468336701332/pdf/673950REVISED000CarbonSeq0Web0final.pdf

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Preparación: Aunque la técnica básica ya la usaban los pueblos precolombinos amazónicos para mejorar la productividad del suelo, la investigación científica sobre el potencial de mitigación del biocarbón es relativamente reciente. La producción comercial de biocarbón se encuentra actualmente en fase de demostración, con proyectos piloto en Estados Unidos, Vietnam, Malasia, Uganda y Perú.18

Figura 1: El proceso de creación de biocarbón

Fuente: www.biocarbón-international.org/technology, cortesía de Johannes Lehmann

Potencial de mitigación: El potencial de mitigación del biocarbón depende del tipo de materia prima, la temperatura utilizada en la pirólisis, la fertilidad del suelo modificado y el tipo de combustible que se está compensando. Por ejemplo, las materias primas que se cultivan explícitamente para hacer biocarbón (pasto varilla) tendrían un potencial de mitigación menor que los residuos agrícolas sin otros usos (como el estiércol, la paja de arroz y las cáscaras de nueces). El potencial máximo de mitigación biológica es de 6,6 GtCO2e/año. Sin embargo, el potencial económico es ligeramente superior a la mitad (3,7 GtCO2e/año) debido a la competencia de la demanda de biomasa no residual.19

Costo: El costo del biocarbón varía en función de los insumos de producción (materia prima) y del tipo de pirólisis utilizado y, al ser una tecnología relativamente nueva, es muy incierto. Las estimaciones encontradas en la literatura oscilan entre USD 35-USD 300/tCO2, incluyendo los efectos de los ingresos adicionales de la cogeneración de energía. Los costos para la producción de biocarbón incluyen la recolección de la materia prima, la pirólisis y el transporte y manejo para la aplicación en el suelo.

Demanda de recursos: La demanda de recursos es variable y no se ha investigado suficientemente. Depende en buena medida del tipo de insumos y de sistema de producción utilizado. Para cultivar la materia prima se necesitan tanto tierra como agua. Sin embargo, si la producción de biocarbón solo utiliza como materia prima subproductos de otros procesos agrícolas, la necesidad de tierras se vuelve insignificante. Las instalaciones de producción de biocarbón pueden ser pequeñas y no requieren mucha tierra.

Beneficios colaterales: El biocarbón puede aumentar el rendimiento de los cultivos y los subproductos del proceso (gas de síntesis y bioaceite) pueden generar energía. El biocarbón mejora los suelos reduciendo la lixiviación del nitrógeno en las aguas subterráneas, incrementando la fertilidad del suelo, moderando su acidez y aumentando la retención de agua y los microbios beneficiosos del suelo. Debido 18 International Biocarbón Initiative, Biochar in Developing Countries, 2014: http://www.biochar-international.org/developingeconomies 19 Woolf et al 2010 in IPCC AR5

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a que permite aumentar la productividad de los suelos de baja fertilidad y los suelos degradados, el biocarbón puede mejorar los medios de subsistencia de los agricultores más pobres del mundo.

Otras cuestiones: Si bien el biocarbón tiene un potencial prometedor para la mitigación del cambio climático, hay obstáculos para su implementación, como la adquisición de materia prima sostenible y los distintos usos de la biomasa. Además, si la materia prima del biocarbón reemplaza a tierras con mayor valor de carbono, como los bosques, la producción de biocarbón puede tener un impacto negativo en la mitigación del clima.

Bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECAC)

La bioenergía con captura y almacenamiento de carbono —a la que suele denominarse BECAC—, es una de las soluciones de ADC más discutidas en los estudios recientes. El aspecto clave de la BECAC es que comienza con la

captura y almacenamiento de CO2 en árboles, pastos y otros tipos de biomasa. Esta biomasa, que luego se quema para generar energía, puede provenir de plantaciones dedicadas a la bioenergía o como un subproducto de la cosecha y el aprovechamiento para otros usos. El sistema de CAC de una instalación de BECAC captura las emisiones de CO2 que se producen cuando se quema la biomasa. Luego, el CO2 se comprime y se inyecta en depósitos geológicos o de otro tipo destinados a su almacenamiento a largo plazo.

