Bioenergía

La bioenergía es la energía que se obtiene de materia orgánica que hasta hace poco estaba viva: madera, residuos agrícolas, cultivos energéticos, estiércol, lodos de depuradora, restos de comida y la fracción biogénica de los residuos urbanos. Es el combustible más antiguo que usa el ser humano y todavía la mayor fuente renovable de calor, pero en electricidad ocupa un nicho. En 2025 la bioenergía produjo unos 710 TWh, alrededor del 2,2 % de la electricidad mundial, frente al 8–9 % que aportan por separado la solar y la eólica. Lo que la distingue de esas dos es que es gestionable, se puede almacenar como combustible y se puede transformar en combustibles líquidos y gaseosos. Eso explica tanto su atractivo como lo encendido que es el debate a su alrededor.

Cómo funciona

Todas las vías de la bioenergía liberan la energía química que las plantas captaron del sol mediante la fotosíntesis. Predominan tres familias de conversión:

• Termoquímica. La combustión de biomasa sólida en una caldera genera vapor para una turbina, igual que en una central de carbón. La gasificación (oxidación parcial a 700–1.000 °C) produce un gas de síntesis de CO y H2. La pirólisis, que se hace sin oxígeno, da bioaceite, gas y carbón vegetal.
• Bioquímica. En la digestión anaerobia, los microorganismos descomponen la materia orgánica húmeda sin oxígeno y producen biogás. La fermentación convierte azúcares y almidones en etanol.
• Química. La transesterificación transforma aceites vegetales y grasas animales en biodiésel (FAME). El hidrotratamiento produce aceite vegetal hidrotratado (HVO) y buena parte del combustible sostenible de aviación actual.

El contenido energético depende mucho de la materia prima y, sobre todo, de la humedad. La madera secada en estufa tiene un poder calorífico inferior cercano a 18–19 MJ/kg y los pellets de madera unos 17 MJ/kg (4,7–4,8 kWh/kg) con un 6–10 % de humedad, mientras que la madera recién cortada apenas llega a 8–10 MJ/kg. Nuestra calculadora de contenido energético de combustibles hace la conversión entre estos valores y sus equivalentes fósiles.

Principales variantes

Combustión de biomasa sólida y cocombustión

Las centrales dedicadas de biomasa van desde calderas de astillas de 1–50 MW para redes de calor hasta grupos de combustible pulverizado de varios cientos de megavatios. La más conocida es Drax, en Reino Unido. Entre 2013 y 2018 transformó cuatro grupos de carbón de 645 MW para quemar pellets de madera, y hoy consume varios millones de toneladas de pellets al año, llegados por barco sobre todo del sureste de Estados Unidos y de Canadá. La cocombustión (co-firing) mezcla un 5–20 % de biomasa en una caldera de carbón con modificaciones modestas. Fue habitual en Europa y ahora está muy extendida en Japón y Corea del Sur.

La cogeneración de calor y electricidad (CHP) es la forma de sacar más partido a la biomasa sólida. Las plantas nórdicas venden electricidad y calor para redes urbanas y alcanzan rendimientos totales del 85–90 %.

Biogás y biometano

Las plantas de biogás digieren estiércol, purines, residuos de cultivos, cultivos energéticos (en Alemania, sobre todo ensilado de maíz), lodos de depuradora o restos de comida a 35–55 °C. El gas tiene un 50–75 % de metano y el resto es casi todo CO2. O se quema en el propio emplazamiento en un motor de gas (cogeneración), o se depura a biometano con membranas, lavado con agua o absorción con aminas y se inyecta en la red de gas. Europa tiene la mayor flota, unas 20.000 plantas, con Alemania, Italia, Francia y Dinamarca a la cabeza. En Dinamarca el biometano ya cubre una parte importante de la demanda de gas de red. El digestato sobrante es un fertilizante valioso. La calculadora de biogás estima la producción de gas y de electricidad para materias primas concretas.

Rangos orientativos recopilados de guías europeas de digestión anaerobia (p. ej. KTBL, FNR); la producción real depende del contenido de materia seca y del tiempo de retención.

