Análisis de la sostenibilidad del ciclo de vida de la electricidad a partir del aceite de jatropha, caso de estudio en Ecuador

Muñoz Mayorga, Marilyn Alexandra (2017). Análisis de la sostenibilidad del ciclo de vida de la electricidad a partir del aceite de jatropha, caso de estudio en Ecuador. Tesis (Doctoral), E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.49229.

Descripción

Título: Análisis de la sostenibilidad del ciclo de vida de la electricidad a partir del aceite de jatropha, caso de estudio en Ecuador
Autor/es:
  • Muñoz Mayorga, Marilyn Alexandra
Director/es:
  • Iglesias Martínez, Eva
  • Herrera Orozco, Israel
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2017
Materias:
Escuela: E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM)
Departamento: Economía Agraria, Estadística y Gestión de Empresas
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Las instituciones internacionales comprometidas con la conservación del medio ambiente y el desarrollo humano responsable, impulsan las energías renovables, especialmente los biocombustibles como una estrategia oportuna para hacer frente a los efectos del cambio climático. Sin embargo, la contribución de la producción de biocombustibles al desarrollo sostenible ha sido a veces cuestionada. En 2007, el Gobierno de Ecuador ha puesto en marcha el programa Energías Renovables para Galápagos (ERGAL) en el marco de la iniciativa “Cero combustibles fósiles para Galápagos”. La estrategia ERGAL promueve la producción de biocombustibles a través del proyecto piloto “Jatropha para Galápagos” (JPG) que tiene como objetivo reemplazar progresivamente el diésel por Aceite de Jatropha (AJ) para la generación de electricidad en las Islas Galápagos. El alcance de este objetivo está vinculado a mitigar los efectos del cambio climático, contribuir al desarrollo rural, y evitar el conflicto con la seguridad alimentaria. A este respecto, cabe señalar que la producción de jatropha proviene del sistema de cercas vivas, que son cosechadas por pequeños proveedores de la zona rural de la provincia de Manabí. Por lo tanto, existe una relación simbiótica entre las zonas rurales de Manabí y Galápagos, que tienen intereses y vulnerabilidades diferentes. En este contexto, este trabajo de tesis tiene como objetivo el análisis de la sostenibilidad del proyecto JPG. Para ello, se aplican diferentes metodologías complementarias con el fin de identificar y analizar los impactos ambientales y sociales que se generan a través de las fases de ciclo de vida. Además, se analiza la decisión de los proveedores de jatropha de participar en el proyecto JPG debido a su relevancia social desde el punto de vista de la sostenibilidad de la producción de bioelectricidad y continuidad del proyecto. Respecto al impacto ambiental, se realizó el análisis del ciclo de vida de la electricidad producida a través de un sistema mezcla (SM) que consiste en 20% aceite de jatropha y 80% diésel. Este sistema se comparó con un sistema de referencia (SR) definido como 100% diésel y un sistema de jatropha (SJ) definido como 100% aceite de jatropha. Los resultados muestran que el SM tiene un perfil ambiental ligeramente mejor que el SR, pero peor que el SJ. En el SM, las principales cargas ambientales resultan de la combustión de diésel en las fases de generación de electricidad y transporte de materia prima de jatropha. Una ventaja del SM es el bajo impacto ambiental derivado de la producción de frutos de jatropha dado que no se usan fertilizantes. Sin embargo, esta estrategia de producción depende en gran medida de los rendimientos actualmente limitados de los arbustos de jatropha. Por lo tanto, para mejorar la sostenibilidad ambiental de SM, la mejora de la logística del transporte de frutas de jatropha como la mejora del rendimiento de las cercas vivas son factores claves. El bajo impacto ambiental del SJ se debe al no uso de diésel para la generación de electricidad. Sin embargo, el combustible usado para transportar grandes volúmenes de materia prima y transporte de producto refinado, junto con el uso de la sustancia purificante en refinería son los principales contribuidores a las cargas totales en el SJ. En segundo lugar, este trabajo propone y desarrolla un marco metodológico para analizar los impactos sociales a lo largo del ciclo de vida de la producción de la bioelectricidad a partir del aceite de jatropha en el contexto de Manabí e Islas Galápagos, las dos regiones involucradas. La metodología propuesta complementa el marco tradicional de análisis de ciclo de vida con un "Análisis del Ciclo de Vida Social Multinivel" (ACVS-MN), que permite identificar las vulnerabilidades de los actores y los impactos sociales del proyecto, en relación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Los resultados, revelan que los proveedores de jatropha son los actores más desfavorecidos. Sin embargo, las contribuciones como ingresos adicionales por la venta de jatropha y los incentivos para la producción de jatropha ayudan a mitigar su pobreza extrema. Los empleados agrícolas y de refinería que operan en un contexto de extrema vulnerabilidad al desempleo, se ven favorecidos por un trabajo decente. Respecto a la igualdad de género cabe señalar que si bien la participación de las mujeres tiene un impacto social positivo, es apenas perceptible. Por esa razón, es aconsejable aumentar su empoderamiento. Si bien la participación de los niños en la cosecha de jatropha es una actividad común asociada a la agricultura familiar, podría comprometer su desarrollo escolar debido a la vulnerabilidad a una educación precaria. La población de la Isla Floreana revela vulnerabilidad energética y ambiental, pero su bienestar se mejora a través de ciertos impactos, como un menor riesgo de derrames de diésel, acceso a