≫ ¿La contribución de los combustibles fósiles a (a) la alimentación de la humanidad y (b) la conservación del hábitat?

Publicación de invitado de Indur M. Goklany

Los análisis de las políticas relacionadas con el uso de combustibles fósiles suelen centrarse en los impactos negativos de ese uso, ignorando generalmente los aspectos positivos, como su contribución a la producción mundial de alimentos y, a través de ella, el alivio del hambre que, cabe señalar, es el primer paso para mantener una población saludable y productiva. Los combustibles fósiles, sin embargo, son fundamentales para la producción de alimentos en todo el mundo. Contribuyen a la producción de alimentos a través de varias vías:

Sirven como materia prima para la producción de fertilizantes y pesticidas, sin los cuales los rendimientos serían sustancialmente menores.
Proporcionan la mayor parte de la energía necesaria para mover los insumos agrícolas (incluida el agua) y los productos agrícolas hacia y desde las granjas, los mercados y los consumidores.
Los combustibles fósiles también proporcionan energía para hacer funcionar la maquinaria agrícola.
Han ayudado a aumentar la concentración de dióxido de carbono atmosférico, lo que aumenta la tasa de fotosíntesis y la eficiencia en el uso del agua en los cultivos (y otra vegetación).
Gran parte de la disminución de las pérdidas posteriores a la cosecha, desde la granja hasta el consumo final, también depende de las tecnologías que funcionan con combustibles fósiles (p. ej., refrigeración, almacenamiento en productos plásticos y sistemas de entrega más rápidos).

Aquí desarrollaré una estimación del límite inferior de la contribución de los combustibles fósiles a la producción mundial de alimentos. Específicamente, abordaré los fertilizantes nitrogenados y los pesticidas, es decir, solo la primera de las cinco vías identificadas anteriormente mediante las cuales los combustibles fósiles mejoran el suministro de alimentos. En consecuencia, considerar solo este camino subestimaría la contribución de los combustibles fósiles a la producción mundial de alimentos.

Además, dado que los combustibles fósiles ayudan a aumentar los rendimientos agrícolas, eso limita la cantidad de hábitat convertido en tierras de cultivo. Cabe destacar que, en general, se considera que dicha conversión es la mayor amenaza para los ecosistemas y la biodiversidad en todo el mundo (Wilcove et al., 1998; Millennium Ecosystem Assessment, 2005). Por lo tanto, mayores rendimientos implican una mayor conservación del hábitat (Goklany 1998). Aquí, también proporcionaré una estimación del límite inferior de la cantidad de tierra que se ha “salvado” de convertirse en tierra de cultivo.

Contribución de los fertilizantes nitrogenados a la producción mundial de alimentos:

El nitrógeno, el cuarto elemento más abundante en el cuerpo humano, es crítico para la vida en la tierra. Es un componente esencial de aminoácidos, proteínas, ARN y ADN. Sin ella, las plantas no crecerían y no habría alimento.

También es el gas más abundante en la atmósfera. Sin embargo, las plantas generalmente no pueden utilizar directamente el nitrógeno del aire para su crecimiento. Para eso, el nitrógeno tiene que ser «fijado» en el suelo (u otro medio de crecimiento) a través de procesos naturales (por ejemplo, a través de la acción de varias bacterias del suelo o acuáticas) o procesos sintéticos. Generalmente, los procesos naturales son incapaces de fijar el nitrógeno en las cantidades necesarias para alimentar a la humanidad. Esta es la razón por la que se deben usar procesos sintéticos para fijar el nitrógeno en forma de fertilizantes que luego se pueden usar para cultivar.

La fijación sintética de nitrógeno se logra a través de la Proceso de Haber-Bosch. [Vaclav Smil, writing in Nature, called the Haber-Bosch process the most important invention of the twentieth century (firewalled). I agree. Fritz Haber and Carl Bosch—both Nobel Prizewinners before the Nobel Prize was devalued by the political shenanigans of the Norwegian committee awarding the Nobel Peace Prize—received Nobel Prizes in Chemistry (I believe) in 1918 and 1931, respectively.]