El proceso de captura y almacenamiento de emisiones que resulta de la generación de energía puede combinarse con cualquier fuente de combustible intensivo en CO2 para producir emisiones netas nulas. Sin embargo, la BECAC es única en cuanto que el uso de biomasa para energía permite que en su lugar crezca nueva biomasa, eliminando así aún más CO2 de la atmósfera. De esta manera, y a diferencia del carbón más CAC o del gas natural más CAC, la BECAC es en realidad una tecnología que produce emisiones negativas netas: elimina el CO2 de la atmósfera (en forma de materia vegetal) y lo traslada al almacenamiento a largo plazo (a través de la CAC), a la vez que genera energía en el proceso. Esta excepcional actividad triple —capturar el CO2 del aire, almacenarlo bajo tierra y generar (en lugar de gastar) energía todo el tiempo— ha hecho de la BECAC una atractiva «válvula de seguridad» para los modeladores climáticos a quienes se les ha pedido que generen escenarios de 1,5�°C o 2�°C. Pero la mayoría de los modeladores admitirán que la aparición de la BECAC en sus modelos es tanto un sustituto de soluciones tecnológicas desconocidas o aún no desarrolladas como una predicción de que la propia BECAC es una trayectoria de mitigación realista.

Preparación: Aunque la tecnología de la BECAC aún no se ha implementado a gran escala, es el método tecnológico de ADC más desarrollado. En la actualidad hay seis proyectos en funcionamiento —cuatro en Estados Unidos, uno en el Reino Unido y otro en Japón— y están previstos otros seis.20 Si todos los proyectos planeados se llevan a la práctica tal y como fueron diseñados, las instalaciones de BECAC de todo el mundo eliminarán cada año alrededor de seis millones de toneladas de CO2 de la atmósfera. Esto es solo una fracción del potencial estimado de la BECAC a nivel mundial y menos del 1,5�% de la ADC logrado a través de la forestación en China solo en 2005.21

20 Kemper, Jasmin, “Biomass with carbon capture and storage (BECCS/Bio-CCS)”, 2017: http://ieaghg.org/docs/General_Docs/IEAGHG_Presentations/2017-03-10_Bioenergy_lecture_2_Read-Only.pdf 21Comunicación Nacional de China a la CMNUCC, 2012: https://unfccc.int/documents/71515

19

Potencial de mitigación: Las estimaciones de una muestra de estudios publicados (véase la Figura 2) muestran un potencial técnico de mitigación de hasta 10-20 GtCO2/año a mediados de siglo, dependiendo del tipo de biomasa y del método de combustión utilizado. Sin embargo, es probable que este potencial no sea realista, dadas tanto las limitaciones de costos como las demandas para otros usos de recursos como la tierra y el agua. El potencial económico puede que sea mucho menor, posiblemente hasta un tercio del potencial técnico.22

Figura 2: Potencial global de la BECAC

Nota: Muchos estudios no indican si el intervalo de mitigación que proporcionan refleja el potencial técnico o el económico. El valor mínimo es explícitamente el potencial económico en Koornneef (2011) y McLaren (2012).

Costo: Las estimaciones de costo de la BECAC varían considerablemente, entre USD 50 y USD 250 por tonelada de CO2. Al igual que sucede con muchas tecnologías incipientes, se espera que estos costos disminuyan con el tiempo. Sin embargo, la BECAC es un método único en el sentido de que la trayectoria a la baja de los precios común en las nuevas tecnologías implantadas afectará directamente el aumento de los precios que suele caracterizar a las intervenciones con recursos limitados. Esto significa que, en los niveles superiores de penetración de la BECAC, la escasez de tierra y agua hará que los precios suban.

Intensidad de recursos: Debido a que la BECAC puede utilizar una gran variedad de tipos de biomasa, sus necesidades de tierra dependen en gran medida de factores tales como la proporción de bioenergía derivada de residuos y desechos y la medida en que la biomasa pueda cultivarse en tierras que actualmente no son productivas. En general, los estudios muestran que la intensidad de uso de tierra de la BECAC es bastante alta, probablemente oscilando entre 0,03-0,1 hectáreas por tonelada de CO2

equivalente (ha/tCO2e) para cultivos energéticos específicamente cultivados para bioenergía y 0,3-0,5 ha/tCO2e al utilizar residuos forestales.23 Para poner esto en perspectiva, la eliminación de solo 3 Gt de CO2e al año utilizando cultivos que requieran un uso menor de tierras podría necesitar unas 90 millones de hectáreas de tierra, lo equivalente a más de un cuarto de la Amazonia brasileña. La intensidad del uso de la tierra de la bioenergía con CAC sería probablemente menor que sin CAC debido a la necesidad de ubicar las plantas de bioenergía en las proximidades de reservorios adecuados de CAC, y donde haya suficiente materia prima disponible dentro de los límites económicos en razón de los costos de transporte. Las políticas que han aumentado la demanda de bioenergía han sido polémicas, ya que