electricidad menos contaminante y crecimiento económico. Sumado a lo anterior, entender y motivar la participación de los proveedores de jatropha es una prioridad para la sostenibilidad del proyecto JPG. Por esta razón, los factores que influyen en su toma de decisiones para participar en el proyecto han sido identificados y analizados utilizando un modelo logit binomial. Los resultados muestran que los factores que influyen positivamente la probabilidad de participación incluyen, entre otros, la experiencia del proveedor dentro del proyecto, su participación en organizaciones locales y el grado de satisfacción con el precio del aceite de jatropha. Además, la colaboración de los niños de las familias productoras en la cosecha de jatropha aumenta la probabilidad general de participación dentro del proyecto. Del mismo modo, la distancia al centro de recolección influye positivamente en las posibilidades de participación. Por el contrario, aquellos proveedores con salarios más altos y aquellos que declararon que la cosecha de jatropha comienza en abril tienen una probabilidad reducida de participar en el proyecto. Los hallazgos obtenidos de este proyecto pueden ayudar a los tomadores de decisiones a desarrollar nuevas medidas para mejorar la sostenibilidad del proyecto a través de iniciativas para motivar la participación de los proveedores de jatropha en el proyecto. Los resultados de este trabajo permiten desarrollar un diagnóstico de la sostenibilidad ambiental y social del proyecto JPG y proveen de información relevante para que los gestores del proyecto y los decisores políticos diseñen e implementen nuevas estrategias de sostenibilidad. Finalmente, si bien es cierto que la producción de electricidad a partir de AJ es una potencial estrategia bioenergética ya que genera impactos positivos ambientales y sociales, también revela puntos críticos que debilitan su sostenibilidad, por lo que estos puntos críticos deben ser atendidos y mejorados con el propósito de incrementar la sostenibilidad a largo plazo del proyecto. ----------ABSTRACT---------- International institutions committed to the conservation of the environment and responsible human development; promote renewable energy, especially biofuels, as a right strategy to deal with the effects of climate change. However, biofuels contribution to sustainable development is sometimes questioned. In 2007, the Government of Ecuador has launched the program Renewable Energies for Galapagos (ERGAL) within the framework of the initiative "Zero fossil fuels for Galapagos". The ERGAL strategy promotes the production of biofuels through the pilot project "Jatropha for Galapagos" (JFG) which aims to progressively replace diesel by Jatropha Oil (JO) for the generation of electricity in the Galapagos Islands. This objective is linked to mitigate the effects of climate change, contributing to rural development, and avoiding conflict with food security. Additionally, the production of jatropha comes from live fences system, which is harvested by small suppliers in the rural area of the province of Manabí. Therefore, there is a symbiotic relationship between the rural areas of Manabí and Galápagos, which have different interests and vulnerabilities. In this context, this research has the objective of analyzing the sustainability of the JPG project. For this purpose, different complementary methodologies are applied in order to identify and analyze the environmental and social impacts that are generated within the life cycle phases. In addition, the decision of the jatropha suppliers to participate in the JPG project is analyzed due to its social relevance from the sustainability point of view of the bioelectricity production and continuity of the project. Regarding the environmental impact, a Life Cycle Analysis of the electricity produced was conducted through a blend system (BS) with 20% JO production and 80% diesel. This system was compared with a reference system (RS) consisting of 100% of diesel, and also a jatropha system (JS) made up of 100% of jatropha oil. The main results show that the BS had slightly better environmental performance than RS, but worse than JS. Under the BS, the main environmental loads resulted from diesel combustion in the electricity generation and the transportation of the raw material. An advantage of the BS is the low impact resulting from jatropha production, given that fertilizers are not used. However, this production strategy is highly dependent upon the presently limited yields from jatropha bushes. Therefore, to increase the environmental sustainability of BS, the logistics of transporting the fruits and improving their yields are key issues that should be considered. The low environmental impact of JS is due to avoided diesel used in the electricity production. However, fuel use for transportation of the high volumes of raw material and the refined product, coupled with the use of the purification substances as part of the refining, are major contributors to environmental loads of JS. Secondly, this work proposes and develops a methodological framework in order to analyze the social impacts throughout the life cycle of the production of bioelectricity from jatropha oil in the context of Manabí and Galápagos islands, the two regions involved. The proposed methodology complements the traditional life cycle analysis framework with an "Multi-Level Social Life Cycle Assessment" (ML-SLCA)", which allows to identify the actors’ vulnerabilities and project's social impacts, in achieving the Sustainable Development Goals. The results revels that the jatropha suppliers are the most disadvantaged actors. However, the contributions as additional income by jatropha´s sale and incentives for jatropha production help to them to mitigate its extreme poverty. