Econometria para la captura arborea de co2

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Econometría para la Captura
Arbórea de CO2
Académico. Ing. Nelson Hernández (Energista)
Blog: Gerencia y Energía
La Pluma Candente
Twitter: @energia21 Enero 2022

Economía
Ecología
Energía
Desde hace 50 años, la humanidad
busca mantener en EQUILIBRIO 3
ciencias fundamentales para su
existencia: La Ecología, La Economía
y la Energía.
Yo lo llamo el "Acoso d la Letra E"
Es difícil lograr tal equilibrio pero, al
igual que la felicidad, hay q continuar
buscándolo.
Conceptualización y Diseño: N. Hernandez Infografía: Nelson Hernandez
El Acoso de la Letra E

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Fuente: NASA
Adaptación: N. Hernandez
Infografía: Nelson Hernandez
Balance Natural Global de las Emisiones de CO2
El Balance indica la
necesidad imperiosa
de la transición
energética hacia un
mundo descarbonizado
Se debería, al menos,
bajar las emisiones en
20 GTCO2, para
quedar en equilibrio
Antropogénico

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Captura y
Almacenami.
CO2
Océanos
Mineralización
del carbono
Directa
del aire
Bioenergía
Granjas
Bosques
Conceptualización: N. Hernandez Infografía: Nelson Hernandez
Métodos y Tecnologías para la captura y almacenamiento de CO2

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Captura y
Almacenami.
CO2
Océanos
Mineralización
del carbono
Directa
del aire
Bioenergía
Granjas
Bosques
Granjas
Los suelos almacenan carbono
de forma natural, pero los suelos
agrícolas tienen un gran déficit
debido al uso intensivo.
La agricultura rotativa y el
descanso de los suelos (tiempo
espaciado de la siembra)
permiten una mayor fijación de
carbono.

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Captura y
Almacenami.
CO2
Océanos
Mineralización
del carbono
Directa
del aire
Bioenergía
Granjas
Bosques
Bioenergía con captura y
almacenamiento de carbono (BECCS)
Es otra forma de utilizar la fotosíntesis
para combatir el cambio climático. Sin
embargo, es mucho más complicado que
plantar árboles o manejar los suelos, y
no siempre funciona para el clima.
BECCS es el proceso de uso de biomasa
para energía en los sectores industrial,
eléctrico o de transporte; capturar sus
emisiones antes de que se liberen a la
atmósfera; y luego almacenar ese
carbono capturado ya sea bajo tierra.

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Captura y
Almacenami.
CO2
Océanos
Mineralización
del carbono
Directa
del aire
Bioenergía
Granjas
Bosques
Captura directa del aire
La captura directa de aire es el proceso
de depurar químicamente el dióxido de
carbono directamente del aire y luego
almacenarlo bajo tierra o en productos
de larga duración. Esta nueva tecnología
es similar a la tecnología de captura y
almacenamiento de carbono utilizada
para capturar emisiones de fuentes como
plantas de energía e instalaciones
industriales. La diferencia es que la
captura directa de aire elimina el exceso
de carbono directamente de la atmósfera,
en lugar de capturarlo en la fuente.
Es costo de las nuevas tecnologías para
este tipo de captura se encuentra entre
90 y 230 $/TCO2.

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Captura y
Almacenami.
CO2
Océanos
Mineralización
del carbono
Directa
del aire
Bioenergía
Granjas
Bosques
Mineralización de carbono
Algunos minerales reaccionan naturalmente con el
CO2 , convirtiendo el carbono de un gas en un sólido. El
proceso se conoce comúnmente como mineralización de
carbono o meteorización mejorada, y naturalmente
ocurre muy lentamente, durante cientos o miles de
años.
Los científicos están investigando
cómo acelerar el proceso de
mineralización de carbono,
especialmente al mejorar la
exposición de estos minerales al
CO2 en el aire o el océano. La
mineralización de carbono también
se puede utilizar como una forma de
almacenar CO2 inyectándolo en tipos
de roca adecuados donde reacciona
para formar un carbonato sólido.

