Si bien actualmente los vehículos eléctricos se promocionan como la solución tecnológica clave para el transporte bajo en carbono, no siempre fueron la opción obvia. A principios de la primera década del 2000, eran los biocombustibles [1]. En lugar de extraer y quemar petróleo, se cultivan cereales y caña de azúcar y se convierten en combustibles viables.
Si bien podríamos esperar que los biocombustibles sean una solución del pasado debido a la competitividad en costos y al auge de los autos eléctricos, el mundo produce más biocombustibles que nunca. Y se espera que este aumento continúe.
En este artículo, ofrecemos una perspectiva sobre la cantidad de tierra que se utiliza para producir biocombustibles y su potencial si se destinara a otras formas de energía. Analizaremos qué sucedería si utilizáramos esa tierra para paneles solares y, posteriormente, en cuántos vehículos eléctricos se podrían impulsar como resultado.
Nos centraremos principalmente en el transporte terrestre, ya que es donde se utiliza actualmente el 99% de los biocombustibles. El mundo genera pequeñas cantidades de biocombustible para aviación, pero este representa solo el 1% del total [2]. Si bien los biocombustibles para la aviación aumentarán en los próximos años, a corto y mediano plazo seguirán siendo escasos en comparación con el combustible para automóviles y camiones. Para 2028, la AIE proyecta que la aviación podría consumir alrededor del 2% de los biocombustibles mundiales.
Para ser claros: no proponemos reemplazar todas las tierras destinadas a biocombustibles con paneles solares. Hay muchas maneras de utilizar estas tierras, ya sea para la producción de alimentos, la generación de biocombustibles, la reintroducción de especies silvestres o quizás para una combinación de todas las anteriores. Sin embargo, para tomar decisiones informadas sobre cómo usar nuestras tierras eficazmente, necesitamos comprender el potencial de cada opción. Eso es lo que pretendemos hacer con la energía solar y el transporte eléctrico.
Para este análisis, nos basamos en diversas fuentes y, en ocasiones, elaboramos nuestras propias estimaciones. Hemos elaborado un documento metodológico completo que explica nuestras suposiciones.
¿Qué países producen biocombustibles y cuáles son sus impactos?
Antes de entrar en los cálculos, vale la pena hacer un rápido repaso de dónde se producen hoy biocombustibles y sus impactos.
Si ya está familiarizado con los biocombustibles, es posible que desee pasar a la siguiente sección.
Algunos podrían pensar que los biocombustibles han perdido relevancia. Sin embargo, las políticas históricas que los han respaldado aún se mantienen. Como se muestra en el siguiente gráfico, el mundo produce más biocombustibles que nunca, y se prevé que esta tendencia continúe. La producción mundial se concentra en un número relativamente pequeño de mercados, dominados por Estados Unidos, Brasil y la Unión Europea. Dado que no hay indicios de cambios en las políticas en estas regiones, no prevemos que el auge de los biocombustibles se detenga.
La mayor parte de los biocombustibles del mundo provienen de la caña de azúcar (cultivada principalmente en Brasil), cultivos de cereales como el maíz (cultivado principalmente en Estados Unidos y la Unión Europea) y cultivos oleaginosos como la soja y el aceite de palma (que se cultivan en Estados Unidos, Brasil e Indonesia).
En el siguiente mapa puedes obtener una vista de dónde se cultivan los biocombustibles del mundo.
En conjunto, estos biocombustibles cubren alrededor del 4% de la demanda energética mundial para el transporte. Si bien esto supone una reducción del petróleo en la matriz energética, sus beneficios climáticos no siempre son tan evidentes como se podría suponer.
Si consideramos el impacto climático del cultivo de alimentos y la fabricación de combustible, el ahorro de carbono en comparación con la nafta puede ser pequeño para algunos cultivos [3]. Pero lo que es más importante, al considerar los costos de oportunidad de la tierra utilizada para producir esos cultivos, estos podrían ser peores para el clima [4]. Esto se debe a que el uso de tierras agrícolas no es gratuito. Si optamos por no usarlas para la agricultura, podrían reforestarse, lo que capturaría carbono de la atmósfera.
Desde una perspectiva climática, liberar esas tierras de cultivo de los biocombustibles sería una alternativa. Sin embargo, otra opción es utilizarlas para otra forma de energía, lo que podría ofrecer un beneficio climático mucho mayor.
¿Cuánta tierra utilizan los biocombustibles?