22 Ibid. 23 Smith, Pete et al., “Biophysical and economic limits to negative CO2 emissions” http://aura.abdn.ac.uk/bitstream/handle/2164/7937/7955_2_merged_1445366890_1_.pdf?sequence=1

0

5

10

15

20

25

IPCC(2005)

Azar(2010)

Woolf(2010)

Koornneef(2012)

McLaren(2012)

vanVuuren(2013)

Kriegler(2013)

Tavoni &Socolow(2013)

Caldecott(2015)

Smith et al(2016)

Gt C

O2/y

r

Minimum Maximum

20

pueden conducir a la deforestación y el aumento de los precios de los alimentos debido a la competencia por el uso de la tierra.

Las necesidades de agua de la BECAC son similares, pero potencialmente significativas, con un promedio de 60 kilómetros cúbicos por año (km3/año) por gigatonelada de CO2e eliminada.24 Por lo tanto, la eliminación y almacenamiento de 3�GtCO2e podría requerir 180 km3/año de agua. Como medida de comparación, los seres humanos utilizan unos 7�000 km3 de agua dulce para la agricultura cada año.25 Si los sistemas de BECAC, en conjunto, capturan 3�GtCO2e anualmente, el uso global de agua para la agricultura podría aumentar en un 2,6�%.

Beneficios colaterales: La implementación de la BECAC como solución climática tiene una serie de beneficios colaterales tanto sociales como ambientales. Además de eliminar el CO2 de la atmósfera y almacenarlo durante mucho tiempo, la BECAC genera energía, un recurso importante del que depende la sociedad moderna. El cultivo de biomasa para la producción de energía también puede contribuir a la ordenación sostenible de la tierra y tener efectos secundarios en la salud de los ecosistemas regionales.

Otros: Aunque muchos estudios han destacado la contribución potencial de esta tecnología a la mitigación del clima, la BECAC sigue siendo polémica. Según la percepción pública, algunos expresan un cauto optimismo, mientras que otros se oponen vehementemente a cualquier sistema de bioenergía a gran escala que pueda convertir los paisajes naturales y agravar el déficit hídrico. Sin embargo, a diferencia de muchos métodos naturales, teóricamente la BECAC puede almacenar CO2 en formaciones geológicas durante miles de años. Aunque las posibles fugas siguen siendo motivo de preocupación, la liberación de CO2 probablemente se daría por eventos sísmicos o geológicos más que por decisiones económicas y políticas.

Captura directa del aire (CDA)

Al igual que la CAC, los sistemas de captura directa del aire pueden extraer y almacenar (o utilizar) CO2 para limitar las concentraciones atmosféricas de GEI. Sin embargo, a diferencia de la CAC, las plantas de CDA extraen el gas del aire libre y no de una fuente localizada, como el gas de combustión de una planta de energía. La CDA captura CO2 utilizando productos químicos

que atraen ese gas, pero no otros gases atmosféricos, como el oxígeno y el nitrógeno. Luego, las plantas usan energía para aislar el CO2 de los demás productos químicos y lo almacenan en depósitos geológicos o lo convierten en otros materiales. Los productos químicos se reutilizan para atraer CO2 adicional.

Preparación: A diferencia de la CAC, la CDA es una tecnología mucho más incipiente. Hay un puñado de proyectos en fase de demostración en Canadá, Europa y los Estados Unidos, pero se han publicado escasos resultados.

