N4 Experto e investigación · Lección 7 de 8 · 45 min

¿Es neutra en carbono la biomasa? Contabilidad, deuda de carbono y escenario de referencia

Fundamentos de la biomasa y la bioeconomía

Equipo docente de biomasa360 · Responsable: Dirección de oferta, calidad y Academia · Revisada el 25 de octubre de 2026 (revisión científica de cálculos y citas)

Al terminar podrás

Explicar cómo contabilizan las directrices del IPCC el CO2 de la biomasa y por qué eso no equivale a afirmar que es neutra.
Comparar factores de emisión en chimenea de biomasa y fósiles por unidad de energía útil.
Analizar los conceptos de deuda de carbono, tiempo de recuperación (payback) y tiempo de paridad.
Construir un argumento con evidencia sobre cuándo la biomasa reduce emisiones en un horizonte dado.

Conviene saber antes

Lección «El ciclo del carbono».
Lección «Cifras globales de la bioenergía».
Nociones de análisis de ciclo de vida.

La afirmación «la biomasa es neutra en carbono» mezcla dos cosas distintas. La primera es una convención de contabilidad: las directrices del IPCC (2006) piden reportar el CO2 de la combustión de biomasa como partida informativa, no en el total del sector energía, para no contarlo dos veces, porque los cambios en las reservas de carbono de bosques y suelos se contabilizan en el sector de uso del suelo. La segunda es una afirmación física: que quemar biomasa no aumenta el CO2 de la atmósfera. La primera es cierta por diseño; la segunda depende del caso.

Figura 1CO2 en chimenea por unidad de energía del combustible (kg CO2/GJ, base PCI)

Por unidad de energía, la madera emite en chimenea más CO2 que el carbón bituminoso y casi el doble que el gas natural. La ventaja climática de la biomasa no está en la chimenea, sino en el ciclo completo.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: CO2 en chimenea por unidad de energía del combustible (kg CO2/GJ, base PCI)
Combustible	kg/GJ
Madera y residuos de madera	112
Lignito	101
Otra biomasa sólida primaria	100
Carbón bituminoso	94,6
Fuel oil residual (bunker)	77,4
Gas natural	56,1

Fuente: IPCC (2006), Directrices para inventarios nacionales, Vol. 2, cap. 2, Tabla 2.2 (valores por defecto para las industrias de la energía; 1 kg/TJ = 0,001 kg/GJ).

FE = \frac{w_C/100 \cdot (M_{\mathrm{CO_2}}/M_C)}{\mathrm{PCI}_d / 1000}

Factor de emisión de CO2 calculado desde la composición: kilogramos de CO2 emitidos por GJ de energía del combustible, si todo el carbono se oxida.

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$FE$	factor de emisión	kg CO2/GJ
$w_C$	carbono en base seca	% en masa
$\mathrm{PCI}_d$	poder calorífico inferior en base seca	MJ/kg

Ejemplo resuelto 1

El factor de emisión de la cascarilla, desde su composición

Calcula el CO2 por GJ de una cascarilla con 38,83 % de C y PCI de 14,81 MJ/kg (base seca; Phyllis2 #993) y compáralo con el valor por defecto del IPCC para «otra biomasa sólida primaria» (100 kg/GJ).

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$w_C$	38,83	% bs	Phyllis2 #993 (Miles et al., 1995)
$\mathrm{PCI}_d$	14,81	MJ/kg	Phyllis2 #993
$FE_{\mathrm{IPCC}}$	100	kg CO2/GJ	IPCC (2006), Tabla 2.2

CO2 por kilogramo seco.
$0{,}3883 \times 3{,}664 = 1{,}423\ \mathrm{kg\ CO_2/kg}$
Energía por kilogramo seco en GJ.
$14{,}81\ \mathrm{MJ/kg} = 0{,}01481\ \mathrm{GJ/kg}$
Cociente.
$FE = \frac{1{,}423}{0{,}01481} = 96{,}1\ \mathrm{kg\ CO_2/GJ}$

Resultado

FE \approx 96\ \mathrm{kg\ CO_2/GJ}

Interpretación: Ojo con la base: este factor está en base seca, pero el IPCC expresa los suyos por GJ de PCI del combustible tal como se quema. Con la humedad, el PCI cae más rápido que el carbono (ISO 18125: $\mathrm{PCI}_w = \mathrm{PCI}_d\,(1 - w) - 2{,}443\,w$ ), así que el factor sube: ≈98 kg CO2/GJ con 10 % de humedad y ≈103 con 30 %. Comparado en la misma base, sigue cerca del valor por defecto del IPCC (100 kg/GJ). Es un buen control de calidad: si el cálculo diera 60 o 150, habría que revisar el carbono, el poder calorífico o la base.

