Los investigadores calcularon la huella de carbono para el ciclo de vida completo de los fertilizantes, que son responsables de aproximadamente el cinco por ciento de las emisiones totales de gases de efecto invernadero (la primera vez que esto se ha cuantificado con precisión) y descubrieron que las emisiones de carbono podrían reducirse a una quinta parte. de los niveles actuales para 2050.
Los investigadores, de la Universidad de Cambridge, encontraron que dos tercios de las emisiones de los fertilizantes se producen después de que se esparcen en los campos, y un tercio de las emisiones provienen de los procesos de producción.
Aunque ya se sabe que los fertilizantes a base de nitrógeno son una fuente importante de emisiones de gases de efecto invernadero, esta es la primera vez que se cuantifica completamente su contribución general, desde la producción hasta el despliegue. Su análisis encontró que el estiércol y los fertilizantes sintéticos emiten el equivalente a 2,6 gigatoneladas de carbono por año, más que la aviación y el transporte marítimo globales combinados.
Es urgente reducir las emisiones de carbono de los fertilizantes; sin embargo, esto debe equilibrarse con la necesidad de seguridad alimentaria mundial. Investigaciones anteriores han estimado que el 48% de la población mundial se alimenta con cultivos cultivados con fertilizantes sintéticos, y se espera que la población mundial crezca un 20% hasta 2050.
Los investigadores de Cambridge dicen que se necesita una combinación de soluciones tecnológicas y políticas escalables para reducir las emisiones de fertilizantes y mantener la seguridad alimentaria. Sin embargo, estiman que si tales soluciones pudieran implementarse a escala, las emisiones de estiércol y fertilizantes sintéticos podrían reducirse hasta en un 80%, a una quinta parte de los niveles actuales, sin pérdida de productividad. Sus resultados se publican en la revista Alimentos naturales.
«Increíblemente, en realidad no sabemos cuántos productos químicos producimos a nivel mundial, dónde terminan, dónde y cómo se acumulan, cuántas emisiones producen y cuántos desechos generan», dijo el coautor Dr. André Cabrera Serrenho de Departamento de Ingeniería de Cambridge.
Serrenho y su coautor Yunhu Gao emprendieron un proyecto para medir con precisión los impactos totales de los fertilizantes, uno de los dos principales productos de la industria petroquímica. De todos los productos fabricados por la industria petroquímica, la gran mayoría, hasta un 74%, son plásticos o fertilizantes.
«Para reducir las emisiones, es importante que identifiquemos y prioricemos cualquier intervención que podamos hacer para que los fertilizantes sean menos dañinos para el medio ambiente», dijo Serrenho. «Pero si vamos a hacer eso, primero debemos tener una imagen clara de todo el ciclo de vida de estos productos. Suena obvio, pero en realidad sabemos muy poco sobre estas cosas».
Los investigadores mapearon los flujos globales de estiércol y fertilizantes sintéticos y sus emisiones para 2019, a lo largo de todas las etapas del ciclo de vida, reconciliando la producción y el consumo de fertilizantes nitrogenados y los factores de emisión regionales en nueve regiones del mundo.
Después de completar su análisis, los investigadores descubrieron que, a diferencia de muchos otros productos, la mayoría de las emisiones de fertilizantes no ocurren durante la producción, sino durante su uso.
«Fue sorprendente que esta fuera la principal fuente de emisiones», dijo Serrenho. «Pero solo después de cuantificar todas las emisiones, en cada punto del ciclo de vida, podemos comenzar a buscar diferentes métodos de mitigación para reducir las emisiones sin pérdida de productividad».
Los investigadores enumeraron y cuantificaron el impacto teórico máximo de diferentes métodos de mitigación; la mayoría de estos ya se conocen, pero su efecto potencial máximo no se ha cuantificado.
Las emisiones de la producción de fertilizantes sintéticos provienen principalmente de la síntesis de amoníaco, en parte debido a las reacciones químicas utilizadas en el proceso de producción. La mitigación más efectiva en la etapa de producción sería que la industria descarbonizara la calefacción y la producción de hidrógeno. Además, los fertilizantes se pueden mezclar con sustancias químicas llamadas inhibidores de la nitrificación, que evitan que las bacterias formen óxido nitroso. Sin embargo, es probable que estos productos químicos hagan que los fertilizantes sean más caros.
«Si vamos a encarecer los fertilizantes, entonces debe haber algún tipo de incentivo financiero para los agricultores y las empresas de fertilizantes», dijo Serrenho. «La agricultura es un negocio increíblemente difícil, y los agricultores actualmente no son recompensados por producir menos emisiones».
Sin embargo, la forma más efectiva de reducir las emisiones asociadas con los fertilizantes sería reducir la cantidad de fertilizantes que usamos. «Somos increíblemente ineficientes en el uso de fertilizantes», dijo Serrenho. «Estamos usando mucho más de lo que necesitamos, lo cual es económicamente ineficiente y eso se debe a las prácticas agrícolas. Si usáramos fertilizantes de manera más eficiente, necesitaríamos mucho menos fertilizante, lo que reduciría las emisiones sin afectar la productividad de los cultivos».
Los investigadores también observaron la combinación de fertilizantes utilizados en todo el mundo, que varía según la región. Los investigadores dicen que reemplazar algunos de los fertilizantes con las emisiones más altas, como la urea, con nitrato de amonio en todo el mundo podría reducir aún más las emisiones entre un 20% y un 30%. Sin embargo, esto solo sería beneficioso después de descarbonizar la industria de los fertilizantes.
«No hay soluciones perfectas», dijo Serrenho. «Necesitamos repensar cómo producimos alimentos y qué tipo de incentivos económicos funcionan mejor. Quizás eso signifique pagarles a los agricultores para que produzcan menos emisiones, quizás eso signifique pagar más por los alimentos. Necesitamos encontrar la combinación adecuada de recursos financieros, tecnológicos y políticos». soluciones para reducir las emisiones y mantener al mundo alimentado».
Serrenho y Gao estiman que al implementar todas las mitigaciones que analizaron, las emisiones del sector de fertilizantes podrían reducirse hasta en un 80% para 2050.
«Nuestro trabajo nos da una buena idea de lo que es técnicamente posible, lo que es grande y dónde las intervenciones serían significativas; es importante que apuntemos las intervenciones a lo que más importa, para lograr un progreso rápido y significativo en la reducción de emisiones», dijo Serrenho.
La investigación fue parte del proyecto C-THRU, dirigido por el profesor Jonathan Cullen, donde investigadores de cuatro universidades del Reino Unido y EE. UU. están trabajando para aclarar las emisiones de la cadena de suministro petroquímica global.
