Los fertilizantes a base de nitrógeno son esenciales para mantener la producción agrícola al nivel requerido para alimentar a una población mundial en crecimiento, pero son uno de los mayores contribuyentes a las emisiones de gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global.
A análisis comprensivo publicado en febrero por dos investigadores de la Universidad de Cambridge, Yunhu Gao y André Cabrera Serrenho, descubrió que los fertilizantes y abonos sintéticos generan el equivalente a aproximadamente 2600 millones de toneladas de dióxido de carbono al año. Eso representa el 5 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero del mundo, más que la aviación y el transporte marítimo globales combinados.
El resultado total sorprendentemente alto de lo que sucede con los fertilizantes después de que se han aplicado, dice Serrenho. La actividad microbiana y las reacciones químicas en el suelo liberan gases, sobre todo, óxido nitroso, que tiene un efecto de calentamiento muy poderoso. Cada molécula de óxido nitroso es 265 veces más potente que el CO₂ como gas de efecto invernadero y dura en la atmósfera una media de 120 años.
“Dos tercios de las emisiones tienen lugar en los cultivos y campos después [fertiliser] aplicación y solo un tercio durante el proceso de producción”, agrega Serrenho. “Sabemos cómo producir fertilizantes con emisiones mínimas y ciertamente deberíamos hacerlo lo más rápido posible, pero debemos reconocer que reducir los dos tercios restantes se trata principalmente de cambiar las prácticas agrícolas”.
Por el lado de la producción, Yara International, el gigante agrícola noruego, dice que ha reducido las emisiones de sus operaciones en un 50 por ciento desde 2005. La compañía ahora quiere lograr una reducción sustancial adicional en su huella de carbono de fertilizantes mediante la producción de amoníaco, un ingrediente clave. — con energía verde.
Más verde: la planta Porsgrunn de Yara utilizará energía renovable para producir fertilizantes © Reuters
Esta adaptación ecológica implica generar hidrógeno mediante la división de moléculas de agua utilizando electricidad de fuentes renovables, en lugar de extraerlo de un combustible fósil, como el gas natural. Birgitte Holter, directora de fertilizantes verdes de Yara, dice que la fabricación comercial del producto bajo en carbono comenzará a finales de este año en la planta de Porsgrunn de la compañía en Noruega.
Yara ha ajustado esencialmente la tecnología convencional para hacer un fertilizante verde muy similar a los productos existentes hechos de productos petroquímicos, pero con una huella de carbono que, según dice, será entre un 80 y un 90 por ciento más pequeña. “La belleza es que estos fertilizantes verdes tienen las mismas propiedades físicas y químicas que los hechos con productos petroquímicos, por lo que los agricultores pueden usarlos de la misma manera”, explica Holter.
Otros están introduciendo innovaciones más extensas.. Una es CCm Technologies, una empresa emergente del Reino Unido con sede en las afueras de Swindon. Su proceso patentado utiliza CO₂ capturado de actividades industriales, como la producción de biogás, que de otro modo sería expulsado a la atmósfera. Este reacciona con materiales orgánicos, como lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales o desechos de fábricas de alimentos, para producir gránulos de fertilizante ricos en materiales fibrosos, así como en nitratos y otros nutrientes para los cultivos. El proceso también reduce las emisiones en un 90 por ciento en comparación con los métodos de producción de fertilizantes minerales convencionales.
Pawel Kisielewski, director ejecutivo de CCm, dice que la compañía está trabajando con fabricantes de alimentos como PepsiCo, cuya fábrica de papas fritas Walkers en Leicester genera grandes cantidades de desechos de papa que son un insumo ideal para su producción de fertilizantes.
Pero es probable que el tratamiento de aguas residuales sea una fuente mayor a largo plazo. Una de las instalaciones de CCm más grandes, hasta el momento, se encuentra en la planta Minworth de Severn Trent Water, cerca de Birmingham. Los flujos de desechos de las empresas de agua del Reino Unido podrían producir hasta 500.000 toneladas de fertilizante por año, equivalente a un tercio de los fertilizantes químicos utilizados en el Reino Unido, estima la compañía.
CCm está comenzando a vender su producto CCm Growth en el mercado del Reino Unido, con 3000 toneladas que probablemente estarán disponibles en 2023. «La producción de este año ya está agotada», dice Kisielewski. “Las empresas de alimentos buscan comprar decenas de miles de toneladas para ayudar a reducir sus emisiones de carbono”.
La compañía afirma que su fertilizante verde también aborda el problema de las emisiones de gases de efecto invernadero después de la aplicación, al tiempo que mejora la calidad del suelo y proporciona nutrientes esenciales a los cultivos. Esto, dice, se debe a que sus gránulos tienen una composición diferente y más fibrosa que los fertilizantes sintéticos convencionales, lo que cambia la forma en que se descomponen en el suelo.
Yara también está trabajando con los agricultores para reducir las emisiones posteriores a la aplicación de sus fertilizantes, al minimizar la cantidad de fertilizante que la planta no absorbe.
«Debemos contribuir de todas las formas que podamos para construir un futuro alimentario positivo para la naturaleza, y aquí aumentamos la ‘eficiencia en el uso del nitrógeno’ haciendo coincidir el suministro de nutrientes con los requisitos de los cultivos», dice Anke Kwast, quien lidera el impulso de Yara para convertirse en carbono. neutral. “Estamos desarrollando herramientas para ayudar a los agricultores a lograr una gestión de nutrientes justo a tiempo”.
Al obtener la eficiencia correcta en el uso de nitrógeno, los agricultores pueden reducir sustancialmente la huella de carbono de un cultivo, agrega. Yara proporciona una aplicación que monitorea el crecimiento de los cultivos y mide el requerimiento de nitrógeno de las plantas a medida que el esparcidor de fertilizante se mueve por el campo, ajustando la tasa de aplicación en consecuencia.
En Cambridge, Serrenho dice que un medio químico para reducir las emisiones posteriores a la aplicación sería agregar compuestos llamados inhibidores de la nitrificación, que evitan que las bacterias del suelo conviertan el nitrógeno del fertilizante en óxido nitroso. Pero señala que no se sabe lo suficiente sobre su impacto ambiental como para confiar en su seguridad, y encarecerían los fertilizantes.
En cambio, la forma más efectiva de reducir las emisiones de fertilizantes sería reducir sustancialmente la cantidad utilizada. “Estamos usando mucho más de lo que necesitamos”, dice Serrenho. “Necesitamos encontrar la combinación adecuada de soluciones financieras, tecnológicas y políticas para reducir las emisiones y mantener al mundo alimentado”.
El estudio de Cambridge sugiere que, utilizando todas las medidas de mitigación disponibles para la fabricación y aplicación de fertilizantes, las emisiones podrían reducirse en un 80 por ciento con respecto a los niveles actuales.