Metodología para la determinación del desempeño ambiental neto de la generación hidroeléctrica
- Autores: Andrei Briones Hidrovo
- Directores de la Tesis: Francisco Javier Uche Marcuello (dir. tes.), Amaya Martinez Gracia (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Angel García Vera (presid.), José Albiac Murillo (secret.), Óscar Carpintero Redondo (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Energías Renovables y Eficiencia Energética por la Universidad de Zaragoza
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Zaguán
- Resumen
El desarrollo social y económico humano ha alcanzado tales niveles que la energía se ha convertido en un elemento indispensable del vivir diario. Desde la Revolución Industrial, la demanda y consumo energético de las sociedades en el mundo no ha dejado de aumentar, sobre todo de fuentes no renovables de energía. Dada la dependencia en recursos finitos, su contaminación e impacto en el clima global, el mundo mira hacia las energías renovables como alternativa, en la búsqueda de la sostenibilidad, a la par de que se procura mitigar el cambio climático y estabilizar el clima a futuro. En este marco, las energías renovables juegan un rol de vital importancia, siendo que sus tecnologías de aprovechamiento son vistas como parte importante de la solución. Entre esas fuentes, la energía proveniente del agua resalta, debido a sus grandes potenciales en el mundo, su madurez tecnológica y su alta eficiencia. Gracias a su temprano desarrollo tecnológico, la energía hidráulica ha liderado desde siempre las energías renovables.
Aunque aprovechan recursos conceptualizados como ilimitados e inagotables, todas las tecnologías de aprovechamiento de fuentes renovables de energía están limitadas y condicionadas ya sea por la disponibilidad, eficacia y eficiencia en el aprovechamiento del recurso como por los impactos de diferentes índoles que éstas generan. En el marco ambiental-ecológico, el estado de arte evidencia y expone importantes avances en el análisis y evaluaciones en centrales hidroeléctricas. Sin embargo, el estado de arte también evidencia un vacío de conocimiento, ya que se desconoce cual es el desempeño neto ambiental de la generación hidroeléctrica, a pesar de la existencia de múltiples evaluaciones. En consecuencia, este trabajo tiene como objetivo principal proponer una metodología para la determinación del desempeño ambiental neto de la generación hidroeléctrica. Para ello, se consideraron como casos de estudios dos centrales hidroeléctricas, una de regulación con interposición (embalse), de 42 MW, y otra de agua fluyente con desviación, de 21 MW, localizadas en Ecuador.
Con la finalidad de establecer la metodología, se consideraron dos evaluaciones: al análisis del ciclo de vida y la evaluación ecológica, ésta última a partir de los servicios de los ecosistemas. Con primer punto, se llevó a cabo el análisis del ciclo de vida en base a la norma ISO 14040. Ante el problema del cambio climático, se profundizó en las emisiones de gases de efecto invernadero a través de un balance, a fin de conocer las emisiones netas de cada central hidroeléctrica. En particular, existen suficientes evidencias que confirman que los embalses hidroeléctricos son emisores principalmente de dióxido de carbono y sobre todo, de metano. En este marco, se determinó un procedimiento para estimar y proyectar las emisiones de dióxido de carbono y metano del embalse, a lo largo de la vida útil de la central hidroeléctrica en cuestión, lo que contribuyó en la realización del balance de emisiones. Por otra parte, dado el uso y consumo de recurso hídrico, dentro de este apartado también se analizó la huella hídrica de las centrales hidroeléctricas así como también el nexo agua-carbono. Como segundo punto, en el Capítulo IV de este trabajo se realizó la evaluación ecológica a partir de los servicios ecosistémicos, para lo cual se realizó una extensa revisión bibliográfica. En este contexto, se propuso un balance ecosistémico por medio de la valoración económica de los servicios ecosistémicos. Esta valoración se realizó aplicando los métodos correspondientes. De esta forma, la valoración en conjunto con el balance ecosistémico permitió valorar el desempeño de la energía hidráulica desde un enfoque diferente al análisis del ciclo de vida. Dadas las particularidades de la central hidroeléctrica con embalse, su diseño fue modificado con la finalidad de comparar con el caso original y tener una mayor compresión de la relación hidroenergía-ecosistemas. A ello se suma un análisis y determinación del coste ecológico de generación de dicha fuente de energía, basado en los resultados del balance ecosistémico señalado.
Como parte central y objetivo de este trabajo, se llevó a cabo la integración y balance del análisis del ciclo de vida y la evaluación ecológica a fin de conocer es desempeño ambiental neto de la generación hidroeléctrica en un único resultado. Para ello, primero se hizo una revisión bibliográfica general sobre la integración de evaluaciones. A partir de esto, se establecieron dos posibles alternativas con sus respectivos procedimientos para la integración. Tras analizar factores y elementos inherentes a la integración tales como la doble contabilidad, las unidades, la biodiversidad, alcance de las evaluaciones, etc., se escogió y aplicó el procedimiento que mejor se ajustaba a la integración, dando lugar a un resultado único expresado en unidades monetarias. Por último, en el Capítulo VI se realizó un análisis y valoración de sostenibilidad de ambos casos hidroeléctricos en función de los múltiples indicadores obtenidos a partir de la aplicación de las evaluaciones y de la integración, los cuales se correlacionaron con los beneficios teóricos socioeconómicos determinados para cada proyecto. Como parte final de este capítulo, se expusieron lineamientos para las nuevas y futuras políticas hidroenergéticas, basadas en los resultados obtenidos. En síntesis, se concluye que la metodología propuesta permite abarcar todos los aspectos necesarios para determinar el desempeño neto ambiental hidroeléctrico. En este marco, el aprovechamiento de la energía hidráulica, a través de centrales hidroeléctricas, genera impactos importantes negativos ambientales-ecológicos, que en términos económicos, supera significativamente el coste de generación. De acuerdo a los resultados, la central hidroeléctrica de agua fluyente con desviación tiene un desempeño ambiental neto de -0,08 $/kWh mientras que la central de regulación con interposición (embalse) -0,96 $/kWh, indicando claramente que la primera es más sostenible. En particular, la central con embalse no es efectiva en la mitigación contra el cambio climático, ya que a partir de transformación del ecosistema terrestre, elimina área de capacidad de absorción de carbono, creando a su vez una nueva fuente para la emisión de gases de efecto invernadero. A ello se agrega que este esquema hidroeléctrico genera grandes pérdidas ecosistémicas con efectos importantes sobre la biodiversidad. Por lo tanto, de manera general no debe asumirse que las tecnologías de aprovechamiento de fuentes renovables de energía son sostenibles per se. A pesar de un mejor desempeño, la implementación de futuras centrales de agua fluyente con desviación deberá ser evaluada en base a múltiples indicadores biofísicos, en el marco de la sostenibilidad fuerte, con la finalidad de aprovechar esta fuente renovable de energía de manera más equilibrada. Finalmente, es necesario que las políticas hidroenergéticas estén orientadas hacia una ecología política, para así conservar y recuperar el patrimonio natural.
