Una zanja de ejemplo que podría enterrar 500 tC, la cantidad de carbono grueso de madera de un área típica de bosque de latitudes medias de 1 km × 1 km en 5 años.
El tamaño y la distribución reales de la zanja deben equilibrar varios factores, como el costo de excavar la zanja, transportar madera muerta, minimizar las perturbaciones en el bosque y seleccionar la ubicación que evite la descomposición de manera más efectiva. Se prefiere el entierro en el sitio siempre que sea posible para minimizar el costo de transporte. El transporte puede ser necesario cuando el suelo es demasiado poco profundo para cavar zanjas de profundidad suficiente. Dado que la condición del suelo puede variar mucho incluso dentro de un área pequeña, como la variación del contenido de humedad del suelo asociada con la topografía, se debe tener cuidado en la selección del sitio.
Dependiendo de la acumulación de madera muerta y las tasas de descomposición, este proceso se puede repetir cada pocos (1-10) años, pero los sitios de entierro serán diferentes cada vez. El criterio principal para elegir el intervalo de retorno será un equilibrio entre el costo de cada operación y la necesidad de no dejar que los árboles muertos se pudran. Si el corte selectivo es el modo de operación principal para que haya poca muerte natural de los árboles (los árboles se cortan antes de morir), el factor dominante será la densidad de árboles adecuados para eliminar. En el caso de la plantación, puede ser una buena estrategia cortar secciones pequeñas (corte en grupo) por su bajo costo, permitiendo que los árboles vuelvan a crecer como sucesión secundaria.
En comparación con el almacenamiento en refugios por encima del suelo, el entierro en zanjas es una mejor opción para los árboles caídos, ya que generalmente ya están en proceso de descomposición, por lo que son menos útiles como madera aserrada. Por otro lado, el almacenamiento en refugios conserva la madera aserrada para facilitar su uso en caso de que aumente la demanda futura.
La tecnología requerida para recolectar o cortar árboles de forma selectiva es de baja tecnología y ha existido durante miles de años. La mayoría de la tala a gran escala moderna se realiza mediante máquinas en muchos lugares, como Europa y América del Norte. El sistema de carreteras de acceso ya está en funcionamiento en muchas de estas regiones, como el sistema de carreteras forestales de los Estados Unidos. La mitad de los bosques del mundo ya están a menos de 10 km, y las tres cuartas partes están a menos de 40 km de las principales infraestructuras de transporte . Dado que no existe ningún obstáculo tecnológico importante, un sistema de este tipo puede aplicarse casi de inmediato en una parte sustancial de estas regiones. Por ejemplo, una práctica común en la silvicultura de América del Norte es contratar empresas madereras privadas con una variedad de escalas de operación para cortar árboles en tierras privadas o públicas, lo que permite la flexibilidad de manejar bosques de diferentes tamaños y condiciones. Aunque los bosques actualmente intensamente gestionados tienen poca madera muerta disponible de inmediato para el entierro, su potencial a largo plazo aún se mantiene.
Este sistema distribuido puede funcionar con poca intervención del gobierno, excepto para la supervisión, siempre que se proporcionen incentivos económicos a través de planes como el comercio de carbono. En América del Norte, gran parte de la tierra boscosa es de propiedad privada. El potencial de secuestro de carbono tendrá un impacto positivo en la industria maderera y en muchos propietarios de tierras y en la economía de muchas regiones. La contabilidad y el monitoreo de los sumideros de carbono pueden ser realizados por ingenieros certificados cuando las empresas madereras regresan para cada ronda de cosecha. Esto puede complementarse con sistemas de vigilancia a mayor escala , como la medición del flujo de correlación de remolinos, la inversión de fuente/sumidero utilizando mediciones de CO2 atmosférico con la ayuda de futuras observaciones de CO2 por satélite . La vasta extensión de bosques boreales en Canadá y Eurasia solo es parcialmente accesible y en gran medida no está gestionada en la actualidad, pero la infraestructura, como las carreteras, se puede construir con relativa rapidez en los países pertinentes.