Esto debería ser fácil de estimar. Si se sabe cuánta tierra en Estados Unidos (o en cualquier otro país) se destina al cultivo de maíz y qué fracción de ese producto se destina a biocombustibles, se puede calcular la cantidad de tierra destinada a biocombustibles.
Lo que complica las cosas es que los biocombustibles suelen generar coproductos que se emplean para otros usos, como la alimentación animal. No todo el maíz o la soja se convierte en líquido apto para automóviles; algunos residuos pueden utilizarse para alimentar a cerdos y pollos. La forma de repartir el uso de la tierra entre los biocombustibles y sus co-productos puede generar resultados muy diferentes.
Un análisis reciente de investigadores de Cerulogy estimó que los biocombustibles se cultivan en 61 millones de hectáreas de tierra [5]. Sin embargo, al dividir esta asignación entre tierras para biocombustibles y para alimentación animal, el uso de tierras solo para biocombustibles fue de 32 millones de hectáreas. Los 29 millones de hectáreas restantes se asignarían a la alimentación animal.
Hay cifras publicadas mucho más altas. La Unión para la Promoción de Plantas Oleaginosas y Proteicas estima que hasta 112 millones de hectáreas se utilizan para suministrar materia prima para biocombustibles [6]. Desde esta perspectiva, no se realiza ningún ajuste por el doble uso de esas tierras ni por el uso de co-productos. Esa es una de las razones por las que las cifras son mucho más altas. Incluso teniendo esto en cuenta, las cifras siguen siendo mayores, y la respuesta honesta es que desconocemos el motivo.
Para este artículo, asumiremos un uso neto del suelo de 32 millones de hectáreas. Esto es conservador y deliberado. Como veremos, la cantidad de energía solar que podríamos generar o la cantidad de vehículos eléctricos que podríamos alimentar en este terreno es de una magnitud significativa. Y eso, considerando que somos bastante moderados con la cantidad de terreno disponible. Cifras mayores de uso del suelo también podrían ser creíbles; en ese caso, el potencial sería aún mayor.
¿Cuánto son 32 millones de hectáreas? Imagine un área como la del recuadro de abajo: 640 kilómetros de ancho y 500 kilómetros de alto. Para contextualizar, es aproximadamente el tamaño de Alemania, Polonia, Filipinas, Finlandia o Italia.
¿Cuánta energía solar se podría producir en ese terreno y cuántos automóviles podrían funcionar?
¿Podríamos utilizar esos 32 millones de hectáreas de tierra de forma diferente para producir incluso más energía que la que obtenemos actualmente de los biocombustibles?
La respuesta es sí. Si instalamos paneles solares en ese terreno, podríamos producir aproximadamente 32.000 teravatios-hora de electricidad al año [7]. Eso es 23 veces más que la energía que se produce actualmente en forma de biocombustibles líquidos [8]. Se puede ver esta comparación en el siguiente gráfico.
Algunas estimaciones sugieren que la brecha entre la energía generada por energía solar y los biocombustibles es aún mayor.
32.000 teravatios-hora es una cifra considerable. El mundo generó 31.000 TWh de electricidad en 2024. Por lo tanto, estos nuevos paneles solares producirían suficiente energía para satisfacer la demanda eléctrica mundial actual.
De nuevo, nuestra propuesta no es que debamos cubrir todo este terreno con paneles solares, ni que pueda abastecer fácilmente al mundo por sí solo. No tenemos en cuenta que necesitaríamos almacenamiento de energía y otras opciones para garantizar que esté disponible donde y cuando se necesite (no solo cuando hay sol). Simplemente intentamos tener una perspectiva de cuánta electricidad se podría producir utilizando ese terreno de forma más eficiente.
Estas comparaciones pueden parecer sorprendentes al principio. Pero se explican por el hecho de que el cultivo de cosechas es un proceso muy ineficiente. Las plantas convierten menos del 1% de la luz solar en biomasa mediante la fotosíntesis [9]. Se pierde aún más energía al convertir esas plantas en combustibles líquidos. Cultivos como la caña de azúcar tienden a rendir mejor que otros, como el maíz o la soja, pero incluso estos siguen siendo ineficientes.
En comparación, los paneles solares convierten entre el 15% y el 20% de la luz solar en electricidad, y algunos diseños recientes logran hasta un 25% [10]. Eso significa que reemplazar cultivos con paneles solares generará mucha más energía.
