Del carbono, el metano y otros gases de efecto invernadero

Aunque todos los gases de efecto invernadero generan cambio climático, la urgencia manifiesta es reducir el CO₂, aunque es altamente deseable reducir también los otros gases.

Por: RICARDO DELGADO CADENA*

25 de marzo de 2022.  En la pasada Conferencia de las Partes (COP 26), la comunidad internacional: 

1. Reafirmó el objetivo global de mantener el incremento de la temperatura media del planeta muy por debajo de 2°C y de continuar los esfuerzos para que el incremento no supere los 1,5°C con respecto a la era preindustrial; 
2. ii) Reconoció que para mantener el incremento de la temperatura media global por debajo de 1,5°C es necesario reducir las emisiones de CO₂ un 45% con respecto a los niveles de 2010 y alcanzar emisiones netas cero de este gas hacia la mitad del este siglo, y lograr reducciones profundas en los otros gases de efecto invernadero (GEI); 
3. iii) Invitó a los países a considerar acciones adicionales para reducir al 2030 el 30% de las emisiones de otros gases distintos del CO₂, incluyendo el metano (CH₄) y, 
4. iv) Enfatizó la importancia de conservar la naturaleza y los ecosistemas, incluyendo los bosques y los ecosistemas marinos, para que puedan actuar como sumideros de gases de efecto invernadero.

De la decisión anterior (decisión de la COP26), además del objetivo, se plantean varios puntos que merecen ser examinados con mayor detalle: i) el papel del CO2; ii) el papel de los otros gases de efecto invernadero, incluyendo el metano y, iii) el papel de los ecosistemas terrestres y marinos en el logro de los objetivos de estabilización del clima.

En Colombia, los objetivos de mitigación de gases de efecto invernadero y de carbono neutralidad consideran la suma de la totalidad de emisiones de todos los gases.

El cumplimiento de la NDC colombiana no implica, necesariamente, que las emisiones de CO₂ en 2030 disminuyan 51% con respecto al escenario base porque la reducción podría lograrse con una mayor mitigación de los otros gases de efecto invernadero diferentes al CO₂.

Lo anterior es muy importante porque de acuerdo con el tercer BUR de Colombia, las emisiones netas de GEI de Colombia en 2018 fueron 67.6% CO₂, 26.4% metano y el resto fueron otros gases. Del total de estos gases en ese año, el sector energético fue responsable del 44% y 11% del total de CO₂ y metano producido en el país, respectivamente.

El promedio histórico de la participación de las emisiones de CO₂ por producción y uso de energía en Colombia ha sido 33.6% y el de metano ha sido 12.3%. El aporte de la energía al total de CO₂ emitido en el país hoy es superior al promedio histórico (aún en un año con alta deforestación, como lo fue 2018).

En este orden de ideas, y conectando con las decisiones de la COP y con los análisis de UNEP y del IPCC, siendo que toda reducción de emisiones de gases de efecto invernadero es importante, ¿por qué se hace énfasis (en las decisiones de las COP y los análisis de UNEP y de IPCC) en la urgencia de reducir las emisiones de CO₂ con mayor rapidez que las emisiones de los otros gases?

El “Emissions Gap Report” de UNEP hace una diferenciación entre CO₂ y los demás GEI: “Se requieren reducciones sostenidas en las emisiones para alcanzar el CO2 neto cero para estabilizar el calentamiento global, mientras que lograr emisiones netas de GEI cero resultará en un pico y luego una disminución en el calentamiento global“.

Si no se logra la carbono neutralidad (CO₂ neutro) no hay forma de estabilizar el clima porque el CO₂ se acumula por siglos. Si se logra la neutralidad de GEI (CO₂eq) se logrará un pico y luego una reducción del calentamiento global.

Consecuentemente, a las partes (países) se les ha pedido que hagan sus aportes de reducción de emisión de todos los gases, pero el objetivo principal es la neutralidad en emisiones de carbono (de dióxido de carbono). De hecho, los requerimientos para fijar los objetivos de carbono neutralidad son, o eran, en principio sobre carbono.

¿Y el metano?

El metano es un problema importante (y su importancia aumenta en la medida en que se nos está acabando el presupuesto de carbono para los objetivos de 2°C y de 1,5°C), pero hay unas razones para que la atención haya enfocado principalmente en el carbono, sobre todo el carbono de combustibles fósiles.

