Las nuevas opciones de calor de madera en Maine vienen con el comercio climático

May 09, 2023

MAINE, EE. UU. — En el almacén de una fábrica de papel cerca de la Universidad de Maine, el ingeniero Ian Toal supervisa una máquina enorme e intrincada que convierte el aserrín en un ingrediente clave para un nuevo tipo de combustible para calefacción.

Los investigadores de esta planta a escala piloto en Old Town, parte del Instituto de Investigación de Bioproductos Forestales de UMaine, han pasado años desarrollando alternativas a los combustibles fósiles mediante el uso de madera que de otro modo podría desperdiciarse.

El objetivo, dijo Toal, es luchar contra el cambio climático trabajando para reemplazar el petróleo con una "fuente de combustible renovable", renovable porque, a diferencia del carbón y el petróleo extraídos del subsuelo, los árboles vuelven a crecer durante décadas. Esto eventualmente ayuda a compensar el carbono que emiten cuando se queman.

"Tengo un niño de 5 años en casa que todavía no puedo imaginar en qué tipo de mundo va a crecer", dijo Toal, vestido con una bata de laboratorio blanca polvorienta y gafas de seguridad mientras daba un recorrido por el planta de biocombustibles a fines de mayo. "Cualquier cosa que pueda hacer para ayudar a hacer de ese mundo un lugar parecido al que vivimos, o un mundo mejor, es una motivación para mí".

Mientras los residentes consideran los altos costos del petróleo del invierno pasado y planifican inversiones para el futuro, la calefacción a base de madera es una opción cada vez más atractiva, con implicaciones complejas para el cambio climático.

Muchos científicos del clima no están de acuerdo con la afirmación de que la quema de madera para obtener energía, a diferencia de los combustibles fósiles, tiene la ventaja de frenar la crisis climática. Es una estrategia controvertida que depende de muchas suposiciones engañosas sobre el manejo forestal, los plazos y más.

Este debate es especialmente importante en Maine, el estado más boscoso y, como informó The Monitor en esta serie, el que más depende del combustible sucio y costoso para la calefacción del hogar.

Debido a que los árboles están hechos de carbono, los extensos bosques de Maine son un enorme banco de almacenamiento de emisiones de carbono que, de otro modo, calentarían el planeta.

Aunque los formuladores de políticas estatales ven algún valor en la energía de la madera a medida que Maine trabaja hacia sus objetivos climáticos, su enfoque para descarbonizar el calor del hogar está en la climatización y las bombas de calor eléctricas.

Pero los vastos bosques de Maine también hacen que la calefacción con leña sea barata y esté ampliamente disponible. Y los distribuidores de petróleo ya están promocionando un nuevo invento transformador en el combustible líquido a base de madera que se está desarrollando en Old Town.

Una fuente de calor local familiar

Ciertas formas de calor de madera ya son comunes en Maine. Los gránulos de madera y la leña utilizada en chimeneas y hornos domésticos son las opciones de calefacción más baratas para la mayoría de los residentes.

Mainers obtiene más unidades reales de calor de estos productos de madera que de cualquier combustible además del petróleo, según datos estatales y federales, y el uso de madera tiende a aumentar cuando los precios del petróleo aumentan, como lo hicieron a fines del año pasado.

¿Qué estados tienen la mayor proporción de hogares que utilizan alguna forma de calefacción de leña?

Efficiency Maine ofrece hasta $6,000 de descuento en el costo de ciertos hornos de calefacción central o calderas que queman gránulos o leña, descritos en el sitio web del proveedor de reembolsos como "un combustible renovable local".

La leña cortada de los patios traseros y por las empresas madereras está en todas partes en Maine, mientras que los sistemas de pellets funcionan con un combustible hecho principalmente en Maine con aserrín comprimido de molinos locales y otros tipos de "madera de desecho".

Scott Nichols es propietario de Tarm Biomass, con sede en New Hampshire, que vende hornos de pellets y otros equipos de calefacción de leña. Él ve la madera como una parte ideal de la estrategia de calefacción del hogar de los propietarios, que también puede incluir bombas de calor eléctricas.

"Deberíamos eliminar los combustibles fósiles en cada oportunidad que tengamos, y si tenemos un recurso local como la madera que también proporciona un beneficio económico local, parece una opción inteligente", dijo. "Y tal vez en 30 años o cuando sea, cuando tengamos algún tipo de tecnología sin combustión que pueda reemplazar los beneficios que brinda la madera, eso será genial, pero en este momento no estamos ni cerca de lo que necesitamos".

Nichols dijo que estas fuentes de calor de madera son consistentemente baratas en Maine por dos razones: abundante suministro de madera local y porque tienen que ser de bajo costo para competir con la conveniencia y disponibilidad de petróleo y propano.