Ahora bien, podría pensarse que estamos comparando cosas muy diferentes: la energía de biocombustibles líquidos, destinada a descarbonizar el transporte, y la energía solar, que podría descarbonizar la electricidad. Pero con el auge de los vehículos eléctricos asequibles y de alta calidad, la energía solar también puede ser una forma de descarbonizar el transporte.
Hagamos los cálculos y descubriremos que, si el transporte fuera eléctrico, todos los automóviles y camiones del mundo podrían alimentarse con esta energía solar.
Por supuesto, estos vehículos tendrían que ser electrificados en primer lugar. Esto ya está sucediendo —las ventas de coches eléctricos están aumentando y los camiones eléctricos están empezando a llamar la atención—, pero tomará tiempo que la mayoría de los vehículos en circulación sean eléctricos. Por ahora, supongamos que lo son.
Estimamos que la electricidad total necesaria para alimentar todos los automóviles y camiones es de aproximadamente 7000 TWh al año, de los cuales 3500 TWh corresponden a automóviles y una cantidad similar a camiones. Hemos añadido esta comparación al gráfico.
Eso es menos de una cuarta parte de los 32.000 TWh que los paneles solares podrían producir en tierras destinadas a biocombustibles. Es decir que el mundo podría satisfacer entre el 3% y el 4% de la demanda de transporte con biocombustibles. O podría satisfacer toda la demanda de transporte por carretera en tan solo una cuarta parte de esa tierra. Las tres cuartas partes restantes podrían destinarse a otros fines, como la producción de alimentos, biocombustibles para la aviación, o podrían dejarse para su reforestación.
Vale la pena señalar que en este escenario, a diferencia del uso de energía solar para cubrir las necesidades de electricidad en masa, necesitaríamos muchas menos soluciones adicionales de almacenamiento de energía, porque cada automóvil y camión es esencialmente una gran batería en sí mismo.
La razón por la que estas comparaciones son aún más contundentes que entre biocombustibles y energía solar es que la mayor parte de la energía consumida en un auto a nafta se desperdicia, ya sea en forma de calor (si se pone la mano sobre el capó, puede notarse que está caliente después de conducir) o por fricción al frenar. Un coche eléctrico es mucho más eficiente sin motor de combustión y gracias al frenado regenerativo (que utiliza la energía de frenado para recargar la batería). Esto significa que recorrer un kilómetro y medio en un automóvil eléctrico consume solo un tercio de la energía que consume recorrer un kilómetro y medio en un automóvil con motor de combustión.
Si sumamos estas dos eficiencias, descubrimos que se podrían recorrer 70 veces más kilómetros en un automóvil eléctrico alimentado con energía solar que en uno que funcione con biocombustibles en la misma cantidad de terreno.
Esta cifra de "70 veces" es conservadora, ya que se basa en la producción total de biocombustibles y el uso del suelo, que incluye cultivos más eficientes como la caña de azúcar. La comparación entre los coches eléctricos solares y los biocombustibles de etanol de maíz puede ser de 100 o incluso 200 veces.
Nuestro objetivo no es cubrir toda nuestra tierra destinada a biocombustibles con paneles solares. Hay razones por las que las comparaciones anteriores son más sencillas que en la realidad, y por las que dedicar toda esa tierra a la energía solar no sería ideal [11].
Lo que sí queremos cuestionar es nuestra forma de pensar y hablar sobre el uso del suelo. Se cuestiona, con razón, el impacto de los parques solares o eólicos en los paisajes, pero rara vez se considera el uso del suelo para los cultivos de biocombustibles existentes, que contribuyen muy poco a la descarbonización de nuestro suministro de energía. Si nos quedaremos sin terreno para la energía solar o eólica es una preocupación común, pero al hacer las cuentas, queda claro que hay más que suficiente; simplemente lo estamos usando para otras cosas. Sumar los beneficios comparativos de esas otras cosas nos permite tomar mejores decisiones, si están disponibles.
En este artículo, queríamos analizar las cifras y obtener una perspectiva sobre cómo podríamos utilizar esa extensión de tierra del tamaño de Alemania o Polonia de la manera más eficiente. Lo que está claro es que podríamos producir una enorme cantidad de electricidad solar en tan solo una fracción de ese terreno. Podríamos alimentar una flota mundial completa de autos y camiones eléctricos con tan solo una cuarta parte.