Ejemplo resuelto 2

CO2 en chimenea por GJ útil: biomasa frente a bunker

Compara el CO2 en chimenea por GJ de calor útil de una caldera de madera y una de bunker. Supuestos del ejemplo: eficiencia de 75 % para biomasa y 85 % para bunker.

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$FE_{\mathrm{madera}}$	112	kg CO2/GJ	IPCC (2006), Tabla 2.2
$FE_{\mathrm{bunker}}$	77,4	kg CO2/GJ	IPCC (2006), Tabla 2.2 (fuel oil residual)
$\eta_B$	0,75	adimensional	supuesto
$\eta_F$	0,85	adimensional	supuesto

Biomasa: se divide entre la eficiencia.
$\frac{112}{0{,}75} = 149{,}3\ \mathrm{kg/GJ_{util}}$
Bunker.
$\frac{77{,}4}{0{,}85} = 91{,}1\ \mathrm{kg/GJ_{util}}$
Relación.
$\frac{149{,}3}{91{,}1} = 1{,}64$

Resultado

\text{la chimenea de biomasa emite} \approx 1{,}6\times\ \text{el CO2 del bunker por GJ util}

Interpretación: En el instante de la quema, cambiar bunker por biomasa aumenta el CO2 que sale por la chimenea. La reducción solo aparece si ese carbono se habría emitido de todas formas (residuo que se quema o se pudre) o si la vegetación lo recaptura en un plazo relevante.

Hipótesis contrastadas

¿Quemar biomasa para energía reduce el CO2 atmosférico frente al combustible fósil que reemplaza?

H1 Sí, siempre: el CO2 emitido es el mismo que la planta absorbió, así que el balance es cero (neutralidad).
Evidencia a favor
- Las directrices del IPCC (2006) reportan el CO2 de la biomasa como partida informativa del sector energía.
- En plantaciones de rotación corta o cultivos anuales, la recaptura ocurre en uno o pocos años.
Evidencia en contra
- Searchinger et al. (2009) muestran que tratar toda la bioenergía como neutra es un error contable cuando se ignoran los cambios en el carbono del suelo y de la vegetación.
- Cherubini et al. (2011): incluso un sistema neutro en flujos contribuye al calentamiento, porque el CO2 permanece en la atmósfera hasta que la vegetación lo recaptura.
Fuentes: IPCC (2006); Searchinger et al. (2009); Cherubini et al. (2011)
H2 No en el corto plazo: la madera cosechada genera una deuda de carbono que tarda décadas en pagarse.
Evidencia a favor
- Sterman et al. (2018): al sustituir carbón por madera de bosques del este de EE. UU., la deuda se recupera entre 44 y 104 años después de la tala rasa, según el tipo de bosque.
- Por unidad de energía, la madera emite en chimenea más CO2 que el carbón (IPCC, 2006, Tabla 2.2).
Evidencia en contra
- Esos resultados se refieren a madera en pie de bosques de crecimiento lento; no aplican igual a residuos.
Fuentes: Sterman et al. (2018); IPCC (2006)
H3 Depende de la materia prima y del escenario de referencia: con residuos que se descompondrían o quemarían de todos modos, el beneficio es casi inmediato.
Evidencia a favor
- Lamers y Junginger (2013): usar residuos pequeños de cosecha y procesamiento, madera muerta o nuevas plantaciones productivas ofrece beneficios netos casi inmediatos; los tiempos de paridad dependen sobre todo del escenario de referencia.
- La cascarilla ecuatoriana se quema a cielo abierto o se bota (Arteaga, 2020): su carbono vuelve al aire en el escenario de referencia, sin recuperar energía.
- Creutzig et al. (2015) identifican el uso de residuos entre las opciones más prometedoras.
Evidencia en contra
- Si el residuo se descompusiera en un suelo agrícola, parte de su carbono se estabilizaría en el suelo; retirarlo tiene un costo de carbono (Lal, 2005).
Fuentes: Lamers y Junginger (2013); Arteaga (2020); Creutzig et al. (2015); Lal (2005)

Certeza media

Conclusión: Sobrevive H3, que contiene a H1 y H2 como casos extremos. La pasada adversarial confirma que no existe una respuesta única: para residuos de proceso sin uso alternativo (cascarilla quemada a cielo abierto, aserrín) el beneficio es casi inmediato y la certeza es alta; para madera en pie de bosques lentos hay una deuda de décadas, también con certeza alta. La certeza global queda en «media» porque cada caso exige definir el escenario de referencia, que es una elección del analista.