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Captura y
Almacenami.
CO2
Océanos
Mineralización
del carbono
Directa
del aire
Bioenergía
Granjas
Bosques
Océano
La tecnología se encuentra en
desarrollo y aun no hay pruebas
pilotos, y se basa en acelerar el
ciclo natural.
No se conocen con certeza los
efectos colaterales que esto puede
ocasionar a los ecosistemas.
Dentro de la tecnologías están: la
fotosíntesis de microorganismos,
agregación de materiales para
aglutinar el CO2 disuelto o con
electrolisis decantar el Carbono.

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Captura y
Almacenami.
CO2
Océanos
Mineralización
del carbono
Directa
del aire
Bioenergía
Granjas
Bosques
Bosques
Los árboles son especialmente
buenos para almacenar el
carbono eliminado de la
atmósfera mediante la
fotosíntesis, convirtiendo el CO2
del aire en carbono almacenado
en la madera y el suelo.
Esta vía es la mas económica
para la CAC con un costo menor
a 50 $/TCO2, y además
producen aire y agua limpia
durante el proceso.

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2
FOTOSINTESIS
RESPIRACION
El contrato natural entre los seres vivos del planeta Tierra

Un árbol es una planta de gran
porte, de tronco único leñoso y
que se ramifica a cierta altura
del suelo. La planta será
considerada como árbol si ya en
su madurez, su altura, supera
los 5 metros de alto.
Produce ramas secundarias año
tras año, diferenciándose por
estas condiciones de los
arbustos. La longevidad resulta
ser otra característica propia de
los arboles.
Desde el punto de vista
ecológico, un árbol es un
dispositivo que almacena
momentáneamente CO2, ya que
al morir regresa a la atmosfera y
a los suelos el volumen
capturado (almacenado).
Que es un árbol?
Infografía: Nelson Hernandez

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Maderas duras: Son las que proceden de árboles de crecimiento
lento, por lo que son más densas y soportan mejor las
inclemencias del tiempo que las blandas. Este tipo de arboles por
su longevidad capturan mayor CO2 (producen más madera). Este
tipo de madera es muy codiciada en la construcción de
infraestructuras por ser muy maciza. Dentro de los arboles que se
ubican en este renglón están: roble, nogal, arce, carpe, teca, haya,
etc.
Maderas blandas: Engloba a la madera de los árboles
pertenecientes a la orden de las coníferas y otros de crecimiento
rápido. La gran ventaja que tienen respecto a las maderas duras,
es su ligereza y su menor precio. No tienen una vida tan larga
como las duras. Algunas maderas blandas de amplio uso
provienen de los arboles: pino, abedul, balso, abeto, ciprés, etc.
Tipos de madera

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Se considera que 1 tonelada de carbono en la madera de un árbol, equivale
a 3.6 toneladas de CO2 atmosférico. Por otra parte, en promedio una
tonelada de madera contiene 45 % de carbono, lo que implica 1620 Kg de
CO2 a nivel atmosférico.
En promedio, un árbol maduro (40 años) de madera dura – pesada, alcanza
un peso promedio de 1225 kg de biomasa y de estos 551 Kg son madera,
si se considera una densidad de su madera de 750 Kg/M3, nos da una
volumen de madera de 0.74 M3.
Porque la madera se mide en M3?
Por facilidad para estimar la cantidad de madera en un árbol en pie. La
regla sencilla es pararse frente al árbol y medir el diámetro del árbol a la
altura de su pecho, y estimar la longitud recta del árbol (tronco). Esto se
traduce en calcular el volumen de un cilindro. Conocido el volumen y la
densidad de la madera, puede estimar el peso
Cuanto CO2 absorbe un árbol?