Valorización energética de residuos

Las incineradoras de residuos urbanos con recuperación de energía queman la fracción resto sobre parrillas móviles. Los gases de combustión son corrosivos y limitan las condiciones del vapor, por lo que el rendimiento eléctrico es modesto (normalmente un 20–30 %), aunque las versiones con cogeneración superan el 80 % global. Solo cuenta como renovable la fracción biogénica, que suele rondar la mitad de la energía de los residuos urbanos mezclados. La fracción plástica es fósil. La captación de gas de vertedero es la pariente de baja tecnología: recupera metano que de otro modo escaparía a la atmósfera.

Biocombustibles líquidos

El etanol (del maíz estadounidense y de la caña de azúcar brasileña) y el biodiésel/HVO (de colza, soja, aceite de palma y aceites usados) aportan aproximadamente el 3–4 % de la energía del transporte mundial (IEA). Estados Unidos y Brasil fabrican la mayor parte del etanol del planeta, y la obligación de mezcla de biodiésel de palma en Indonesia es la mayor de su tipo. Los combustibles avanzados, celulósicos y procedentes de residuos crecen sobre todo por las obligaciones para la aviación, como ReFuelEU en la UE.

BECCS

La bioenergía con captura y almacenamiento de carbono es la variante que más citan los modelos climáticos. La fermentación de etanol desprende una corriente de CO2 casi pura, así que ahí la captura sale barata. La planta de ADM en Decatur (Illinois) inyecta CO2 en un acuífero salino desde 2017. La captura poscombustión en centrales de biomasa y plantas de cogeneración, prevista en Drax y en construcción en Stockholm Exergi, es mucho más cara. Cuánto CO2 se retira de verdad depende por completo de las emisiones de la cadena de suministro y de cómo se contabilice el carbono de la materia prima.

Rendimiento y factor de capacidad

Como el combustible se puede acopiar, las plantas de biomasa y biogás con suministro asegurado funcionan con factores de capacidad altos: 80–90 % en los motores de cogeneración con biogás y en las centrales dedicadas de biomasa. Las que siguen la demanda de calor o el orden de mérito suelen funcionar menos. La base de datos de costes de IRENA muestra en los últimos años un factor de capacidad medio ponderado mundial de entre el 60 y el 80 % para los nuevos proyectos de bioenergía.

La calculadora de factor de capacidad convierte entre potencia instalada y producción anual.

Costes

A diferencia de la mayoría de las renovables, en la bioenergía suele pesar más el combustible que la inversión. La materia prima puede salir gratis o incluso generar ingresos por tasa de entrada (residuos, estiércol), o costar 3–10 USD/GJ o más (pellets, cultivos energéticos). El informe Renewable Power Generation Costs in 2023 de IRENA da un LCOE medio ponderado mundial de unos 0,07 USD/kWh para las plantas de bioenergía puestas en marcha recientemente. Los proyectos concretos van desde menos de 0,05 USD/kWh (bagazo y residuos en Brasil e India) hasta más de 0,20 USD/kWh (pequeñas plantas europeas que compran el combustible). La inversión ronda los 1.000–4.000 USD/kW en centrales de biomasa sólida y los 2.500–6.000 USD/kW en pequeñas plantas de biogás europeas.

En la mayoría de los mercados eso hace que la bioenergía sea más cara que la nueva solar a gran escala o la eólica terrestre. Compite cuando quema residuos que ya se recogen en una fábrica o cuando la venta de calor y las tasas por gestión de residuos sostienen el negocio. Producir biometano en Europa cuesta normalmente 50–110 EUR/MWh (IEA 2020): muy por encima de los precios históricos del gas natural, pero por debajo de los picos de 2022. Prueba tus propias hipótesis con la calculadora de LCOE.

Suelo, agua y materiales

El suelo es el límite duro. A lo largo de un año, la fotosíntesis almacena bastante menos del 1 % de la luz solar que recibe en forma de energía química, así que los cultivos energéticos rinden unos 0,1–0,6 W por metro cuadrado de terreno, entre diez y cien veces menos que la fotovoltaica. Producir 1 TWh de electricidad al año con cultivos energéticos dedicados exige del orden de 500–1.500 km² de tierras agrícolas; la fotovoltaica sobre suelo necesita unos 10–20 km². Por eso la mayoría de los analistas, entre ellos la IEA y el IPCC, vinculan el papel sostenible de la bioenergía a los residuos y desechos (subproductos forestales, serrín, paja, estiércol, aceite de cocina usado) y no a grandes plantaciones nuevas que compitan con la alimentación o impulsen la deforestación.