Mitigación: Aunque los sistemas de CDA teóricamente tienen un potencial de mitigación ilimitado, el costo y la disponibilidad de recursos vitales, como la energía, limitan sustancialmente la cantidad de CO2 que se puede eliminar de la atmósfera de manera realista. Debido a que la CDA se ha estudiado mucho menos que la CAC o la BECAC, en la literatura hay muy pocas estimaciones sobre la mitigación. 24 Calculado a partir de los datos de http://aura.abdn.ac.uk/bitstream/handle/2164/7937/7955_2_merged_1445366890_1_.pdf?sequence=1 25 Rogers, Peter, “The Role of Irrigation in Meeting the Global Water Challenge”, Universidad de Harvard, http://research.unl.edu/events/futureofwater/ppt/PeterRogers.pdf

21

Un estudio estima que los sistemas de CDA pueden capturar razonablemente entre 3 y 16 GtCO2 anualmente.26 Sin embargo, la escalabilidad puede ser un problema. En Suiza, Climeworks ha construido una planta piloto que actualmente elimina 900 toneladas de CO2 al año. Para aumentar esa cifra a 1 Gt de CO2 —a lo que aspira la compañía para las próximas décadas27—, Climeworks necesitaría construir más de 1,1 millones de plantas similares. La canadiense Carbon Engineering ha afirmado que, llevad a la escala comercial, su tecnología sería capaz de capturar un millón de toneladas de CO2 al año. Incluso a esta escala, la compañía necesitaría construir mil de estas instalaciones para eliminar una gigatonelada de contaminación de carbono anualmente.

Costo: En comparación con la CAC y otros métodos de mitigación, los sistemas de CDA son actualmente muy costosos. Debido a que la concentración de CO2 en el aire es de 100 a 300 veces menor que, por ejemplo, en el gas de combustión de una central eléctrica, el proceso de extracción de cantidades equivalentes de gas necesita una cantidad de energía mucho mayor que un sistema de CDA. Los estudios estiman que la CDA podría costar entre 500 y 1�000 dólares por tonelada de CO2 capturada.28 Por supuesto, es probable que estos costos disminuyan y la tecnología de CDA podría llegar a ser competitiva con otras opciones de mitigación a medida que el mundo agote las soluciones más baratas, posiblemente a partir de mediados de siglo.29

Intensidad de recursos: A pesar de que la CDA requiere una cantidad insignificante de tierra y cantidades muy pequeñas de agua —el sistema de Climeworks en realidad extrae la humedad del aire y por lo tanto genera su propio suministro de agua—, esta tecnología consume una gran cantidad de energía. Extraer CO2 del aire requiere alrededor de 0,49 gigajulios de energía por tonelada de CO2 capturada (GJ/tCO2).30 Eso es aproximadamente el triple de la energía necesaria para capturar el CO2 de los gases de combustión, por ejemplo mediante la CAC convencional. El procesamiento, transporte e inyección de CO2 conlleva necesidades energéticas adicionales, elevando potencialmente la intensidad energética por tCO2 a 12,3 GJ. A ese ritmo, eliminar una gigatonelada podría requerir 3�417 teravatios-horas de electricidad al año, una cantidad que es casi equivalente a toda la electricidad generada en los Estados Unidos en 2017.

Beneficios colaterales: A diferencia de los métodos basados en la tierra, las tecnologías de captura directa del aire no tienen beneficios colaterales significativos fuera del ámbito climático.

Otros: Al igual que sucede con la CAC, la CDA puede teóricamente almacenar dióxido de carbono durante miles de años con un riesgo mínimo de fuga. Sin embargo, esta tecnología sigue siendo tremendamente controvertida, en parte debido a su costo. Además, dado que el principal beneficio de la CDA es la mitigación del cambio climático, no cuenta con el amplio apoyo de las partes interesadas del que gozan muchas soluciones naturales. 26 Chen, Chen y Massimo Tavoni, “Direct air capture of CO2 and climate stabilization: A model based assessment”, Climate Change, February 2013: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10584-013-0714-7 27 Jacobson, Rory and Noah Deich, “Giant Machine Sucks CO2 Directly from Air!!”, Center for Carbon Removal, junio de 2017: http://www.centerforcarbonremoval.org/blog-posts/2017/6/14/6zoi0196zn1if3apkn6ms3gk6kylfn 28 Mazzotti, Marco et al. “Direct air capture of CO2 with chemicals: Optimization of a two-loop hydroxide carbonate system using a countercurrent air-liquid contactor“, Climactic Change, mayo de 2013: https://www.researchgate.net/publication/257548044_Direct_air_capture_of_CO2_with_chemicals_Optimization_of_a_two-loop_hydroxide_carbonate_system_using_a_countercurrent_air-liquid_contactor; APS Physics, “Direct Air Capture of CO2 with Chemicals”, junio de 2011: https://www.aps.org/policy/reports/assessments/upload/dac2011.pdf; “Climate Intervention: Carbon Dioxide Removal and Reliable Sequestration”, National Research Council, 2015: http://www.whoi.edu/fileserver.do?id=202544&pt=10&p=39435 29 Honegger, Matthias and David Reiner, “The political economy of negative emissions technologies: consequences for international policy design”, Climate Policy, noviembre de 2017: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14693062.2017.1413322 30 APS Physics, “Direct Air Capture of CO2 with Chemicals”, junio de 2011: https://www.aps.org/policy/reports/assessments/upload/dac2011.pdf