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Los estudios han identificado varias especies de árboles óptimas para el
almacenamiento de carbono y los botánicos continúan experimentando
con nuevos híbridos. Para desarrollar un bosque debe considerarse lo
siguiente:
• Los árboles de crecimiento rápido almacenan la mayor cantidad de
carbono durante sus primeras décadas, a menudo el período más
productivo de un árbol.
• Los árboles longevos pueden mantener el carbono almacenado
durante generaciones sin liberarlo en descomposición.
• Los de hojas grandes y las coronas anchas permiten una fotosíntesis
máxima.
• Las especies nativas prosperarán en su suelo y son el mejor soporte
para la vida silvestre local.
• Las especies de bajo mantenimiento y resistentes a las enfermedades
funcionarán mejor sin fertilizantes y equipos que produzcan gases de
efecto invernadero.
Aspectos a considerar en el desarrollo de un bosque

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Silver Maple (Acer saccharinum) puede atrapar casi 11250 Kg de CO2 en un
período de 55 años, según el Centro de Bosques Urbanos.
London Plane (Platanus × hispanica) es una excelente opción para la planificación
urbana, muy tolerante a la contaminación y los calambres radiculares, resistente
al frío y las enfermedades.
Oak (White Oak, Willow Oak, Laurel Oak y Scarlet Oak) se ha adaptado para
prosperar en muchos climas, proporciona alimento y refugio a la vida silvestre.
American Sweetgum (Liquidámbar styraciflua) tiene brillantes colores otoñales ,
es grande y de larga duración.
Yellow Poplar (o Tulip Tree), el principal almacenador de carbono en un estudio
de la ciudad de Nueva York, trabaja duro en condiciones difíciles.
El castaño de indias (Aesculus hippocastanum) crece bien en las ciudades; su
parte superior abovedada proporciona una sombra excepcional que ofrece
beneficios de enfriamiento pasivo.
Que arboles plantar?

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Red Mulberry (Morus rubra) proporciona el beneficio adicional de una deliciosa
fruta de temporada.
Dogwood (Cornales) ofrece hermosas flores de temporada; este y otros árboles
particularmente densos como el nogal negro pueden almacenar más carbono en
un árbol más pequeño.
Los pinos, incluidos el blanco, el rojo, la ponderosa y la española son las coníferas
más eficaces en términos de carbono.
El abeto azul, (Picea pungens) ampliamente introducido como ornamental.
Cedro (Cedrela montana), árbol que alcanza hasta los 25 metros y se encuentra
entre los 1.200 y 3.000 metros sobre el nivel del mar. El cedro tiene el tronco
principal de baja altura y su ramificación comienza a los seis.
Guayacán trébol (Platymiscium hebestachyum), ideal para la recuperación de
suelos ya que es fijadora de nitrógeno.
Samán (Samanea saman), crece hasta unos 20 metros, con un dosel alto y ancho,
de grandes y simétricas coronas.

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Kiri (Paulownia tomentosa o paulownia imperial) es un árbol frondoso,
perteneciente a la familia de las Paulowniaceae. Originario de China y también
conocido como árbol Emperatriz. Suele crecer hasta unos 27 metros de altura. El
Kiri se caracteriza por sus grandes hojas, que alcanzan más de 40 centímetros de
ancho. Se cuestiona su siembra por ser altamente invasivo.
https://www.bloomberg.com/news/features/2019-08-02/we-already-have-the-
world-s-most-efficient-carbon-capture-technology
Nim (Azadirachta indica), de crecimiento rápido y solo vive en regiones tropicales
y subtropicales. Se cuestiona su siembra por ser altamente invasivo.
Caoba (Swietenia macrophylla) es una especie de árboles originaria de la zona
intertropical americana. Su madera es dura y es de mediano crecimiento y son
arboles longevos.
Eucalipto (Eucalyptus) es un género de árboles de la familia de las mirtáceas.
Existen alrededor de setecientas especies, la mayoría oriundas de Australia y
Nueva Guinea. Muy utilizado en la medicina y es de crecimiento rápido.

