Fuente: Chris Smaje - 2023
Recientemente ha surgido un movimiento para sustituir, en la medida de lo posible, los alimentos producidos en granjas por alimentos "sin granja" producidos mediante la reproducción microbiana en biorreactores industriales (a menudo denominada
fermentación de precisión").
Los defensores de este enfoque han sugerido que es una opción más eficiente y preferible a la producción de alimentos en granjas. En esta nota explico brevemente por qué creo que estas afirmaciones no están bien fundadas. Sobre todo me centro más en los procesos por los que la energía se convierte en alimentos que en un análisis más amplio de los efectos nutricionales, económicos y sociales de la producción de alimentos. Un análisis más amplio de las implicaciones nutricionales, sociales y económicas de las respectivas tecnologías, aunque también son importantes. de las respectivas tecnologías, aunque éstas también son importantes, quizá más en última instancia. He escrito más sobre estas cuestiones en mi libro Saying NO to a Farm-Free Future. (Nota de Climaterra: para profundizar en algunas de estas cuestiones puede ver el siguiente artículo: Lo que debemos preguntarnos sobre los alimentos sintéticos - aquí)
Alimentos de granja y sin granja: ¿en qué consisten?
La mayor parte de la atención se ha centrado en las alternativas microbianas a los alimentos ricos en proteínas, como por ejemplo en un artículo reciente "Photovoltaic-driven microbial protein production can use land and sunlight more efficiently than conventional crops". (Proteína microbiana producida con energía fotovoltaica puede reducir el uso de la tierra y la luz solar más eficientemente que los cultivos tradicionales)
Entre otras cosas, este artículo compara la producción de proteínas comestibles por vía microbiana con la alternativa agrícola de cultivar soja, que es la forma más productiva de suministrar proteínas por vía agrícola.
Un breve resumen de los dos procesos:
(a) Soja. En el ciclo agrícola conocido para cultivos anuales en climas templados, el agricultor prepara un campo limpio en primavera mediante el arado y otras operaciones y siembra las semillas de soja. Las plantas crecen mediante fotosíntesis, en la que fijan el carbono del aire en el tejido vegetal utilizando energía del sol. Las semillas de soja, ricas en proteínas, se cosechan en otoño, se procesan y se utilizan para alimentar a los seres humanos y/o al ganado.
(b) Proteína microbiana. La energía eléctrica se utiliza para dividir el agua en sus componentes hidrógeno y oxígeno, y éstos se suministran junto con otros insumos a las bacterias oxidantes del hidrógeno contenidas en un biorreactor de acero. Las bacterias se multiplican y producen una biomasa rica en proteínas que, una vez procesada, puede utilizarse para alimentar al hombre o al ganado. puede utilizarse para alimentar al hombre o al ganado.
¿Por qué optar por la vía microbiana en lugar de los métodos de cultivo ya probados? El principal argumento es que es más eficaz y, por tanto, tiene un menor impacto ambiental. Lo analizaré con más detalle en la siguiente sección. Hay que tener en cuenta que la electricidad para la ruta de la proteína microbiana puede proceder de cualquier fuente, pero sólo las fuentes con bajo contenido en carbono son compatibles con la afirmación de bajo impacto medioambiental. Los paneles fotovoltaicos fotovoltaicos suelen ser la mejor opción para obtener electricidad baja en carbono, por lo que al comparar la proteína microbiana de origen fotovoltaico con la soja de granja estamos básicamente ante la opción más productiva respectivamente para la proteína sin granja y la proteína de granja.
¿De granja o sin granja? Eficiencia frente a coste
La afirmación sobre el menor impacto medioambiental de la proteína microbiana de granja es en gran medida una afirmación sobre la eficiencia en el uso de la tierra: se puede producir más proteína comestible por hectárea de tierra dedicada a la producción sin granja que a la producción en granja, por lo que se puede liberar más tierra para otros usos como el beneficio de la vida silvestre o el secuestro de carbono. Una de las afirmaciones es que el sistema sin granjas es unas 14 veces más eficiente en el uso de la tierra que el sistema con granjas.3 La cifra exacta es cuestionable, como ya he argumentado en otro lugar ( Smaje, Saying NO, pp.36-7) pero el aumento de la eficiencia de la tierra que se atribuye al sistema sin granjas es, a primera vista, más difícil de rebatir.