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Meteorización optimizada (MO)

La meteorización es la descomposición química de las rocas, un proceso natural que elimina grandes cantidades de CO2 de la atmósfera. Sin embargo, la meteorización natural es extremadamente lenta, al verse limitada por la superficie de las rocas que pueden absorber CO2, como los silicatos. La meteorización optimizada, a veces llamada carbonatación mineral, acelera este proceso al romper mecánicamente las rocas para aumentar su superficie. Entonces, el polvo

resultante puede depositarse en la tierra o en el océano para aumentar la absorción de CO2.

Preparación: La meteorización optimizada se encuentra entre los métodos menos desarrollados de ADC; en todo el mundo ha habido solo unas pocas iniciativas de investigación dedicadas a estudiar este proceso. Las iniciativas del sector privado, como la Mineral Carbonation International, han tenido dificultades para progresar debido a la falta de fondos federales y filantrópicos para la investigación.

Mitigación: El potencial de mitigación estimado de la meteorización optimizada es algo menor que el de otros métodos de ADC, generalmente de 1 a 4 GtCO2 por año, dependiendo del mineral utilizado y de dónde se depositen sus fragmentos. Por ejemplo, un estudio estima que la adición de los minerales carbonato y olivino tanto a los océanos como a los suelos podría eliminar un promedio de 0,7 GtCO2 por año, o hasta un máximo de 3,7 GtCO2 para 2100.31 Otro estudio estimó que el potencial en relación con la tierra es superior a 4 GtCO2 por año, mientras que el potencial en los océanos es inferior a 1 GtCO2.32

Costo: El intervalo de costos estimados de la meteorización optimizada es extremadamente amplio y presenta una gran incertidumbre, entre USD 23 y USD 578 por tonelada de CO2 capturada.33 Se estima que depositar fragmentos de roca en tierra es menos costoso que hacerlo en el océano.

Intensidad de recursos: Las necesidades de tierra y agua para la meteorización optimizada son mínimas. Aunque el proceso requiere la distribución de fragmentos de roca triturada sobre vastas áreas de tierra, con aproximadamente 0,01 ha/tCO2e,34 la intensidad de uso de tierra es la segunda más pequeña después de la CDA. Además, la meteorización optimizada no tiene que competir necesariamente con otros usos de la tierra. Por ejemplo, la dispersión de carbonato y olivino triturados en suelos ácidos agrícolas y forestales puede elevar sus niveles de pH y hacer que la tierra sea más productiva y más productiva.

A pesar de requerir poca tierra y agua, la meteorización optimizada requiere mucha energía: de 0,08 a 0,2 GJ/tCO2. Al igual que sucede con la CDA, el procesamiento y transporte de enormes cantidades de roca podría aumentar el consumo energético por tCO2 a 12,5 GJ, igualando las necesidades de la CDA.