Caso real

Cascarilla quemada a cielo abierto frente a cascarilla en una caldera

Escenario de referencia: la piladora quema la cascarilla en el patio (Arteaga, 2020). Su carbono vuelve al aire en días, sin energía útil y sin control de partículas. Escenario con proyecto: la misma cascarilla se quema en una caldera industrial que deja de usar bunker. El CO2 biogénico es prácticamente el mismo en ambos escenarios (la combustión en caldera es más completa, pero el carbono termina en el aire de todos modos), así que la diferencia neta es el CO2 fósil evitado: ≈91 kg de CO2 por GJ de calor útil con los supuestos del ejemplo, menos las emisiones del transporte y del manejo. Este es el caso más favorable de la bioenergía, y no se puede extrapolar a la tala de bosques para generar electricidad.

Fuentes: Arteaga (2020); IPCC (2006); Lamers y Junginger (2013)

Figura 2Comparación de trayectorias de carbono: residuo que se quema en el patio, residuo en caldera y bosque talado que tarda décadas en recuperarse

Ejercicios

Cálculo●○○
Con los factores del IPCC, calcula el CO2 en chimenea de 1.000 GJ de madera y de 1.000 GJ de gas natural (base PCI).
Ver la solución
Madera: 1000 × 112 = 112.000 kg = 112 t CO2. Gas natural: 1000 × 56,1 = 56.100 kg = 56,1 t CO2. La madera emite el doble en chimenea.
Criterio●●●
Explica la diferencia entre tiempo de recuperación (payback) y tiempo de paridad en el sentido de Lamers y Junginger (2013), y cuál de los dos depende del combustible fósil reemplazado.
Ver la solución
El payback es el tiempo para que el bosque vuelva al nivel de carbono previo a la cosecha. La paridad es el tiempo para que el sistema con bioenergía iguale al escenario de referencia (por ejemplo, seguir usando el fósil y dejar el bosque en pie). La paridad depende del escenario de referencia y de cuánta energía fósil se desplaza; el payback depende sobre todo del crecimiento de la vegetación.
Caso●●●
Diseña los dos escenarios (referencia y proyecto) para evaluar una caldera que usará raquis de palma que hoy se deja pudrir en pilas en la extractora. ¿Qué gas, además del CO2, deberías incluir en el escenario de referencia y por qué?
Ver la solución
Referencia: raquis en pilas que se descomponen (y la caldera actual con su fósil). Proyecto: raquis secado o prensado y quemado en caldera, fósil evitado. Hay que incluir el metano: una pila húmeda que se descompone con zonas sin oxígeno puede emitir CH4, que tiene un potencial de calentamiento mucho mayor que el CO2; evitarlo puede ser un beneficio adicional, pero debe medirse o estimarse con una metodología reconocida, no suponerse.

Autoevaluación

Según las directrices del IPCC (2006), el CO2 de la combustión de biomasa en el sector energía se reporta…
1. En el total nacional
2. Como partida informativa, fuera del total del sector
3. No se reporta
4. Como metano
Ver la respuesta
Respuesta: B. Se reporta como partida informativa para evitar el doble conteo con el sector de uso del suelo, donde se registran los cambios en las reservas de carbono.
En el estudio de Sterman et al. (2018), ¿cuánto tarda en pagarse la deuda de carbono de la madera que sustituye al carbón?
1. 1–2 años
2. 5–10 años
3. 44–104 años
4. Nunca
Ver la respuesta
Respuesta: C. Entre 44 y 104 años tras la tala rasa, según el tipo de bosque, suponiendo que la tierra sigue siendo bosque.
¿Qué materia prima ofrece el beneficio climático más rápido según Lamers y Junginger (2013)?
1. Troncos de bosque natural
2. Residuos pequeños de cosecha y procesamiento
3. Madera de construcción nueva
4. Carbón vegetal importado
Ver la respuesta
Respuesta: B. Los residuos pequeños de cosecha y procesamiento, la madera muerta de zonas infestadas y las plantaciones nuevas en tierras productivas o marginales ofrecen beneficios casi inmediatos.
El factor de emisión de la cascarilla calculado desde su composición (≈96 kg/GJ) frente al valor del IPCC para biomasa sólida (100 kg/GJ) indica que…
1. El análisis es inconsistente
2. El análisis es coherente con el valor de referencia
3. La cascarilla es fósil
4. El IPCC se equivoca
Ver la respuesta
Respuesta: B. Una diferencia de pocos por ciento es coherente; sirve como control de calidad del análisis elemental y del poder calorífico.