Bill Bell, director ejecutivo de Maine Pellet Fuels Association, dijo que vio esta dinámica cuando los precios del petróleo cayeron en la década de 2010 y la adopción de pellets se desaceleró. Cuando los combustibles fósiles son una opción fácil, dijo, es más difícil convencer a la gente para que haga un cambio.

"Nuestro competidor básico es la inercia", dijo Bell. "El (momento) que es importante para nosotros es ahora, cuando la gente ha pasado un invierno y tiene tiempo para pensar racionalmente sobre, 'Ya sabes, pagamos mucho por el petróleo o el propano, y deberíamos pensar en hacer un cambio, tal vez. "

Alternativas basadas en plantas

Ciertas distribuidoras de aceite están explorando algo muy diferente a los pellets o la leña. Están trabajando en la conversión de madera y otras plantas en biocombustibles líquidos, llamados así porque están hechos de materia viva. Ha usado un biocombustible antes si compró gasolina mezclada con etanol a base de maíz (quizás llamado E10 o E15, con números que se refieren al porcentaje de etanol mezclado).

La industria de la calefacción está desarrollando sus propios biocombustibles, y las mezclas de biocombustible y aceite fósil, dicen, podrían reemplazar casi directamente el aceite de calefacción que los propietarios de viviendas han entregado a sus tanques varias veces durante el invierno.

Estos combustibles están diseñados para "introducirse" en los sistemas de calefacción existentes de los residentes con reacondicionamientos y actualizaciones de bajo esfuerzo y bajo costo, como aditivos para mantener el flujo de combustible nuevo en temperaturas frías, o juntas y sellos hechos de materiales diseñados para funcionan mejor con biocombustibles.

Los defensores dicen que estos combustibles líquidos pueden ser manejados por trabajadores petroleros, camiones y otra infraestructura existente.

"Mientras hablo con la gente de la industria... están un poco ansiosos de que esto suceda", dijo Tom Butcher, director técnico de National Oilheat Research Alliance. "Quieren demostrar que pueden ser parte de un futuro bajo en carbono".

Butcher's group, conocido como NORA, fue creado a través de una ley del Congreso en 2000 para estudiar mejoras en la eficiencia y la seguridad para el calentamiento de aceite. Está financiado por una pequeña tarifa sobre las ventas de combustible para calefacción, como los programas de descuento que existen para productos agrícolas.

En una conferencia de la industria del calor del petróleo del noreste en 2019, NORA y otros grupos se comprometieron a ser neutrales en carbono para 2050. Su enfoque a corto plazo está en los cultivos agrícolas y el desperdicio de alimentos, no en la madera: están implementando mezclas de aceite regular con cada vez mayor mezclas de biocombustibles elaborados a partir de plantas como la soja, la canola y el maíz, además de aceite de cocina usado y otras materias primas de desecho.

Toal, el gerente de la planta de UMaine, usa aceite de calefacción con un complemento del 20 % de biocombustible de origen vegetal en su casa en Freeport. Las mezclas de petróleo con 5% o 20% de biocombustible ya están a la venta por muchas compañías petroleras en Nueva Inglaterra, dijo Butcher, con opciones de 50% y 100% en proceso.

Toal dijo que el uso de esta mezcla de biocombustibles de bajo costo ayudó a aliviar el impacto de los picos de precios del petróleo fósil la temporada pasada, especialmente en combinación con la bomba de calor de su casa y los paneles solares en el techo.

Combustible de calefacción EL líquido a base de madera

Toal espera con ansias el día en que pueda hacer una mejora importante, reemplazando por completo su mezcla de aceite de calefacción con el combustible a base de madera que está estudiando. Se conoce como levulinato de etilo o EL.

El proceso que Toal está probando en Old Town procesa aserrín de un molino cercano o cartón de desecho a través de una serie de reacciones químicas. Al agregar vapor y un poco de ácido sulfúrico, el proceso concentra y convierte el contenido de carbono de la madera en varios productos útiles, incluido el ácido levulínico, el ingrediente clave utilizado para fabricar EL.

EL aún no está en el mercado, pero Biofine Developments Northeast, el socio privado de UMaine en la planta piloto, está construyendo su primera fábrica de EL a escala comercial en Lincoln. Su objetivo es estar operativo a principios de 2026.

Steve Fitzpatrick, fundador y director ejecutivo de Biofine, dijo que el combustible en el que fue pionero se quema de manera eficiente y con un 35 % menos de emisiones de partículas que el diesel con azufre ultrabajo, que es equivalente al combustible para calefacción.