Beneficios colaterales: La adición de ciertos minerales a suelos ácidos agrícolas o forestales tiene el potencial de mejorar su productividad. El aumento del rendimiento de las tierras cultivadas podría, a su vez, evitar la conversión adicional de tierras forestales en tierras agrícolas. Además, el reciclaje de los

31 Smith, Pete et al. “Biophysical and economic limits to negative CO2 emissions”, Nature Climate Change: https://www.nature.com/articles/nclimate2870 32 “Climate Intervention: Carbon Dioxide Removal and Reliable Sequestration”, National Research Council, 2015: http://www.whoi.edu/fileserver.do?id=202544&pt=10&p=39435 33 Ibid; Renforth, Phil, “The potential of enhanced weathering in the UK”, Universidad de Oxford, 2012: http://orca.cf.ac.uk/60892/ 34 Smith, Pete et al. “Biophysical and economic limits to negative CO2 emissions”, Nature Climate Change: https://www.nature.com/articles/nclimate2870

23

residuos de silicato de las actividades mineras podría reducir el impacto ambiental de las operaciones mineras.

Otros: Como otras soluciones tecnológicas, el proceso de meteorización tiene el potencial de almacenar carbono durante miles de años con fugas mínimas o nulas. Sin embargo, es una tecnología controvertida debido a su necesidad de la minería a gran escala y a problemas de seguridad alimentaria relacionados con el uso de la tierra. Además, muchos se preguntan si la pulverización a gran escala de la roca es la mejor solución a los problemas climáticos, especialmente teniendo en cuenta que existen otros métodos.

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IV. Aprovechar hoy las posibilidades de la naturaleza Si bien tanto las soluciones naturales como tecnológicas de ADC teóricamente pueden capturar al menos 20 Gt de dióxido de carbono hasta el final del siglo, no todas pueden desplegarse simultáneamente y, de hecho, podrían competir por algunos recursos escasos, especialmente la tierra. A fin de incluir eficazmente la ADC en sus estrategias climáticas nacionales, los encargados de la formulación de políticas deben considerar la disponibilidad y la rentabilidad de tecnologías específicas desde el corto plazo hasta mediados de siglo y posteriormente.

Hoy en día, las soluciones naturales son las opciones de ADC más abundantes y disponibles. La mayoría, incluida la forestación/reforestación, la mejora de la gestión forestal y algunos métodos de secuestro de carbono orgánico en el suelo, se conocen muy bien y ya se han utilizado a gran escala. Además, actualmente son una opción mucho más rentable para capturar dióxido de carbono, con un precio que es un orden de magnitud menor por tonelada de CO2 capturada que las soluciones tecnológicas. Si no aplican a corto plazo en la mayor medida posible los métodos de ADC natural cuya eficacia se ha probado, los responsables de la formulación de políticas podrían perder la oportunidad de capturar anualmente entre 2,7 y 15,8 Gt (punto medio 6,1 Gt) de dióxido de carbono de aquí a 2030 a menos de 100 USD/tonelada,35 y potencialmente más (Figura 3). Por otra parte, las soluciones tecnológicas siguen en buena medida sin estar maduras, y la mayoría de ellas solo existen en fase de laboratorio o de demostración.

Más allá de su potencial de mitigación del cambio climático, la ADC natural también ofrece numerosos beneficios colaterales, tales como ecosistemas más resistentes, mayor hábitat de vida silvestre y biodiversidad, mejor calidad del agua, control de la erosión y microtemperaturas más frías y húmedas, que son mejores para la agricultura. Disponer de aire, agua y suelos más limpios también podría mejorar los resultados sanitarios. Con algunas excepciones menores, la mayoría de los métodos tecnológicos de ADC se aplicaría puramente por sus beneficios de mitigación climática. Esto podría dificultar la obtención de apoyo, aceptación y recursos de un grupo diverso de partes interesadas.

A largo plazo, los responsables de la formulación de políticas deberían considerar el conjunto más amplio de opciones de ADC. Con el paso del tiempo, tanto los efectos de saturación como las limitaciones de la tierra limitarán el potencial de mitigación de soluciones como la forestación/reforestación y las harán más costosas. Mientras tanto, es probable que el costo de los métodos tecnológicos disminuya en las próximas décadas, mientras que su potencial de mitigación se mantendrá en buena medida constante. La excepción es la BECAC, cuyos costos caerán solamente hasta un cierto nivel de secuestro. Con altos niveles de eliminación de CO2, las grandes necesidades de tierras asociadas con la expansión de las plantaciones de cultivos para biocombustibles tendrán un efecto al alza sobre los precios.

35 Calculado a partir del Suplemento en línea de Griscom et al 2017, Tabla S4. El intervalo de Griscom et al 2017 se utiliza para evitar la doble contabilidad entre categorías y para utilizar una restricción económica común para cada método.