Referencias

IPCC. (2006). 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories: Vol. 2. Energy. Chapter 2: Stationary combustion. IGES. https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/pdf/2_Volume2/V2_2_Ch2_Stationary_Combustion.pdf
Searchinger, T. D., Hamburg, S. P., Melillo, J., Chameides, W., Havlik, P., Kammen, D. M., Likens, G. E., Lubowski, R. N., Obersteiner, M., Oppenheimer, M., Robertson, G. P., Schlesinger, W. H., & Tilman, G. D. (2009). Fixing a critical climate accounting error. Science, 326(5952), 527–528. https://doi.org/10.1126/science.1178797
Sterman, J. D., Siegel, L., & Rooney-Varga, J. N. (2018). Does replacing coal with wood lower CO2 emissions? Dynamic lifecycle analysis of wood bioenergy. Environmental Research Letters, 13(1), 015007. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aaa512
Cherubini, F., Peters, G. P., Berntsen, T., Strømman, A. H., & Hertwich, E. (2011). CO2 emissions from biomass combustion for bioenergy: Atmospheric decay and contribution to global warming. GCB Bioenergy, 3(5), 413–426. https://doi.org/10.1111/j.1757-1707.2011.01102.x
Lamers, P., & Junginger, M. (2013). The 'debt' is in the detail: A synthesis of recent temporal forest carbon analyses on woody biomass for energy. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 7(4), 373–385. https://doi.org/10.1002/bbb.1407
Creutzig, F., Ravindranath, N. H., Berndes, G., Bolwig, S., Bright, R., Cherubini, F., Chum, H., Corbera, E., Delucchi, M., Faaij, A., Fargione, J., Haberl, H., Heath, G., Lucon, O., Plevin, R., Popp, A., Robledo-Abad, C., Rose, S., Smith, P., … Masera, O. (2015). Bioenergy and climate change mitigation: An assessment. GCB Bioenergy, 7(5), 916–944. https://doi.org/10.1111/gcbb.12205
Arteaga Quintana, J. F. (2020). Caracterización de cascarilla de arroz como biomasa residual para combustible [Tesis de maestría, Universidad Internacional SEK]. https://repositorio.uisek.edu.ec/jspui/bitstream/123456789/3742/1/JUAN%20FRANCISCO%20ARTEAGA%20QUINTANA.pdf
Lal, R. (2005). World crop residues production and implications of its use as a biofuel. Environment International, 31(4), 575–584. https://doi.org/10.1016/j.envint.2004.09.005
TNO. (2026). Phyllis2: Database for the physico-chemical composition of (treated) lignocellulosic biomass, micro- and macroalgae, various feedstocks for biogas production and biochar [Base de datos]. Consultado el 25 de octubre de 2026. https://phyllis.nl/

Para profundizar

Sterman, Siegel y Rooney-Varga (2018), Environmental Research Letters. — Un modelo dinámico abierto del carbono de la madera para energía. Su resultado más sorprendente: reemplazar bosques naturales por plantaciones de pino puede aumentar el impacto, porque la plantación guarda menos carbono en equilibrio. Acceso abierto.
Lamers y Junginger (2013), Biofuels, Bioproducts and Biorefining. — Compara estudios con conclusiones opuestas y muestra que las diferencias vienen de los supuestos (escenario de referencia, tipo de biomasa). Ideal para entrenar el juicio crítico.
Cherubini et al. (2011), GCB Bioenergy. — Propone el índice GWPbio, que expresa el efecto del CO2 biogénico en función del tiempo de rotación de la biomasa.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). ¿Es neutra en carbono la biomasa? Contabilidad, deuda de carbono y escenario de referencia (Versión 2026-10) [Lección del curso «Fundamentos de la biomasa y la bioeconomía»]. Academia 360, biomasa360. Recuperado el 26 de octubre de 2026, de https://biomasa360.com/academia/fundamentos-de-la-biomasa/neutralidad-de-carbono-de-la-biomasa/

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