Parece haber dos componentes en este argumento de la eficiencia:
la captura de energía y
la eficiencia del proceso.
Me detendré brevemente en cada uno de ellos.
(a) Captación de energía
El argumento es que una huerta solar con paneles fotovoltaicos que funcione todo el año en una hectárea de un lugar determinado capta más energía solar incidente que un cultivo anual de soja que ocupe menos superficie de la hectárea (espacio para el crecimiento) durante menos tiempo al año (siembra/cosecha de primavera/otoño).
Esto es cierto, aunque las afirmaciones de que los paneles fotovoltaicos captan casi veinte veces más energía que las plantas de cultivo sean cuestionables. En primer lugar, la energía solar no capturada por el cultivo de soja puede ser capturada por otro cultivo (por ejemplo, un cultivo de cobertura de invierno) con otros usos, o por plantas silvestres. En este sentido, la reivindicación de la captura de energía es un argumento de ahorro de tierras que está implícitamente comprometido con la idea de que el monocultivo de los alimentos deseados en una superficie lo más pequeña posible es, a priori, preferible. No profundizaré aquí en esta cuestión (5 ver el libro, Smaje, Saying NO, pp.57-82). Además no todos piensan que este tipo de solución, de dejar libre tierra, son siempre preferibles, o siempre cumplen sus objetivos en la práctica.
En segundo lugar, la eficiencia relativa de un proceso no basta para determinar si merece la pena elegirlo en lugar de otro. Por ejemplo, los motores eléctricos suelen ser eficientes en torno al 90% (el 90% de la energía eléctrica se transforma en energía cinética), mientras que el cuerpo humano sólo es eficiente en un 25% para transformar la energía química de los alimentos en energía cinética o mecánica. Pero sería absurdo deducir de ello que siempre es mejor viajar en Tesla que a pie. En el caso que nos ocupa, construir un huerto solar implica enormes insumos de materiales extraídos, energía de fabricación e instalación, capital humano, producción de residuos y reacondicionamiento. Mientras que cultivar soja puede implicar poco más que usar un palo. Incluso el cultivo moderno de soja, mecanizado y de alta tecnología, no implica un gran consumo de energía (alrededor de 1 kWh por kg de proteína) (Smaje, Saying NO, p.38.)
¿Por qué quemamos carbón y árboles para hacer paneles solares? - aquí
Los costes ocultos de la energía solar fotovoltaica - aquí
Así que la cuestión clave no es realmente la eficiencia del proceso, sino su coste. Este coste puede medirse de varias maneras (costes monetarios, costes energéticos del ciclo de vida de la proteína cultivada frente a la no cultivada, costes para la fauna o las personas en términos de oportunidades para la salud, etc.). La bibliografía sobre la producción de proteínas sin granjas apenas aborda estos costes, por lo que resulta difícil determinar si es preferible (¿y preferible para quién o para qué?) a las proteínas de granja.
(b) Eficiencia del proceso
La otra cuestión de eficiencia se refiere a la eficiencia de pasar de la energía solar de entrada a la proteína de salida.
En este aspecto, es conceptualmente difícil comparar los dos métodos (de granja frente al microbiano sin granja). En la ruta microbiana sin granja, es necesario utilizar la energía eléctrica generada para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno y luego utilizarlos como insumos para la producción microbiana de proteínas. Existe un límite termodinámico estricto en cuanto a la cantidad de energía necesaria para producir una determinada cantidad de proteína de esta forma, que se sitúa en torno a los 18-19 kWh por kg de proteína, dependiendo de la vía de fijación de carbono que se utilice.