El uso del suelo tiene un costo: para el clima, los ecosistemas y las demás especies con las que compartimos el planeta. Esto significa que debemos reflexionar cuidadosamente sobre cómo aprovecharlo adecuadamente. Esto podría implicar una combinación de biocombustibles para la aviación y energía solar para el transporte terrestre y las redes eléctricas. Podría significar apostar por la energía solar. O podría significar utilizar una parte para energía solar y dejar el resto intacto. A veces, la opción más sensata es no utilizar el suelo en absoluto y dejar que se reintegre a la naturaleza.
[1] Otras opciones no dependían del cambio de combustibles, como mejorar la eficiencia de los automóviles y ampliar el transporte público, pero esas opciones sólo alcanzan hasta cierto punto.
He aquí una cita del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de 2007: "En el sector del transporte existen cinco opciones de mitigación con una clara relación entre el desarrollo sostenible, la adaptación y la mitigación. Estas áreas son los biocombustibles, la eficiencia energética, el transporte público, el transporte no motorizado y la planificación urbana".
[2] En 2024, la Agencia Internacional de la Energía estima que 1.800 millones de litros de biocombustible líquido se destinaron a combustible para biojet. La producción total fue de 118.000 millones de litros. Esto significa que el biojet representó solo el 1%.
La mayor parte de este combustible biojet proviene de grasas y aceites residuales, que tampoco presentan los mismos dilemas en cuanto al uso del suelo que el bioetanol y el biodiésel utilizados para el transporte por carretera.
[3] Los ahorros de carbono en la materia prima de la caña de azúcar tienden a ser mucho mayores que en el caso del maíz, el trigo y el aceite de palma.
Esto puede variar considerablemente según la ubicación, el tipo de cultivo y el sistema de producción. Sin embargo, este metaanálisis revela que algunos cultivos, como el etanol de caña de azúcar de Brasil, pueden lograr ahorros superiores al 60 % (si no implican cambios en el uso del suelo), pero otros casi no producen ahorros. Jeswani, HK, Chilvers, A. y Azapagic, A. (2020). Sostenibilidad ambiental de los biocombustibles: una revisión. Actas de la Royal Society A.
Estos resultados pueden ser muy sensibles a la metodología y a las herramientas de evaluación del ciclo de vida.
Pereira, LG, Cavalett, O., Bonomi, A., Zhang, Y., Warner, E. y Chum, HL (2019). Comparación de herramientas de evaluación de emisiones de GEI del ciclo de vida de los biocombustibles: Estudios de caso del etanol producido a partir de caña de azúcar, maíz y trigo. Revisiones de energías renovables y sostenibles.
[4] Searchinger, TD, Wirsenius, S., Beringer, T. y Dumas, P. (2018). Evaluación de la eficiencia de los cambios en el uso del suelo para mitigar el cambio climático. "Nature", 564(7735), 249-253.
Fehrenbach, H. y Bürck, S. (2022). Costos de oportunidad del carbono de los biocombustibles en Alemania: Una perspectiva ampliada sobre el balance de gases de efecto invernadero, incluyendo el almacenamiento de carbono no almacenado. "Frontiers in Climate".
[5] Sandford et al. (2024). Cosecha desviada: riesgo ambiental derivado del crecimiento de la demanda internacional de biocombustibles. Cerulogy.
[6] Estiman que el 8% de las tierras de cultivo mundiales suministran materia prima para la producción de biocombustibles. Según su estimación de 1.400 millones de hectáreas de tierras de cultivo totales, esto equivaldría a 112 millones de hectáreas.
[7] Esto se basa en la densidad de potencia de los paneles solares modernos: la cantidad de energía que se puede producir en una zona determinada. Para más detalles sobre estos cálculos, consulte nuestro documento metodológico completo.
[8] Estos 1424 TWh se basan en datos del Instituto de Energía. Convertimos estos petajulios (EJ) a TWh utilizando un factor de conversión de 0,27778.
[9] Croce, R., Carmo-Silva, E., Cho, YB, Ermakova, M., Harbinson, J., Lawson, T., ... y Zhu, XG (2024). Perspectivas para mejorar la fotosíntesis y aumentar el rendimiento de los cultivos. The Plant Cell.
[10] Oni, AM, Mohsin, AS, Rahman, MM y Bhuian, MBH (2024). Evaluación integral de las tecnologías de celdas solares, los mecanismos de pérdida asociados y las estrategias de mejora de la eficiencia de las celdas fotovoltaicas. Energy Reports.
[11] Por ejemplo, las tierras destinadas a la producción mundial de biocombustibles no están ubicadas precisamente donde se espera que haya demanda de electricidad solar o de vehículos eléctricos.
* Este artículo fue publicado originalmente en Our World in Data.
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