En este proceso, inventado en 1908, primero se produce hidrógeno a partir de gas natural y luego se hace reaccionar con nitrógeno del aire a muy alta temperatura y presión en presencia de un catalizador (generalmente hierro). Debido a que el hidrógeno se deriva del gas natural y la necesidad de altas temperaturas y presiones, todo el proceso consume mucha energía. Según una estimación, El 1% de la energía mundial se utiliza para este proceso..]

Erisman et al. (2008) estiman que en los 100 años transcurridos desde la invención del proceso Haber-Bosch, aun cuando la población mundial ha aumentado, el porcentaje de la producción mundial de alimentos que depende del nitrógeno del proceso Haber-Bosch ha crecido. Para 2008, estiman, era responsable del 48 por ciento de la producción mundial de alimentos (ver Figura 1). Así, como señalan, “la vida de alrededor de la mitad de la humanidad es posible gracias al nitrógeno de Haber-Bosch.” Su estimación, que generalmente es consistente con estimaciones anteriores (p. ej., sonrisa 1999, Stewart et al. 2005), asume que en ausencia del proceso Haber-Bosch, otras tecnologías sustitutas habrían aumentado la productividad en un 20% entre 1950 y 2000.

Figura : El porcentaje de la población mundial estimada que se alimenta a través del proceso Haber-Bosch, 1908 a 2008 (indicado por la línea discontinua corta, eje derecho). También se muestran las tendencias en la población humana y el uso de nitrógeno a lo largo del siglo XX. La población mundial total se muestra mediante la línea gris continua (eje izquierdo). La estimación de la cantidad de personas que podrían mantenerse sin nitrógeno del proceso de Haber-Bosch se muestra mediante la línea discontinua marrón larga. También se muestra el uso promedio de fertilizantes por hectárea de tierra agrícola (símbolos azules) y la producción de carne per cápita (símbolos verdes). Fuente: Erisman et al. (2008).

La Figura 1 muestra que en ausencia del proceso de Haber-Bosch, el mundo habría tenido suficientes alimentos para alimentar solo a 3500 millones de personas (de una población mundial de 6700 millones) en 2008. Serían aún menos si no hubiera fósiles. combustibles

Esto se debe a que, independientemente de las tecnologías sustitutas que se utilicen, lo más probable es que dependan de la energía en un grado u otro: ninguna sustancia se puede extraer, mover, procesar y distribuir sin una inversión de energía. Y en el mundo actual, la energía es sinónimo de combustibles fósiles a efectos prácticos. Actualmente, el 81% del consumo mundial de energía se deriva de los combustibles fósiles (y el 6% de la nuclear). En consecuencia, la estimación del 48% derivada por Erisman et al. (2008) ya que la contribución del proceso Haber-Bosch a la producción mundial de alimentos es una estimación de límite inferior.

Contribución de los plaguicidas a la producción mundial de alimentos

Oerke (2006) utilizó datos de 19 regiones de todo el mundo para 2001–03 para estimar las pérdidas en cinco cultivos alimentarios principales de la gama completa de plagas: patógenos (hongos, chromista, bacterias), virus, plagas animales y malas hierbas. Estima que, en ausencia de pesticidas, entre el 50 y el 77 por ciento de las cosechas mundiales de trigo, arroz, maíz, patatas y soja se perderían a causa de las plagas. Afortunadamente, los pesticidas han reducido estas pérdidas al 26-40 por ciento. Pero la mayoría de los pesticidas están hechos de materias primas derivadas del petróleo, otro combustible fósil.

Si se supone que el punto medio de los rangos anteriores para las pérdidas reales y potenciales debido a las plagas se aplica a la producción mundial de alimentos, entonces, en ausencia de pesticidas, los rendimientos serían un 46 % más bajos. Sin embargo, se debe esperar que, en ausencia de combustibles fósiles, se empleen métodos de control de plagas sustitutos. A continuación, supondré que, en ausencia de combustibles fósiles, los rendimientos reales serían un 10 % más bajos, aunque eso podría ser una sobreestimación.

mi. Pero servirá para desarrollar una estimación del límite inferior de la contribución de los combustibles fósiles a la producción de alimentos.

