TRANSICIÓN ENERGÉTICA
La sostenibilidad tiene un problema de escala. El cambio hacia un mundo más sostenible requerirá un enorme aumento de las capacidades del sistema energético
Este post continúa mis reflexiones sobre si la sostenibilidad tiene un problema de escala.
Antecedentes
Utilizamos la tierra para nuestra producción alimentaria de forma bastante ineficiente. De ello se desprende la regla 80/20. Utilizamos el 80% de la tierra agrícola para producir productos animales (carne y lácteos), que suministran el 20% de nuestras calorías y el 37% de nuestras necesidades proteínicas. Por otro lado, los cultivos (granos y productos) utilizan sólo el 20% de la tierra agrícola pero proporcionan el 80% de nuestras calorías y el 63% de nuestras necesidades proteínicas.
Entonces, ¿cuál es el problema? El principal problema es un desastre medioambiental derivado de la producción de alimentos. Los productos de origen animal contribuyen al 60% de las emisiones relacionadas con la agricultura, mientras que los alimentos de origen vegetal contribuyen al 30%. Las proporciones para el agua y otros recursos están igualmente sesgadas. Así pues, una de las obvias soluciones para reducir el impacto medioambiental de nuestra producción alimentaria es utilizar menos carne. Otras soluciones son reducir el desperdicio de alimentos y dejar de cultivar plantas energéticas.
Sin embargo, la solución más popular son las innovaciones tecnológicas y la intensificación, ya que no requiere ningún cambio de comportamiento, estilo de vida o político. Un ganar-ganar para todos, ¿o no?
Hace poco leí en Medium entrada de blog sobre la agricultura vertical (FV). El blog trataba sobre el consumo de electricidad de la FV y los requisitos de terreno subsiguientes de producir esa electricidad a partir de energía solar. Las cifras parecían increíblemente altas, así que hice mis propios números y llegué (casi) a la misma conclusión.
Pregunta
Hice una pregunta teórica. ¿Qué pasaría si produjéramos todos nuestros cultivos y productos (frutas y verduras) a través de la agricultura vertical? ¿Cuánta capacidad solar y terreno asociado se necesitaría para satisfacer el consumo total de electricidad de la FV?
Supuestos y cálculos
Basado en en los datos (véase la figura anterior), supongamos que la superficie agrícola mundial dedicada a cultivos y productos es de 1.000 millones de hectáreas. Para ayudarle con la conversión, he aquí la relación de conversión: 1 kilómetro cuadrado = 100 hectáreas. Por ahora he excluido la tierra necesaria para la carne de animales y los productos lácteos.
Necesidad de tierra para la FV (A): 5 millones de hectáreas. Supuse que la FV sólo necesitaba el 1% de la superficie convencional) pero lograba el doble de rendimiento -es decir, 200 veces más producción- en comparación con la producción convencional por hectárea de tierra.
Consumo eléctrico anual de la FV (B): 8760 MWh. He asumido un consumo de energía de 1 MW las 24 horas del día) por hectárea de la superficie plantada, no de la huella del edificio. Consulte esta fuente para más detalles sobre el consumo eléctrico. Además, 1 MW solar produce 1500 MWh de electricidad al año (C1) y requiere 2 hectáreas de terreno (C2).
Resultados
La electricidad total (D) requerido por la FV fue de 43800 TWh (multiplicando los parámetros A y B), casi el doble que el consumo mundial de electricidad. La capacidad solar y el terreno necesarios para generar esta cantidad de electricidad fueron (utilizando los parámetros C1, C2 y D) = 29 TW y 58,4 millones de hectáreas de tierra.
29 TW de energía solar sólo para producir alimentos enteros a base de plantas mediante la agricultura vertical. Actualmente sólo disponemos de 1 TW de energía solar. Además, la eficiencia del uso de la tierra también ha disminuido con respecto al nivel ideal. Necesitaríamos un 5%, no un 0,5%, de la tierra utilizada en la agricultura convencional.
Reflexiones finales
Para ser justos, la FV tiene otros beneficios derivados del ahorro de agua y fertilizantes. Los importantes beneficios de la protección de los bosques y la biodiversidad superan con creces los costes de la electricidad adicional. No obstante, la ampliación de la FV aumentará sustancialmente el consumo de electricidad y la necesidad de más energía renovable (y la tierra asociada) cuando ya estamos luchando por descarbonizar la mezcla de electricidad existente.