Siendo que todas las fuentes de gases de efecto invernadero son importantes, las emisiones de los fósiles son las que se están añadiendo a la atmósfera y que no estaban en la atmósfera.

Para explicar lo anterior usaremos el ejemplo de las emisiones producidas por la fermentación entérica del ganado. El asunto con el ganado es que para que una vaca pueda emitir metano tiene que haber consumido carbono en forma de alimento. Ese carbono viene de la atmósfera y se fijó por fotosíntesis. Una vez liberado el metano, este permanece en la atmósfera por cerca de 12 años hasta que se degrada o se descompone. La descomposición de ese metano produce CO₂ y agua, y ese CO₂ fue el que inicialmente ingirió el animal en la biomasa de la que se alimentó. El efecto del metano sobre el calentamiento del planeta es 29,8 veces mayor al del CO₂, pero su impacto es limitado en el tiempo (lo que tarda el metano en degradarse: 12 años).

De hecho, recientemente han habido periodos en los que el metano añadido a la atmósfera y el que naturalmente se descompuso estuvieron en niveles similares. Como consecuencia, hubo años (recientemente) en los que no aumentó la concentración de metano en la atmósfera.

En el caso extremo, si hoy y durante una década el hombre dejara de emitir metano, ya no tendríamos problemas adicionales (además del calentamiento producido en esa década y los posibles impactos derivados) con ese gas.

El mismo razonamiento aplica para el metano producido por la disposición final de residuos sólidos y de las aguas residuales, se emite porque la materia orgánica se está descomponiendo, pero esa materia orgánica se formó con carbono que en algún momento (cercano en el tiempo) estuvo en la atmósfera.

Hay un efecto de calentamiento potente durante el periodo en que el metano permanece en la atmósfera, pero todo hace parte de un ciclo. Para que el metano en atmósfera deje de ser un problema, sería necesario alcanzar un punto en el que la tasa de descomposición del metano fuera menor que la tasa de emisión y así el calentamiento causado comenzaría a disminuir. Las reducciones en emisión de metano llevan a menos calentamiento en periodos cortos de tiempo. El problema está en que además del ganado, los residuos y las aguas residuales, hay metano que no estaba en la atmósfera desde hace millones de años: el de las emisiones fugitivas (atrapadas en las profundidades de la tierra) y el que está atrapado en el permafrost.

El caso con el carbono es bien distinto. Aunque tiene un poder de calentamiento global menor que el de los otros gases principales de efecto invernadero, el CO₂ no se descompone. Se fija por fotosíntesis o se disuelve en el mar, principalmente.

El proceso de fotosíntesis es neutro en carbono. Al final la biomasa resultante de la fotosíntesis termina descomponiéndose, exceptuando los esos árboles (y plantas) que pueden durar décadas o siglos en pie, el resto de la biomasa se descompone y se renueva constantemente.

Todo el carbono almacenado en la biomasa de las plantas y que se emite cuando se deforesta un área de selva estuvo en la atmósfera “recientemente”. En teoría, sería posible volver a sembrar la selva y al final absorber todo lo emitido por haber deforestado esa área de selva, aunque en la práctica eso no es tan sencillo.

La cantidad de biomasa, fruto de la diversidad biológica y de años de crecimiento no es fácilmente reemplazable (sin incluir los daños ecosistémicos asociados a la deforestación). La realidad eso es mucho más complicada. En el proceso, una parte de carbono termina secuestrado por el suelo.

La otra fuente natural para extraer el CO₂ de la atmósfera es mediante la absorción por parte del mar. La superficie del mar interactúa con la atmósfera y parte del CO₂ de la atmósfera se disuelve en el océano. El calentamiento del planeta habría sido mucho más rápido sino hubiera sido porque el océano ha estado todo este tiempo disolviendo CO₂ y “sacándolo” de la atmósfera. Parte de ese CO₂ “disuelto” vuelve a la atmósfera y otra parte se va disolviendo en las capas inferiores del océano donde ya deja de ser un problema, y esto sólo es posible porque el océano es enorme. No tendríamos ningún problema si esa transferencia de carbono de la superficie al fondo del mar fuera rápida, pero no lo es. Pueden pasar siglos desde que el CO₂ emitido a la atmósfera llegue al fondo marino y quede almacenado. Una tonelada de carbono en la atmósfera va a estar contribuyendo al calentamiento del planeta durante siglos.