Cuando se le preguntó sobre el costo esperado del combustible, Fitzpatrick dijo: "Con los incentivos fiscales federales establecidos para los combustibles renovables, EL se puede vender de manera competitiva en el (mercado) de combustible para calefacción". Biofine firmó un acuerdo en 2020 para vender EL con Sprague Energy, un importante distribuidor de petróleo del noreste.

Ryan Rogers, gerente general de la compañía de combustibles para calefacción Dead River en Presque Isle, es un evangelista de EL desde hace mucho tiempo que lo probó en su propia casa y pasó años investigando los pequeños cambios en el equipo de calefacción necesarios para ayudar a llevarlo al mercado.

“La conversación sobre el cambio climático ha puesto una especie de fecha de vencimiento en la industria (petrolera) en la que comencé”, dijo Rogers. "Lo que realmente espero es que la gente sea consciente... de que podemos hacer un producto que pueda impulsar nuestra economía, hecho de fuentes locales".

Un abundante recurso de desecho

Para calificar para los subsidios federales a los combustibles renovables, la planta de Biofine tendrá que fabricar principalmente su producto con lo que se conoce como "corte": los desechos leñosos que quedan de la tala de árboles enteros para otros usos de mayor valor, como madera y productos de papel, y " aclareos precomerciales", que son árboles más pequeños extraídos del bosque como parte del manejo de rutina.

Productos de madera y desechos recolectados de los bosques de Maine, 2020

La madera y los desechos de madera extraídos de los extensos bosques de Maine tienen una amplia gama de usos, desde madera, pulpa y papel, hasta gránulos para calefacción doméstica o astillas de madera para la producción de electricidad. Aquí están los datos estatales disponibles más recientes sobre cómo se desglosa esta cosecha.

El objetivo de estos estándares es garantizar que la mayor parte de la madera en el bosque continúe almacenando su carbono, evitando que ingrese a la atmósfera.

Las vastas tierras forestales de Maine son lo que se conoce como un sumidero de carbono, uno crucial. Un informe estatal de 2022 mostró que estos bosques ya secuestran la mayor parte de las emisiones de carbono de Maine, que provienen principalmente del transporte y la calefacción del hogar.

Los árboles y las plantas respiran dióxido de carbono, agregando ese carbono a sus cuerpos a medida que crecen, y reteniéndolo, incluso cuando se cortan y se convierten en madera o papel. Emiten su carbono si se les permite descomponerse o si se queman.

Debido a que los bosques de Maine son en su mayoría de propiedad privada, los defensores de la industria maderera argumentan que los propietarios necesitan una variedad de formas de ganar dinero manteniendo sus bosques como bosques, en lugar de vender la tierra para desarrollar, por ejemplo, viviendas. Un informe de Harvard Forest de 2017 dijo que Nueva Inglaterra está perdiendo activamente acres de bosque para el desarrollo a medida que los esfuerzos de conservación se ralentizan.

Los defensores del calor de la madera también argumentan que los desechos de madera, destinados a usos energéticos como los biocombustibles, se pudrirían en el suelo del bosque o en montones fuera de los aserraderos, creando riesgos de incendios forestales y emitiendo su carbono tarde o temprano a medida que se descompone.

"Estás reemplazando el combustible fósil que no tiene una fuente renovable... aprovechando ese ciclo natural de crecimiento, muerte y descomposición de la madera", dijo Fitzpatrick.

Al principio, la planta de Lincoln utilizará aproximadamente 70.000 "toneladas verdes" de residuos de madera del área circundante para producir 3 millones de galones de combustible al año. En teoría, eso podría reemplazar el 1,4% de los 213 millones de galones de combustible para calefacción vendidos a Mainers en 2020, según datos federales.

Al expandir la producción en Lincoln y construir plantas en otras antiguas fábricas de pulpa y papel, donde los suministros de madera cercanos ya están asegurados, Fitzpatrick dijo que la producción de Biofine podría aumentar "a cientos de millones de galones, literalmente, dentro de probablemente 10 años, o tal vez menos ."

"Una vez que pongamos en funcionamiento la primera planta comercial... Espero que no le dé a la gente una impresión equivocada, pero yo digo que no se pueden construir estas plantas lo suficientemente rápido", dijo. "Creo que la demanda será enorme. Creo que le hará bien al estado y quizás también al noreste".

Temores sobre la cosecha intensiva

La madera de desecho es especialmente abundante en Maine, en parte porque las plantas de energía eléctrica que la queman para abastecer la red eléctrica regional la utilizan menos. Estas plantas de biomasa han tenido problemas económicos en Maine y New Hampshire en los últimos años, y muchas han cerrado.

Pero los opositores al calor de leña temen que el crecimiento de la industria de calefacción de leña pueda llevar a la quema de árboles enteros para uso energético, eliminando mucho más carbono del bosque y, a su vez, acelerando el cambio climático.

