(A) Superposición espacial de la cosecha de maíz y las refinerías de etanol en 2022 (28, 29). (B) Representación visual del área de tierra requerida para el contenido de energía equivalente del etanol de maíz de la energía solar a escala de servicios públicos (Apéndice SI, Métodos suplementarios). (C) Área total de la cosecha de grano de maíz de 1980 a 2022 (29) y (d) rendimiento de grano de maíz (BU/HA) de los 10 estados productores de maíz de 1980 a 2022 (29); La línea negra representa el rendimiento promedio (BU/HA) con el tiempo. Tenga en cuenta que el uso de la tierra de maíz-etanol (b) representa del 30 al 40% del uso total de la tierra del maíz (a) en los Estados Unidos contiguos. Crédito: Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). Doi: 10.1073/pnas.2501605122
En los EE. UU., Actualmente se utilizan 12 millones de hectáreas de tierra, un área del tamaño del estado de Nueva York, para cultivar maíz para el etanol. Pero convertir estratégicamente una pequeña porción de eso en instalaciones solares podría aumentar enormemente la producción de energía por hectárea, así como proporcionar beneficios ecológicos y resistencia financiera para los agricultores.
En un artículo publicado el 21 de abril en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, los investigadores descubrieron que poner en el 3.2% de las tierras utilizadas actualmente para cultivos de maíz-etanol aumentaría la producción de energía solar a escala de servicios públicos del 3.9% al 13%. Agregar instalaciones solares con características que aumentan la biodiversidad, como las plantas perennes, podría proporcionar mayores beneficios, incluida la filtración de escorrentía y hábitats para polinizadores y vida silvestre.
“Al imaginar el desarrollo energético como parte de los ecosistemas, podemos comenzar a reconocer las compensaciones socioecológicas que pueden informar el cambio sostenible del uso de la tierra”, dijo el autor principal Steven Grodsky, profesor asistente de recursos naturales y medio ambiente, y líder de la unidad asistente de la encuesta geológica de los Estados Unidos en Nueva York y la investigación de la vida silvestre de la vida silvestre, ubicada en la universidad de la agricultura y las ciencias de la vida de la vida.
“Demostramos que incluso las inyecciones pequeñas de energía solar ecológicamente informada y altamente eficiente en vastos paisajes de tierras de cultivo, en gran parte utilizadas para producir combustible de etanol, pueden conducir a grandes beneficios potenciales para las personas y el planeta”, dijo Grodsky.
Los autores, incluidos los investigadores postdoctorales Matthew Sturchio y Adam Gallaher, compararon primero la cantidad de energía, en unidades térmicas equivalentes, producidas por cultivos de maíz-etanol versus matrices solares por hectárea. Descubrieron que la energía generada por una hectárea de energía solar a escala de servicios públicos requeriría 31 hectáreas de cultivos de maíz-etanol. En otras palabras, la energía solar puede generar la misma cantidad de energía que el maíz-etanol en solo el 3.2% de la tierra utilizada.
Además de requerir más tierra, el cultivo de maíz para el etanol, que se usa principalmente como un aditivo para la gasolina, ha llevado a cultivos homogeneizados, principalmente en el medio oeste de los Estados Unidos, que requieren grandes cantidades de agua, fertilizantes y pesticidas; Además, los ahorros en las emisiones son una cuestión de debate, y algunos estudios que encuentran el maíz-etanol más intensivo en carbono que la gasolina. Y a medida que más consumidores hacen la transición a vehículos eléctricos, la necesidad de etanol está disminuyendo, dijeron los autores, mientras que se espera que la demanda en la red eléctrica crezca hasta un 75% para 2050.
“Solar tiene un montón de diferentes usos finales”, dijo Sturchio, primer autor del estudio. “La energía que va a la red podría ir a una casa, su automóvil, su teléfono, su computadora, cualquier cosa que esté electrificada”.
Los autores citaron investigaciones previas que muestran que plantar perennes en torno a matrices solares puede proporcionar beneficios ecológicos y agrícolas, filtración y hábitats aumentados para polinizadores y vida silvestre, lo que podría ser particularmente beneficioso cuando se incorporan en las grandes tierras de cultivo de corn-etanol homogeneizadas en el Medio Oeste.
Utilizando el análisis espacial, los investigadores identificaron sitios en el Medio Oeste a dos millas de infraestructura de transmisión, donde la energía solar podría de manera realista, y a corto plazo, reemplazar el 3.2 % de la tierra utilizada para cultivar corn-etanol.
“Lo común que escuchamos es que son $ 1 millón por milla para construir infraestructura de transmisión, por lo que una vez que sale de un amortiguador de cinco millas, no va a suceder”, dijo Sturchio. “La forma de hacer estos proyectos es ponerlos donde ya hay infraestructura de transmisión”.
Los autores encontraron sitios dentro del tampón de dos millas que también podrían beneficiarse enormemente de la diversificación de la tierra, donde plantar perennes podría mejorar la calidad del agua y proporcionar hábitats de polinizadores y de vida silvestre.
“En el Medio Oeste, puede ver desde el espacio que estos monocultivos de tierras de cultivo anuales ocupan la mayoría del paisaje”, dijo Sturchio. “Faltan áreas naturales, y colocar solar en estas tierras de cultivo homogeneizadas ofrece una vía económicamente viable para la restauración a gran escala que aumenta la diversidad del paisaje”.
Para los agricultores, la conversión de incluso una pequeña porción de su cultivo de maíz-etanol a solar podría aumentar los ingresos en la tierra, una estimada tres o cuatro veces lo que podrían hacer con el maíz para el etanol, lo que podría proporcionar resiliencia en años en que los cultivos tienen un rendimiento inferior.
“Podría ser una forma para que los agricultores diversifiquen sus usos de la tierra y permanezcan en sus tierras cuando los cultivos no son tan exitosos”, dijo Sturchio. “Creo que hay una gran oportunidad”.
La transición de la tierra utilizada para cultivar maíz para el etanol a las energías renovables podría generar rendimientos de energía aún mayores, dijeron los investigadores. Las instalaciones de energía eólica de ubicación conjunta con las matrices solares en los sitios que los autores identificaron podrían mejorar la consistencia y la confiabilidad de la red al tiempo que se agrega el 23% a los objetivos de descarbonización 2050 de EE. UU. Si el 46% de la tierra utilizada para la producción de maíz-etanol se transformara a la energía solar, dijeron, podría generar suficiente energía para cumplir completamente esos objetivos.
La siguiente fase de la investigación necesaria, dijo Sturchio, es en el terreno, para comprometerse con las comunidades rurales.
“En esas áreas que identificamos, queremos dar a las partes interesadas el poder de tomar decisiones informadas”, dijo Sturchio. “Las transiciones energéticas no ocurren en el vacío, por lo que será importante evaluar cómo estos cambios en el uso de la tierra impactan a las personas y las comunidades”.
Más información: Matthew A. Sturchio et al, la energía solar ecológicamente informada permite una transición de energía sostenible en las tierras de cultivo de EE. UU., Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). Doi: 10.1073/pnas.2501605122
Proporcionado por la Universidad de Cornell
Cita: Comercio de algunas tierras de maíz-etanol por energía solar puede triplicar la producción de energía solar estadounidense (2025, 22 de abril) recuperado el 22 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-corn-etanol-solar-triple-energy.html
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