Se trata de un límite duro en el sentido de que no hay forma de que las mejoras técnicas puedan reducirlo: siempre se necesitarán al menos 18-19 kWh de energía eléctrica para producir 1 kg de proteína microbiana (y posteriormente se necesitará energía adicional para secarla y procesarla para que sea segura para el consumo humano).
En la bibliografía se citan a veces cifras de alrededor de 17 kWh/kg, por lo que es de suponer que son erróneas.
Las estimaciones más realistas del coste energético de las técnicas de conversión de energía en proteínas en el mundo real se sitúan en torno a los 65 kWh/kg, excluyendo los costes energéticos de construcción y mantenimiento de toda la infraestructura industrial asociada.
En el caso de la soja cultivada, la luz solar que incide en un campo no tiene ningún coste energético, tanto si cultivamos soja como si hacemos cualquier otra cosa en él. Hay un coste energético en el cultivo de la soja en términos de preparación del terreno y otras actividades e insumos implicados, que -como he mencionado anteriormente- se ha estimado en alrededor de 1 kWh/kg de proteína. Por lo tanto, en términos de costes energéticos de los dos procesos, la proteína libre de granja parece ser unas 65 veces más costosa que la cultivada, excluyendo los costes energéticos de las infraestructuras.
En efecto, sopesar la producción en granja frente a la producción sin granja es un compromiso entre dos costes diferentes: en el primer caso, un ahorro potencial en el coste de los insumos energéticos y, en el segundo, un ahorro potencial en el coste del uso de la tierra.
Conclusión
Sigue habiendo muchas incertidumbres sobre los costes energéticos y la viabilidad de la ruta de la proteína microbiana; yo diría que más de las que suelen admitir los defensores de la proteína sin granja, que insisten en que es manifiestamente preferible a los métodos de granja. En la actualidad, los enfoques basados en la proteína microbiana fotovoltaica son objeto de una gran exaltación por parte de los analistas, que proclaman mejoras de "órdenes de magnitud" con respecto a la proteína de granja.
Me propongo escribir en su momento una valoración crítica más detallada de estas afirmaciones, que no creo que en general resistan el escrutinio. Por ahora, me limitaré a reiterar que es importante tener en cuenta los costes y no sólo la eficiencia o el rendimiento a la hora de sopesar la conveniencia de utilizar proteínas de granja o no.
Aparte de consideraciones sociales y nutricionales más amplias, la cuestión depende probablemente de si se piensa que las fuentes de electricidad con bajas emisiones de carbono serán abundantes o escasas en el futuro, y si cree que que hay formas de agricultura y de uso humano de la tierra (no necesariamente monocultivos de proteínas) que pueden ser compatibles con la supervivencia de la fauna en el futuro.
Estoy firmemente a favor de la escasez de energía y del uso compartido de la tierra, pero por supuesto estoy abierto a opiniones contrarias bien fundadas. No obstante, quiero subrayar que si se espera que la vía sin granjas alimente a una gran parte de la población humana, supondrá añadir una gran demanda adicional de energía baja en carbono al consumo energético existente. Para fabricar suficiente proteína microbiana para satisfacer las necesidades mundiales de proteínas al nivel (irrealmente bajo) de 65,3 kWh de energía eléctrica por kg de proteína se necesitarían más de nueve veces el consumo mundial de electricidad solar en 2021 y más de catorce veces su consumo de energía nuclear (corrigiendo la eficiencia de generación nuclear al 33%).
Desde 1990, el consumo mundial de energía fósil ha aumentado respecto al año anterior en todos los años 2009 (crisis financiera) y 2020 (pandemia de Covid), y actualmente representa el 82% del consumo consumo mundial de energía. Para preservar un clima habitable, necesitamos reducir el consumo de combustibles fósiles casi a cero en las próximas décadas. Actualmente, no estamos consiguiendo descarbonizar ni siquiera la actual economía energética mundial. Esperar descarbonizarla al tiempo que añadimos una nueva demanda masiva de energía baja en carbono en forma de alimentos manufacturados que pueden cultivarse fácilmente con energía solar gratuita no parece muy inteligente.
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