Para utilizar una parte importante del potencial de secuestro de carbono estimado en 10 GtC y-1, será necesario gestionar casi todos los bosques del mundo. Entonces, una cuestión principal sería la accesibilidad a las regiones forestales remotas. En primer lugar, las regiones montañosas extremadamente escarpadas o los pantanos pantanosos serán de difícil acceso. En segundo lugar, prácticamente no hay caminos a los bosques tropicales profundos. Además, la propuesta de construir una red de carreteras en el corazón de una selva tropical planteará importantes preocupaciones ambientales, como la pérdida de biodiversidad. Por otra parte, los incentivos económicos seguirán estimulando la expansión de las carreteras. Incluso en este caso, antes de que los países de estas regiones lleguen a un punto de no retorno, es necesario garantizar primero la aplicación de la ley en caso de deforestación ilegal y cuestiones de gobernanza más amplias. En un futuro cercano, una práctica beneficiosa es enterrar en lugar de quemar los árboles en las regiones con deforestación en curso.
Si los núcleos de las selvas tropicales se dejan intactos, lo que representa aproximadamente el 20% del potencial total de secuestro de carbono (la mitad de la selva tropical; Tabla 1), el secuestro en las regiones tropicales, templadas y boreales restantes todavía proporciona un sumidero de 8 GtC y-1. La dificultad para acceder a terrenos empinados donde los bosques suelen estar mejor conservados reducirá aún más este número. De hecho, teniendo en cuenta el costo de la construcción de carreteras y las preocupaciones ambientales, es conveniente gestionar de manera más eficiente una fracción más pequeña de los bosques disponibles mediante métodos como la tala selectiva o el enterramiento de parte de los desechos leñosos más finos, en lugar de perturbar una fracción más grande a una tasa de secuestro de carbono más baja por unidad de área.
Costo
La escala del problema del cambio climático dicta que cualquier estrategia de mitigación, ya sea una fuente de energía alternativa, una técnica de secuestro de carbono o un enfoque de geoingeniería, debe ser rentable cuando se opera a gran escala. Los datos de la industria maderera de los Estados Unidos indican que un costo típico de la cosecha de 1 tonelada de madera aserrada es de unos 20 dólares . Dado que la madera aserrada es solo una parte del material leñoso grueso que se puede enterrar, que supongo que es aproximadamente un 50% más que la madera aserrada sola (hay una cantidad sustancial de ramas más pequeñas en comparación con el tronco). En la otra dirección, dado que la madera aserrada contiene algo de agua y que la masa seca de la planta es de aproximadamente el 50% de carbono, el costo podría ser de 40 dólares por tonelada de carbono secuestrado. Esto sería mayor si se incluye el costo de excavación de zanjas, construcción de carreteras y mantenimiento. Por lo tanto, pondré el costo en 50 dólares por 1 tC (tonelada o 106 gramos de carbono) secuestrado, con un rango de incertidumbre de 25 a 100 dólares/tC.
Es esclarecedor comparar esto con la captura de CO2 y el almacenamiento geológico de las centrales eléctricas (CCS; Tabla 4), una estrategia que ha sido objeto de un intenso estudio . El costo de burial 50/tC (1 14/tCO2) para el entierro de madera es menor que el costo de C 20-270/tCO2 para CC de centrales eléctricas. La gran variedad de CAC para centrales eléctricas se debe al costo creciente a medida que se agotan las minas antiguas disponibles a bajo costo. En el caso del enterramiento de madera, no existe una limitación práctica de la capacidad de almacenamiento. Un costo importante de la CAC industrial es la captura de CO2 del gas de la gripe, mientras que el entierro en madera es la captura de aire libre con un costo casi nulo porque se realiza mediante el proceso natural de la fotosíntesis.