Una estimación de límite inferior de la contribución de los combustibles fósiles a la producción mundial de alimentos

La combinación de las estimaciones del límite inferior de la contribución de los combustibles fósiles a la producción de alimentos a través de fertilizantes nitrogenados y pesticidas indica que debido a los combustibles fósiles, la producción de alimentos aumentó al menos un 114 % en 2008. Es decir, en su ausencia, la producción de alimentos habría sido de menos un 53% menos.

Una estimación de límite inferior de la contribución de los combustibles fósiles a la conservación del hábitat

El corolario de la estimación anterior es que, en ausencia de combustibles fósiles, el mundo habría necesitado al menos un 114 % más de tierras de cultivo en 2008 para producir la misma cantidad de alimentos que realmente produce con la ayuda de combustibles fósiles. Pero, como se señaló, la conversión de hábitat en tierras de cultivo es probablemente la principal amenaza para los ecosistemas y la biodiversidad en todo el mundo.

La estimación anterior asume que la nueva tierra de cultivo es tan productiva en promedio como la tierra de cultivo actual. Pero esto es dudoso, ya que es probable que las mejores tierras de cultivo ya estén en uso actualmente. Esto refuerza el hecho de que el 114% es una estimación límite inferior.

Desde hoy hay 1.530 millones de hectáreas de tierras de cultivo en todo el mundo (FAOSTAT), necesitaríamos 1.750 millones de hectáreas adicionales para satisfacer el nivel actual de demanda de alimentos. Para poner este número en contexto, en 2006, el Instituto de Recursos Mundiales estima que hubo un total de 1.410 millones de hectáreas reservadas para la protección total o parcial de la biodiversidad. Esto incluye áreas reservadas para protección estricta hasta áreas reservadas para el uso sostenible de los recursos.

Por lo tanto, parece que los combustibles fósiles han evitado que más tierras se conviertan para uso humano que todos los demás esfuerzos de preservación realizados hasta la fecha (a pesar de los mejores esfuerzos del Príncipe Carlos y Richard Attenborough).

Resumen

Solo la contribución de los combustibles fósiles a la producción mundial de alimentos superaría cualquier daño que se haya atribuido a los combustibles fósiles, ya sea por contaminantes reales (por ejemplo, partículas, dióxido de azufre, etc.) o por moléculas hipotéticas como el dióxido de carbono. . Que, además, también hayan “salvado” más hábitat de la conversión a la agricultura es una ventaja incomparable.

Así que la guerra con los combustibles fósiles parecería contraproducente.

Referencias:

Erisman, JW, Sutton, MA, Galloway, J., Klimont, Z y Winiwarte, W. 2008. Cómo un siglo de síntesis de amoníaco cambió el mundo. Geociencia de la naturaleza 1: 636–639.

FAOSTAT.

Fogel, RW 1995. La Contribución de la Nutrición Mejorada a la Disminución de las Tasas de Mortalidad en Europa y América. En: Simón, JL Ed. El Estado de la Humanidad. Cambridge, MA, Blackwell, 61–71.

Goklany, IM 1998. Salvar el hábitat y conservar la biodiversidad en un planeta superpoblado. biociencia 48: 941-953.

Evaluación de Ecosistemas del Milenio [MEA]. 2005. Informe de síntesis. Washington, DC, Island Press.

Oerke, E.-C. 2006. Revisión del centenario: Pérdidas de cultivos por plagas. Revista de Ciencias Agrícolas 144: 31–43.

Sonríe, V. 1999. Detonador de la explosión demográfica. Naturaleza 400: 415.

Stewart, WM, Dibb, DW, Johnston, AE y Smyth, TJ 2005. La contribución de los nutrientes de fertilizantes comerciales a la producción de alimentos. Revista Agronomía 97: 1–6.

Wilcove, DS, Rothstein, D., Dubow, J., Phillips, A. y Losos, E. 1998. Cuantificación de las amenazas a las especies en peligro en los Estados Unidos. biociencia 48: 607–615.