El problema se complica cuando le añadimos a la atmósfera carbono que no estaba en la atmósfera recientemente (en los últimos millones de años): el carbono de los combustibles fósiles. El carbono de la biomasa estaba en la atmósfera y, en teoría, si se restaurara esa biomasa se podría llegar a tener un ciclo cerrado de carbono, pero al usar combustibles fósiles, que han sido y son la base del crecimiento económico del planeta, estamos poniendo en la atmósfera carbono que estaba en la profundidad de la tierra y al océano le puede tomar siglos volver a secuestrar de manera permanente ese carbono. Según el IPCC, “Es inequívoco que la influencia humana ha calentado la atmósfera, el océano y la tierra”.

A pesar de que existen fuentes naturales que producen gases de efecto invernadero, hoy sabemos con absoluta certeza que la acción humana ha causado el aumento de temperatura media global observado.

Además, hay otro carbono que suma; el que está en el suelo y se libera cuando se remueve el suelo o hay deforestación. Pasa mucho tiempo para que el carbono de la atmósfera termine en estado sólido depositado en el suelo, liberarlo implica que va a estar muchos años antes de volver a estar en el suelo, no son sólo los fósiles los que ponen carbono “extra” en la atmósfera.

Por eso es por lo que, aunque hay que atacar todos los gases de efecto invernadero porque todos generan cambio climático, la urgencia manifiesta es reducir el CO₂, aunque es altísimamente deseable reducir también los otros gases.

El objetivo de limitar el calentamiento global apunta a evitar cambios profundos en el clima del planeta que lo aleje de las condiciones en las que se han desarrollado las especies actuales (muchas de ellas que sostienen materialmente a los seres humanos), los sistemas productivos y las sociedades humanas. Todos esos sistemas se adaptan a los cambios del entorno.

No sabemos a qué velocidad se pueden adaptar los sistemas sociales y económicos actuales, pero sí sabemos que los animales y las plantas que se han adaptado al medio ambiente cambiante durante millones de años: en un medio ambiente que cambiaba en periodos de millones de años.

El reto con el cambio climático es que los cambios se están dando en espacio de decenas de años (las grandes emisiones de GEI arrancaron desde 1850) y que el planeta, aunque resiliente también tiene unos límites. Por ejemplo, la tasa a la que el océano captura carbono va disminuyendo conforme la concentración de carbono en el agua aumenta y en la medida en que el océano disuelve más carbono, este se va acidificando, modificando aún más las condiciones de los ecosistemas marinos.

Con el metano la humanidad pudo darse el lujo de “procastinar”, pero hoy en día, dado que las emisiones de carbono resultaron tan difíciles de evitar, esos 12 años de metano en la atmósfera empiezan a sumar fuertemente en la ecuación para estabilizar el clima del planeta. De ahí que la decisión 1 de la COP26 invite aumentar la ambición en la disminución de las emisiones de metano.

Reducir el metano en la atmósfera le permitiría al planeta ganar algunos años o disminuir, temporalmente, el nivel del calentamiento global. Pero la compra de tiempo sólo tiene sentido si el planeta es capaz de alcanzar la neutralidad de CO₂.

Finalmente, el énfasis que se puso en la decisión 1 de la COP26 a la conservación de la naturaleza y los ecosistemas, incluyendo los bosques y los ecosistemas marinos, tiene que ver con la necesidad de aumentar los sumideros de gases de efecto invernadero.

En todo este enredo, la energía juega un papel central, incluso en Colombia donde no llega a ser la principal fuente de emisiones de GEI, pero en el país, como en resto del mundo, la energía sí es la principal fuente de emisiones de carbono que no estuvo circulando en la atmósfera terrestre en los últimos millones de años.

Todas las emisiones calientan el planeta, pero si no fuera por las adiciones de carbono y metano, que estuvieron fuera de la atmósfera durante millones de años, el problema del cambio climático no sería un problema.

*Investigador del Centro Regional de Estudios de Energía