De acuerdo al informe del Consorcio de Industrias de Base Biológica (Biobased Industries Consortium, BIC) y la Iniciativa de Carbono Renovable (RCI), elaborado por nova-Institut en colaboración con EuroCARE Investigación sobre Política Agrícola y el Instituto Forestal de Thünen (TI-WF), la industria química y de materiales derivados enfrenta un desafío clave en su transición hacia la sostenibilidad: reducir la dependencia del carbono fósil, que actualmente representa entre el 90 % y el 95 % del carbono utilizado en sus productos. La industria química requiere una fuente renovable de carbono para sus procesos productivos y, en este contexto, es fundamental reemplazar las fuentes fósiles por alternativas renovables, como la biomasa, la captura y utilización de CO₂ (CCU, por sus siglas en inglés, Carbon Capture and Utilization) y el reciclaje.
Un primer paso para la desfosilización del sector es comprender el papel actual de la biomasa en el suministro de carbono. Se estima que las materias primas de origen biológico cubren alrededor del 10 % de la demanda global de carbono en la industria química, mientras que en la Unión Europea esta proporción es aún menor, alcanzando solo el 5,5 %. Entre las materias primas biomásicas más utilizadas, los cultivos como el almidón, el azúcar y los aceites vegetales, representan el 71 % del total a nivel mundial y el 62 % en la UE. Esto equivale a aproximadamente 100,6 millones de toneladas de materia seca a nivel global y 11,5 millones de toneladas en la UE.
Figura 1. Uso estimado de las materias primas más importantes en la industria química de materiales derivados (2020-2023)[1]. Fuente: Bio-based Industries Consortium, Renewable Carbon Initiative, (nova Institute).
Se requieren más de 1.000 millones de toneladas de carbono renovable para desfosilizar la industria química y de materiales derivados
Para alcanzar una industria química y de materiales derivados completamente desfosilizada en 2050, se estima que se necesitarán más de 1.000 millones de toneladas de carbono renovable. En este contexto, la biomasa jugará un papel crucial, complementada por la captura y reutilización de CO₂ (CCU). Un análisis basado en 16 escenarios de la industria química para alcanzar cero emisiones netas en 2050 sugiere que la biomasa podría cubrir hasta el 22 % del carbono necesario. El CCU contribuiría con un 33 %, el reciclaje con un 20 %, y el uso de fuentes fósiles se reduciría al 24 %. En el caso de los plásticos, se espera que el reciclaje juegue un papel aún más importante, alcanzando el 42 % del suministro de carbono en 2050.
El principal desafío será determinar si la biomasa podrá cubrir de manera sostenible el 20 % de la demanda de carbono en la industria química para 2050, lo que representa un aumento significativo respecto al 5,5 % actual en la UE y al 10 % a nivel mundial en 2023. Además, será crucial garantizar que el suministro de alimentos y forrajes no se vea comprometido, sin olvidar la creciente demanda de biocombustibles, impulsada por regulaciones y cuotas tanto en Europa como globalmente.
Figura 2. Escenario RCI/nova para la demanda de carbono renovable de las industrias químicas y afines en 2050 a nivel mundial. Fuente: Bio-based Industries Consortium, Renewable Carbon Initiative, (nova Institute).
Para satisfacer la demanda proyectada de la industria química y de materiales derivados en 2050, será necesario cuadruplicar el suministro de carbono biogénico. Aunque algunas materias primas, como el almidón y el azúcar, pueden ampliarse con relativa facilidad, otras, como las grasas animales y el aceite de cocina usado, presentan desafíos debido a su disponibilidad limitada.
Los escenarios de expansión del suministro de biomasa incluyen un aumento en la participación de madera y residuos biológicos, con niveles de demanda proyectados del 10 % y 20 %, respectivamente. Estos escenarios requerirán grandes inversiones en nuevas biorrefinerías para procesar estos materiales.
Tabla 1. Escenario para 2050 del consumo de materias primas en la industria química y de materiales derivados en el mundo y la UE (en millones de toneladas de biomasa seca). Fuente: Bio-based Industries Consortium, Renewable Carbon Initiative, (nova Institute)[2]
En los diferentes escenarios propuestos para 2050, se prevé que los cultivos y piensos seguirán siendo las principales fuentes de biomasa. Estos representarán entre el 55 % y el 69 % del uso total de biomasa a nivel mundial, y entre el 4 % y el 53 % en la Unión Europea. Aunque su participación en la matriz de biomasa disminuirá debido a la expansión de las biorrefinerías lignocelulósicas (que utilizan madera y biorresiduos), seguirán siendo fuentes clave de carbono. Además, a medida que disminuya la demanda de biomasa para biocombustibles de primera generación, se espera que aumente la biomasa destinada a la biotecnología y los oleoquímicos en la industria química. Esto requerirá adaptar la infraestructura agrícola y de procesamiento a las nuevas necesidades del sector.
Figura 3. Cuota de los distintos tipos de biomasa para satisfacer la demanda de productos químicos y materiales derivados en el mundo 2050 (nova 2025). Fuente: Bio-based Industries Consortium, Renewable Carbon Initiative, (nova Institute).
Figura 4. Cuota de los distintos tipos de biomasa para satisfacer la demanda de productos químicos y materiales derivados en la UE 2050 (nova 2025). Fuente: Bio-based Industries Consortium, Renewable Carbon Initiative, (nova Institute).
¿Qué tan preparada está la agricultura para responder a las necesidades de la industria química en 2050?
La industria agrícola tiene el potencial de satisfacer la demanda proyectada de biomasa para la industria química en 2050, pero esto dependerá del desarrollo de tecnologías agrícolas avanzadas. Los escenarios modelados sugieren que, bajo el enfoque de «Green High Tech», que incluye tecnologías como la agricultura de precisión, la inteligencia artificial y los cultivos genéticamente modificados, se podrá cubrir el 20 % de la demanda de carbono biogénico para la industria química sin comprometer otras necesidades, como la alimentación o los biocombustibles.
Los escenarios más avanzados podrían incluso superar esta meta, proporcionando hasta un 40 % más de biomasa de lo necesario. Sin embargo, los escenarios más conservadores, como el «Business-as-usual» o los de «Green Low Resource Depletion», no alcanzan a cubrir esta demanda debido a las limitaciones de tierras y la competencia con otros sectores. Con los avances tecnológicos adecuados, la industria agrícola podrá satisfacer la demanda de biomasa proyectada para 2050.
Fuente: Is there Enough Biomass to Defossilise the Chemicals and Derived Materials Sector by 2050? (Bio-based Industries Consortium, Renewable Carbon Initiative, nova Institute)
[1] Se han consultado varias fuentes con años de referencia entre 2020 y 2023.
- Los datos sobre UCO (aceite de cocina usado) y PFAD (destilados de ácidos grasos de palma) son, a diferencia de los demás, estimaciones basadas en la disponibilidad mundial de las materias primas.
- «Azúcar» incluye el azúcar adicional que puede obtenerse de la melaza como subproducto de la producción de azúcar (esto supone un 15 % de azúcar adicional de media en todo el mundo, que se incluye en la modelización).
- Solo se abarca la pulpa química o, más concretamente, la pasta disolvente, que se utiliza principalmente para la producción de fibras de celulosa. El volumen total de pasta para papel y cartón es mucho mayor.
[2] La cuota del 20 % y los factores se calculan para el carbono biogénico, pero la tabla muestra la biomasa total. El factor de conversión de biomasa en carbono biogénico es bastante diferente para los distintos tipos de biomasa.