25

Figura 3. Resumen de los métodos de ADC, por factor

Notas: 1. El potencial de mitigación se representa como un rango de potencial técnico o máximo de varias fuentes de literatura (véase el texto). Las estimaciones del potencial técnico no son aditivas en todos los métodos, ya que puede haber intercambios entre ellos. 2. Las estimaciones de los costos se representan como rangos de costo promedio de varias fuentes de literatura (véase el texto), y no tienen la intención de representar el rango de estimaciones de los costos para un potencial de mitigación específico.

Método Potencial técnico de mitigación (GtCO

2/año)1

Costo promedio (USD/tCO

2)2

Preparación Beneficios colaterales

Escala:

Naturales

Reforestación/Forestación Plantación de árboles donde no los hay o no los ha habido durante décadas.

MADURO

Mejora de la gestión forestal Prácticas de gestión que aumenten la tasa de captura de CO

2 y la cantidad

almacenada en los bosques.

MADURO

Secuestro de carbono orgánico en el suelo Aumentar el almacenamiento de carbono en los suelos.

MADURO

Naturales + Tecnológicos

Biocarbón Convertir la biomasa en carbón resistente a la descomposición.

DEMOSTRACIÓN

Bioenergía más captura y almacenamiento de carbono Generación de energía a partir de biomasa y posterior almacenamiento de las emisiones de CO

2 resultantes en

depósitos geológicos.

DEMOSTRACIÓN

Tecnológicos

Captura directa del aire Uso de productos químicos para absorber el CO

2 de la atmósfera.

DEMOSTRACIÓN

Meteorización optimizada Trituración de rocas que absorben naturalmente CO

2 y dispersión de los

fragmentos en la tierra o en el océano. LABORATORIO

Mejora de los ecosistemas Productividad de la tierra Generación de ingresos Generación de energía

26

V. Recomendaciones • En la actualidad, los sumideros naturales y biológicos ofrecen la mejor combinación de

beneficios para el clima al menor costo posible. Deberían desplegarse en la mayor medida posible.

• Se requiere una acción o inversión temprana tanto para las soluciones naturales como para las tecnológicas:

o La vegetación necesita tiempo para crecer à Invertir en soluciones naturales hoy en día.

o Las nuevas tecnologías requieren tiempo para ampliarse y comercializarse à Invertir en I+D y desplegar tecnologías en sus primeras etapas.

• Centrarse en los bosques y la tierra como una solución a corto plazo impulsará el apoyo internacional a este sector y creará más ambición climática a corto plazo.

• Los gobiernos (nacionales y subnacionales) y las empresas necesitan evaluar qué sistemas de ADC pueden y deben ser el foco de inversión como parte de sus estrategias nacionales de cambio climático.

o Los países forestales, particularmente en las regiones tropicales, tendrán un potencial significativo para la implementación inmediata de sistemas de tecnologías naturales de emisiones negativas, particularmente la forestación de tierras degradadas y la mejora de la gestión forestal, y pueden incluirse en sus estrategias REDD+.

o Se debe seguir un método de ordenación del paisaje al diseñar sistemas de tecnologías naturales de emisiones negativas y de BECAC o de biocarbón, para prevenir impactos ambientales o sociales negativos.

o Las soluciones naturales deben tratar de maximizar los beneficios colaterales, desde los medios de vida locales y la seguridad alimentaria hasta la resiliencia al clima y la biodiversidad.

• A fin de apoyar a los países en desarrollo en sus esfuerzos de mitigación y adaptación, los países donantes deberían invertir más en una agricultura inteligente desde el punto de vista forestal y climático en los países en desarrollo, ayudándoles al mismo tiempo a elaborar planes de desarrollo a largo plazo con bajas emisiones de carbono para el conjunto de la economía.

Figura 4: Cronología para la implementación de soluciones naturales y tecnológicas de ADC

Descarbonización

ADC natural: Implementación

ADC tecnológica: Investigación y demostración

ADC tecnológica: Implementación

A corto plazo Antes de 2030

A medio plazo A mediados de

siglo

A largo plazo A finales de siglo

Reforestación y forestación Mejora de la gestión forestal SCOS

Biocarbón BECAC CDA MO

27

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