21
Kiri
Nim
Arboles Kiri y Nim

22
https://app.box.com/s/p2zfo66nvn013tjfxsb28yh9eytt81iv

CO2
0.392
CO2
2.67
CO2
2.42
CO2
0.396
CO2
0.208
CO2
0.038
CO2
3.31
CO2
3.25
Refinación
Fuente: Auke Hoekstra / Stanford University Infografía: Nelson Hernandez
Huella de Carbono de la gasolina y el diesel (KgCO2/lit)
Up + Medium Stream
Consumo
TOTAL
EMISION
Transporte
Diesel
Gasolina
Petróleo

Asumamos que un país petrolero produce 1 MBD por espacio de 20
años, y para contrarrestar la emisión de CO2 utilizara la vía arbórea
con una vida útil del bosque de 40 años. Esto no da una emisión de
CO2 de 460 millones de toneladas. Para este nivel de emisión se
necesitarían sembrar 1.7 millones de hectáreas (17 mil Km2), y el
ingreso bruto de la plantación seria de 2275 millones de dólares
anuales.
Para el caso de Venezuela, esa área correspondería al 1.86 % de su
superficie total. O el 26 % de la superficie del Estado Guárico, área
mostrada en el grafico
Bosque necesario para contrarrestar emisiones de CO2, provenientes de
una producción de petróleo de 1MBD por 20 años

E = 3.8268 ln(API) + 50.831
R² = 0.9165
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
10 20 30 40 50 60
E
=
Emisión
de
CO2
(Kg/B)
API = Gravedad del Crudo
Fuente: Modelo OPGEE (Stanford University)
Cálculos y ajustes estadísticos : N. Hernandez Infografía: Nelson Hernandez
Emisión de CO2 en función de la gravedad API del crudo (Kg/B)
La emisión en el eje de las ordenadas
corresponde a las fases de up y médium stream

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• La vía mas expedita y económica para capturar CO2 de la atmosfera y
almacenarlo naturalmente es mediante la creación de bosques
(siembra de árboles) adicionales a los que hoy existen. Sin embargo, no
todo lo que brilla es oro. En este link se plantean problemáticas de una
siembra masiva de arboles. Examining the Viability of Planting Trees to
Help Mitigate Climate Change – Climate Change: Vital Signs of the
Planet (nasa.gov)
• Aunque cada especie arbórea tiene sus ventajas y desventajas,
podemos concluir que las más idóneas son aquellos arboles que viven
más tiempo, con la mayor masa. Es decir, los de madera dura.
Lecciones aprendidas

27
• La captura arbórea del CO2 es una gran oportunidad que tienen los
países. Ya bien sea creando nuevos bosques para balancear sus
emisiones de CO2 o bien comercializando los excedentes (si los
hubiere) en el mercado global de carbono. En este link se describe la
perdida y ganancia de arboles en los últimos 30 años.
https://bit.ly/3q0wLAp
• Una opción que tienen los países y las empresas productoras de
fuentes energéticas fósiles, especialmente petróleo, para mantenerse
durante la transición energética, es asociar al desarrollo de sus
proyectos a la creación de bosques que balanceen las emisiones
asociadas a dichos proyectos.
Lecciones aprendidas

28
La transición energética es irreversible. Habrá diferencia en los ritmos en
que esta sea asumida por los países más desarrollados y quienes no lo
son, entre los grandes consumidores de energía y los de escaso
consumo, entre los productores tradicionales de hidrocarburos y los
potencialmente ricos en otras fuentes de energía. Y, desde luego, entre
quienes sean capaces de aportar conocimiento, innovación, tecnología, y
los urgidos de atraer inversión para desarrollar su potencial.
Lo que debemos todos tener claro es el mantener la atención sobre la
problemática del cambio climático para que la preocupación global y la
responsabilidad individual no se diluyan, para que los gobiernos no
dejen de actuar, para que las declaraciones se conviertan en políticas,
las políticas en planes y los planes en acciones, y así poder garantizar la
vida futura en el planeta Tierra.
Reflexión final

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Econometría para la Captura
Arbórea de CO2
Académico. Ing. Nelson Hernández (Energista)
Blog: Gerencia y Energía
La Pluma Candente
Twitter: @energia21 Enero 2022
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