También es interesante comparar este coste con el pionero precio de mercado de límites máximos de carbono del Sistema de Comercio de Derechos de Emisión de la Unión Europea (EUETS). El precio del EUETS ha fluctuado entre 1-33 €/tCO2 durante el período 2005-2007. En comparación, el precio voluntario de Chicago Climate Exchange (CCX) ha sido de alrededor de $3-4/tCO2. Aunque el costo de enterramiento de la madera es algo más alto que el precio actual del mercado, se espera que la futura política de mitigación del clima resulte en precios más altos para el carbono. Cuando se implementa a escala global, muchos factores variarán de una ubicación a otra, como la tecnología y los costos de mano de obra. Los más baratos serán los bosques que ya están bajo una intensa gestión, donde hay carreteras y maquinaria. El precio puede aumentar a medida que aumenta la superficie total de bosques utilizados de esta manera. El funcionamiento de la maquinaria consumirá algo de combustible fósil y emitirá CO2. Estos factores deben evaluarse.
Tabla 4 Comparación de los sistemas CC de enterramiento de madera y centrales eléctricas. Los mercados utilizan tCO2 como unidad de carbono que se puede convertir en tC con el factor de conversión la relación de peso molecular CO2:C = 44: 12; se muestran ambas unidades.
Escala de operación
Incluso si solo se llevara a cabo la mitad del potencial estimado (5 GtC y-1) en las próximas décadas, por ejemplo, para 2050, la escala de una operación de este tipo en todo el mundo sería enorme, como se ilustra en el escenario siguiente.
Si cada zanja tiene una capacidad de 500 tC (ejemplo en la Fig. 6), entonces el número de trincheras necesarias para una tasa de secuestro de 5 GtC y-1 sería de 10 millones por año, es decir, una trinchera cada 3 segundos. Suponiendo que se necesite una tripulación de 10 personas (con maquinaria) en una semana para cavar una zanja, recolectar/cortar y enterrar madera en un área de 100 hectáreas, se necesitarían 200,000 tripulaciones (2 millones de trabajadores) y juegos de maquinaria. Esta estimación es ciertamente simplista y la tarea podría ser bastante intensiva en mano de obra si se va a llevar a cabo en bosques naturales densos o con pendientes pronunciadas.
La escala de una operación de este tipo puede ser difícil de imaginar a primera vista, pero la enorme escala del problema del CO2 significa que cualquier estrategia de mitigación efectiva también tiene que ser a una escala comparable. La tasa actual de emisión de carbono de combustibles fósiles de 8 GtC y-1 corresponde a 250 tC por segundo. Dado que el contenido de carbono de la madera es aproximadamente el mismo que en los combustibles fósiles, si el entierro de madera es para contrarrestar la emisión de combustibles fósiles (como podría hacer potencialmente), la velocidad (en términos de masa o volumen) a la que enterramos la madera debe ser comparable a la velocidad a la que quemamos combustible fósil. Si el entierro de madera se utiliza como parte de una cartera, la operación podría reducirse en consecuencia.
La plausibilidad de esta operación puede comprenderse más fácilmente desde un punto de vista económico. A El costo de burial 50/TC por entierro de madera corresponde a 2 250 mil millones por año a una tasa de secuestro de 5 GtC y-1. Esto representa solo el 0,5% del Producto Interno Bruto (PIB) total mundial de 48 billones de dólares en 2006, en comparación con el daño económico potencial proyectado del 5 al 20% del PIB como consecuencia del cambio climático . El costo de 2 250 mil millones por año para 2 millones de trabajadores significa 6 62,500 por trabajador, suponiendo que la mitad es para maquinaria y otros costos. Obviamente, los costos de mano de obra y maquinaria pueden ser muy diferentes en diferentes países. Las oportunidades de empleo que ofrece la operación y otros efectos positivos en la economía serán atractivos en muchas regiones, especialmente en los países en desarrollo.