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

¿Cuánta biomasa puede aportar el mundo? Potencial sostenible y límites biofísicos

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

Interpretar los rangos de potencial técnico sostenible de la bioenergía y su nivel de acuerdo científico.
Relacionar la expansión de la bioenergía con la apropiación humana de la producción primaria neta.
Estimar el orden de magnitud energético de una expansión de plantaciones con datos publicados.
Formular una posición argumentada sobre el papel de la biomasa en la transición energética.

Conviene saber antes

Lección «Neutralidad de carbono de la biomasa».

Las estimaciones del potencial mundial de bioenergía varían en órdenes de magnitud, porque dependen de supuestos sobre dieta, rendimientos agrícolas, tierras disponibles y criterios de sostenibilidad (Slade et al., 2014). Creutzig et al. (2015), un equipo amplio de autores del IPCC, resumen el estado del conocimiento así: un potencial técnico sostenible de hasta 100 EJ tiene alto acuerdo; entre 100 y 300 EJ, acuerdo medio; y más de 300 EJ, bajo acuerdo. Los escenarios de estabilización del clima asignan a la bioenergía entre 10 y 245 EJ/año en 2050.

Figura 1Potencial técnico sostenible de la bioenergía según el nivel de acuerdo científico (EJ/año)

El uso actual (56 EJ) ya está a mitad del rango de alto acuerdo. Duplicarlo es plausible; multiplicarlo por cinco entra en la zona donde la ciencia no se pone de acuerdo.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: Potencial técnico sostenible de la bioenergía según el nivel de acuerdo científico (EJ/año)
Categoría	Mínimo	Máximo
Uso actual (2023)	56	56
Acuerdo alto	0	100
Acuerdo medio	100	300
Escenarios de estabilización a 2050	10	245

Fuente: Creutzig et al. (2015), GCB Bioenergy 7(5), resumen; uso actual: World Bioenergy Association (2025). El rango de «bajo acuerdo» (> 300 EJ) no tiene límite superior y no se grafica.

Ejemplo resuelto 1

Plantaciones energéticas a escala mundial

Lal (2005) propone considerar plantaciones energéticas con 10–15 Mg de biomasa por hectárea y año, que requerirían ≈250 millones de hectáreas en el mundo. Estima su energía con un PCS de madera de 19,28 MJ/kg (base seca).

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$A$	250 × 10⁶	ha	Lal (2005), resumen
$y$	12,5	t/(ha·año), punto medio de 10–15	Lal (2005); punto medio: supuesto
$\mathrm{PCS}$	19,28	MJ/kg bs	Phyllis2 #983 (Demirbas, 1997), haya

Biomasa anual.
$250\times10^{6}\ \mathrm{ha} \times 12{,}5\ \mathrm{t/ha} = 3{,}125\times10^{9}\ \mathrm{t}$
Energía (1 t × 1 MJ/kg = 1 GJ).
$3{,}125\times10^{9}\ \mathrm{t} \times 19{,}28\ \mathrm{GJ/t} = 60{,}3\times10^{9}\ \mathrm{GJ}$
10⁹ GJ = 1 EJ.
$E \approx 60\ \mathrm{EJ/a\tilde{n}o}$

Resultado

E \approx 60\ \mathrm{EJ/a\tilde{n}o}\ \text{(PCS, seco)}

Interpretación: Un cuarto de millardo de hectáreas, una superficie del orden de toda la tierra cultivada de varios países grandes juntos, aportaría ≈60 EJ: aproximadamente la bioenergía actual otra vez. El PCS sobrestima la energía útil (no descuenta la humedad ni la conversión).

Ejemplo resuelto 2

Bioenergía y apropiación de la producción primaria

En 2005 la humanidad se apropiaba de 14,8 GtC/año, el 25 % de la producción primaria neta de la vegetación potencial; con una gran expansión de bioenergía esa fracción podría llegar a 44 % en 2050 (Krausmann et al., 2013). ¿Cuánto carbono adicional por año implicaría, si la PPN potencial no cambiara?

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$H_{2005}$	14,8	GtC/año	Krausmann et al. (2013)
$h_{2005}$	25	%	Krausmann et al. (2013)
$h_{\mathrm{bio}}$	44	%	Krausmann et al. (2013)

PPN de la vegetación potencial.
$\mathrm{PPN}_{\mathrm{pot}} = \frac{14{,}8}{0{,}25} = 59{,}2\ \mathrm{GtC/a\tilde{n}o}$
Apropiación con 44 %.
$0{,}44 \times 59{,}2 = 26{,}0\ \mathrm{GtC/a\tilde{n}o}$
Incremento.
$26{,}0 - 14{,}8 = 11{,}2\ \mathrm{GtC/a\tilde{n}o}$

Resultado

\Delta H \approx 11\ \mathrm{GtC/a\tilde{n}o}

Interpretación: Sería un aumento del orden de las emisiones fósiles anuales, pero de biomasa sustraída a los ecosistemas. Krausmann et al. concluyen que hay que ser cautos al reorientar la economía energética hacia recursos basados en la tierra.

Hipótesis contrastadas

¿Puede la biomasa aportar de forma sostenible una fracción mayoritaria de la energía mundial?

H1 Sí: con rendimientos crecientes y tierras marginales, el potencial supera los 300 EJ.
Evidencia a favor
- Creutzig et al. (2015) reportan que los modelos indican que un despliegue de más de 200 EJ con captura y almacenamiento de carbono (BECCS) podría ayudar a mantener el calentamiento bajo 2 °C, si se cumplen precondiciones de tecnología y gobernanza.
- Krausmann et al. (2013): la eficiencia del uso de la tierra creció mucho en el siglo XX (la población se cuadruplicó y la apropiación solo se duplicó).
Evidencia en contra
- Creutzig et al. (2015) asignan bajo acuerdo a los potenciales mayores de 300 EJ y advierten de efectos negativos sobre ecosistemas, biodiversidad y medios de vida.
- Krausmann et al. (2013): una gran expansión de la bioenergía elevaría la apropiación humana de la PPN de 25 % a 44 %.
- Zhu et al. (2008): la fotosíntesis tiene un techo de eficiencia de 4,6–6 %, que limita los rendimientos por hectárea.
Fuentes: Creutzig et al. (2015); Krausmann et al. (2013); Zhu et al. (2008)
H2 No: el aporte sostenible está en el orden de 100 EJ, una fracción minoritaria (≈15 %) de la oferta actual de energía.
Evidencia a favor
- El potencial de alto acuerdo es de hasta 100 EJ (Creutzig et al., 2015), frente a una oferta mundial de 622 EJ en 2023 (WBA, 2025).
- Una expansión de plantaciones de 250 Mha aportaría del orden de 60 EJ (derivado de Lal, 2005).
Evidencia en contra
- Los potenciales dependen de la dieta y de los rendimientos futuros, que podrían liberar tierra; por eso los rangos son amplios (Slade et al., 2014).
Fuentes: Creutzig et al. (2015); WBA (2025); Lal (2005); Slade et al. (2014)

Certeza media

Conclusión: Sobrevive la segunda hipótesis con certeza media: la biomasa puede crecer, pero con alto acuerdo científico no más allá de ≈100 EJ sostenibles, lo que la deja como un complemento estratégico (calor industrial, energía gestionable, combustibles difíciles de electrificar y remoción de carbono) y no como sustituto mayoritario de los fósiles. La certeza no es alta porque los supuestos de dieta y rendimiento pueden cambiar el resultado.

Figura 2Mapa conceptual de los usos de la tierra que compiten con la bioenergía: alimentos, bosques, biodiversidad y suelos

Ejercicios

Cálculo●○○
¿Qué fracción de la oferta mundial de energía de 2023 (622 EJ) cubrirían 100 EJ de bioenergía sostenible?
Ver la solución
100 ÷ 622 = 16,1 %.
Cálculo●●○
Recalcula la energía de las plantaciones de Lal (2005) con 10 y con 15 Mg/ha y comenta la sensibilidad.
Ver la solución
Con 10 Mg/ha: $2{,}5 \times 10^{8}\ \mathrm{ha} \times 10\ \mathrm{Mg/ha} \times 19{,}28\ \mathrm{GJ/Mg} \approx 48\ \mathrm{EJ}$ . Con 15 Mg/ha: $\approx 72\ \mathrm{EJ}$ . El resultado es proporcional al rendimiento: un 50 % más de rendimiento da un 50 % más de energía, sin más tierra.
Caso●●●
Redacta un párrafo de 120 palabras para un ministerio de energía de un país tropical que defina el papel de la biomasa residual en su transición, con al menos tres cifras de este curso y sus fuentes.
Ver la solución
Debe incluir: el potencial sostenible global de alto acuerdo (≤ 100 EJ, Creutzig et al., 2015); la prioridad de los residuos de proceso sin uso, que dan beneficios climáticos casi inmediatos (Lamers y Junginger, 2013); el riesgo de retirar residuos de campo (30–40 %, Lal, 2005); y un dato nacional (por ejemplo, la cascarilla estimada con la ESPAC y el factor de IRENA). La conclusión correcta es «residuos primero, con trazabilidad», no «biomasa como sustituto total».

Autoevaluación

¿Qué rango de potencial técnico sostenible tiene alto acuerdo según Creutzig et al. (2015)?
1. Hasta 100 EJ
2. 100–300 EJ
3. Más de 300 EJ
4. Más de 1000 EJ
Ver la respuesta
Respuesta: A. Hasta 100 EJ: alto acuerdo; 100–300 EJ: acuerdo medio; más de 300 EJ: bajo acuerdo.
Con una gran expansión de bioenergía, la apropiación humana de la PPN podría llegar en 2050 a…
1. 13 %
2. 25 %
3. 44 %
4. 90 %
Ver la respuesta
Respuesta: C. Krausmann et al. (2013) estiman 44 %, frente a 27–29 % si sigue la tendencia de eficiencia.
¿Por qué varían tanto las estimaciones de potencial de bioenergía?
1. Por errores de cálculo
2. Porque dependen de supuestos de dieta, rendimientos, tierras y sostenibilidad
3. Porque la fotosíntesis cambia cada año
4. Porque nadie las ha medido
Ver la respuesta
Respuesta: B. Los supuestos sobre el uso futuro de la tierra dominan el resultado (Slade et al., 2014).

Referencias

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
Slade, R., Bauen, A., & Gross, R. (2014). Global bioenergy resources. Nature Climate Change, 4(2), 99–105. https://doi.org/10.1038/nclimate2097
Krausmann, F., Erb, K.-H., Gingrich, S., Haberl, H., Bondeau, A., Gaube, V., Lauk, C., Plutzar, C., & Searchinger, T. D. (2013). Global human appropriation of net primary production doubled in the 20th century. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(25), 10324–10329. https://doi.org/10.1073/pnas.1211349110
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
Zhu, X.-G., Long, S. P., & Ort, D. R. (2008). What is the maximum efficiency with which photosynthesis can convert solar energy into biomass? Current Opinion in Biotechnology, 19(2), 153–159. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2008.02.004
World Bioenergy Association. (2025). Global bioenergy statistics report 2025: Summary (12.ª ed.). WBA. https://www.worldbioenergy.org/uploads/251118%20GBSR%20Summary.pdf
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

Slade, Bauen y Gross (2014), Nature Climate Change. — Explica por qué las estimaciones de recursos de bioenergía difieren tanto y qué supuestos las mueven. Imprescindible antes de citar cualquier «potencial».
Creutzig et al. (2015), GCB Bioenergy. — La síntesis de referencia del debate; su clasificación por nivel de acuerdo es la forma correcta de citar potenciales.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). ¿Cuánta biomasa puede aportar el mundo? Potencial sostenible y límites biofísicos (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/potencial-global-y-limites/

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