La conversión consume una cantidad moderada de agua (las centrales de vapor necesitan refrigeración, como las de carbón), pero los cultivos energéticos de regadío pueden gastar muchísima. Las necesidades de materiales son bajas frente a otras tecnologías: calderas, turbinas y motores de acero corriente, sin ninguno de los minerales críticos que llevan las baterías o los generadores de imanes permanentes.

Emisiones de CO2 en el ciclo de vida

Ninguna tecnología de generación tiene unas emisiones en el ciclo de vida tan discutidas como la bioenergía, porque los resultados dependen de las hipótesis sobre el ciclo del carbono biogénico. El anexo III del AR5 WGIII del IPCC da:

• Centrales dedicadas de biomasa: 130–420 g CO2e/kWh, mediana de 230 g
• Cocombustión de biomasa con carbón: 620–890 g CO2e/kWh, mediana de 740 g (sobre todo por la parte de carbón)

Estas cifras dan por hecho que el rebrote compensa el CO2 de chimenea de la biomasa, y dejan fuera el cambio indirecto de uso del suelo y los efectos de albedo. Los estudios que incluyen la deuda de carbono, es decir, el tiempo que necesita un bosque talado para volver a absorber su carbono, concluyen que los pellets fabricados con troncos enteros pueden emitir más que el carbón durante 20–50 años. Los residuos que de otro modo se pudrirían o se quemarían al aire libre se amortizan en pocos años. El biogás de estiércol puede salir claramente negativo porque evita que el metano escape de los depósitos de purines; el de cultivos energéticos sale mucho peor parado.

La normativa fija umbrales mínimos en lugar de dar por supuesta la neutralidad. Con la RED II de la UE, la electricidad y el calor de instalaciones de biomasa que entraron en funcionamiento a partir de 2021 deben reducir las emisiones de GEI al menos un 70 % frente a una referencia fósil, porcentaje que sube al 80 % desde 2026. Los criterios sobre el suelo excluyen también los bosques primarios, las turberas y las zonas de gran biodiversidad.

Seguridad e impactos ambientales

• Contaminación del aire. La quema de leña a pequeña escala es una de las principales fuentes de partículas finas (PM2.5) en Europa, por delante del tráfico rodado en muchos países. Las grandes plantas con precipitadores electrostáticos y filtros de mangas emiten mucho menos por unidad de energía.
• Biodiversidad. Las talas a hecho para pellets y la conversión de praderas o bosques en cultivos energéticos pueden dañar hábitats. Los sistemas de certificación (SBP, FSC, PEFC, ISCC) y los criterios de la RED intentan filtrarlo.
• Fugas de metano. El metano tiene un alto potencial de calentamiento, así que las fugas en digestores, unidades de depuración y almacenes abiertos de digestato pueden comerse parte del beneficio climático del biogás.
• Riesgos operativos. Las explosiones de polvo en silos de pellets, el autocalentamiento de las astillas almacenadas y el H2S tóxico de los digestores exigen una manipulación cuidadosa.
• Alimentos frente a combustibles. Los biocombustibles de cultivos compiten por la tierra cultivable, y la escalada de precios de los alimentos de 2007–2008 volvió a poner bajo la lupa las obligaciones de mezcla.

Perspectivas

La IEA prevé que la bioenergía moderna siga creciendo sobre todo en calor, industria y transporte. En electricidad compite con una eólica, una solar y un almacenamiento en baterías cada vez más baratos. El crecimiento es más fuerte en el biometano (el objetivo europeo de REPowerEU es de 35 bcm al año en 2030), en los combustibles de aviación impulsados por las obligaciones de mezcla y en la generación con biomasa en Asia, sobre todo la cocombustión en Japón y las nuevas plantas de residuos en India y Brasil. En redes con mucha renovable variable, las plantas flexibles de biomasa y biogás que funcionan cuando escasean el viento y el sol valen más que los grupos de base.

La BECCS sigue siendo la gran incógnita. Los modelos de evaluación integrada suelen suponer varias gigatoneladas anuales de retirada mediante BECCS a mediados de siglo, mientras que la captura real hoy se queda en unos pocos millones de toneladas. Que la bioenergía esté a la altura dependerá menos de la ingeniería que de unas reglas de sostenibilidad creíbles, una contabilidad de carbono transparente y de cuánta biomasa verdaderamente excedentaria exista. Para verla frente a otras opciones, consulta la comparativa de tecnologías, o localiza las plantas existentes en el mapa de centrales eléctricas.