Orientación a la producción y consumo sostenible, análisis de ciclo de vida (ACV) y modelos de decisión multicriterio (MDMC) para evaluación de sistemas fotovoltaicos

Abstract

[SPA] Estamos frente a una realidad energética que debe ser afrontada; existe una relación directamente proporcional entre la demanda energética y los impactos negativos en el medio ambiente. A día de hoy, la energía que se produce y se consume no es sostenible, pues más del 50% procede de recursos fósiles. A pesar de que las fuentes de energía renovable tienen asociada la etiqueta de sostenibilidad, la sostenibilidad es un concepto multidimensional que necesita integrar al menos tres dimensiones: ambiental, económica y social. Si un sistema energético va a ser evaluado como un contribuyente clave para el desarrollo sostenible, la metodología utilizada para la evaluación debe abordar muchos parámetros e indicadores. Por lo tanto, es un desafío elegir la mejor metodología para llevar a cabo esta tarea. El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) ha sido empleado tradicionalmente para evaluar la sostenibilidad los sistemas energéticos renovables. Sin embargo, se ha comprobado que esta metodología solo es capaz de proporcionar una evaluación ambiental y no puede proporcionar una evaluación multidimensional de la sostenibilidad. Se necesitan, por lo tanto, metodologías capaces de evaluar y seleccionar aquellos sistemas energéticos renovables altamente sostenibles, con una evaluación positiva ambiental, equitativos económicamente, y justos en los aspectos sociales. Ante esta problemática, algunos investigadores han apuntado al enriquecimiento del ACV con otras herramientas, con el fin obtener una evaluación multidimensional de los sistemas energéticos y lograr una evaluación sostenible. Los Modelos de Decisión Multicriterio (MDMC), son técnicas capaces de seleccionar la mejor de un conjunto de alternativas disponibles, considerando al mismo tiempo aspectos multidimensionales (económicos, sociales, ambientales, técnicos, políticos, etc.). En este contexto, la presente tesis doctoral presenta un marco metodológico, integrado por el ACV y los MDMC, con el fin de evaluar la sostenibilidad de los sistemas energéticos renovables. Se pretende proponer un marco de trabajo, cuya base metodológica principal son los principios del marco ISO del ACV, reforzados por las técnicas multicriterio del Proceso Analítico Jerárquico (AHP) y el Método de Referencia Ideal (RIM) función; todo ello mediante el lenguaje de programación Python. Como caso particular, se presenta la aplicación de este marco metodológico a un caso de estudio, cuyo objetivo es la evaluación sostenible de sistemas fotovoltaicos, instalados en Campus Universitarios de la Universidad Autónoma de Guerrero, en México. [ENG] We are facing an energy reality that must be confronted; energy demand and negative impacts on the environment are directly proportional. The energy that is produced and consumed at present is not sustainable, being more than 50% produced from fossil resources. Despite renewable energy sources are per se associated with the sustainability label, sustainability is a multidimensional concept that needs to integrate at least three dimensions: environmental, economic and social. If an energy system is to be assessed as a key contributor to sustainable development, the methodology used for the assessment must address many parameters and indicators. Therefore, it is a challenge to choose the best methodology to carry out this task. Life Cycle Assessment (LCA) methods have been traditionally used to assess the sustainability of renewable energy systems. However, it has been proven that this methodology is capable of providing an environmental evaluation but is not capable of providing a multidimensional evaluation of sustainability. Appropriate research methodologies are therefore needed for evaluating and selecting highly sustainable renewable energy systems, with a positive environmental evaluation, economically equitable and fair in social aspects. Faced with this problem, some researchers have taken on the task of enriching LCA with other tools, in order to obtain a multidimensional evaluation of energy systems. Multicriteria Decision Models (MCDM) are techniques capable of selecting the best from a set of available alternatives, while considering multidimensional aspects (economic, social, environmental, technical, political, etc.). In this context, this PhD thesis presents a methodological framework, integrated by LCA and MDMC, with the purpose to assess the sustainability of renewable energy systems. A valid framework, whose main methodological basis are the principles of the ISO LCA framework, reinforced by the multicriteria techniques of the Analytical Hierarchy Process (AHP) and the Ideal Function Reference Method (RIM), managed in the Python programming language. The application of this methodological framework to a case study is presented, which objective is the sustainable evaluation of photovoltaic systems, installed in University Campuses at the Autonomous University of Guerrero, in Mexico.