Estas preocupaciones se han hecho realidad en el sector energético de los pellets de madera. Una investigación realizada por el medio de noticias sin fines de lucro Mongabay el año pasado mostró que una importante empresa en el sureste de los EE. UU., en contra de las afirmaciones sobre centrarse en los desechos de madera, está talando bosques y utilizando árboles enteros para hacer gránulos. Estos se exportan al Reino Unido y Europa, donde se consideran un combustible renovable clave y muy utilizado para la producción de electricidad.

"Simplemente no tenemos eso" en Nueva Inglaterra, dijo Eric Kingsley, consultor de productos forestales con sede en Portland. "Estamos operando en clara sinergia con la industria de productos forestales existente y estamos satisfaciendo una necesidad local, no una necesidad británica o europea".

Si bien se prefiere la madera de desecho para fabricar gránulos y el biocombustible que Biofine está desarrollando, existen otros insumos potenciales. Si Biofine se quedara sin fuentes de madera de desecho, dijo el director de desarrollo Mike Cassata, complementarían lo que usan para hacer su combustible con papel y cartón de desecho de la basura.

"No tendría sentido para nosotros usar árboles enteros en lugar de desechos sólidos municipales", dijo Cassata. "Todo el árbol no califica para (el subsidio federal); no es tan beneficioso desde el punto de vista del secuestro de carbono. No es algo que realmente nos interese analizar".

Carbono neutralidad no es neutralidad climática

No importa el tipo de madera utilizada para fabricar productos energéticos, aún emite carbono cuando se quema. De hecho, la madera emite más carbono por unidad de calor que el petróleo o el carbón debido a su contenido de humedad.

Biofine considera que EL es neutral en carbono porque los desechos de madera que quedan en el bosque se descompondrían y liberarían su carbono en cuestión de años por sí solos, y porque los árboles vuelven a crecer, almacenando nuevo carbono que eventualmente cancela las emisiones de la quema del combustible.

De hecho, Biofine dijo que EL en realidad emite menos carbono que el contenido en la madera utilizada para fabricarlo. Un subproducto del proceso de refinación, el biocarbón, se está evaluando como un útil fertilizante o aditivo para el suelo que retiene su contenido de carbono "casi indefinidamente", dijo Fitzpatrick.

Pero algunos científicos que se oponen a un cambio a la energía a base de madera cuestionan esta perspectiva optimista.

“La neutralidad de carbono, que es en lo que se enfoca la industria, no generará la neutralidad climática”, dijo John Sterman, profesor de dinámica de sistemas en el MIT que ayuda a ejecutar un simulador de soluciones climáticas ampliamente utilizado llamado En-ROADS. Esta plataforma de datos muestra que el uso de más bioenergía para calor o energía generalmente aumentaría, no disminuiría, las temperaturas globales.

El problema clave, dijo Sterman, está en la línea de tiempo. Cuando la madera se quema, emite carbono a la atmósfera, donde ese carbono calienta la tierra. Mientras tanto, nuevos árboles están creciendo, inhalando carbono y agregándolo a su masa.

Pero incluso cuando esos nuevos árboles han absorbido la misma cantidad de carbono que se emitió originalmente al quemar madera, no deshace los efectos de calentamiento que tuvieron lugar mientras tanto.

"Eso significa todo durante ese período, y después... tienes un planeta más cálido", dijo Sterman. "Vas a tener niveles del mar más altos, vas a tener un clima más extremo, vas a tener un menor rendimiento de los cultivos, vas a tener más personas muriendo por el exceso de calor, y ninguno de esos efectos es mágico". desaparecería simplemente porque el CO2 atmosférico dejaría de aumentar".

La alternativa de combustible para calefacción preferida de Sterman es la misma que Maine ha priorizado en sus planes climáticos: climatización intensiva del hogar para reducir el uso de energía por completo y bombas de calor eléctricas eficientes, que no emiten su propio carbono y funcionan en una red cada vez más limpia.

Los distribuidores de petróleo de Maine se han relacionado con campañas contra las bombas de calor. Muchos defensores del calor de leña argumentan que favorecen un enfoque de todo lo anterior, en línea con el uso tradicional de una estufa de leña de Mainers como fuente de combustible de respaldo que no depende de la electricidad.

"Hay un lugar para los biocombustibles y el calor de madera, simplemente no es una solución sin emisiones", dijo Hannah Pingree, presidenta del Consejo Climático de Maine. "Así que no puede ser una especie de enfoque principal".

Esta historia fue publicada originalmente por The Maine Monitor, una organización de noticias sin fines de lucro y no partidista. Para obtener cobertura periódica de Monitor, suscríbase aquí para recibir un boletín gratuito de Monitor.

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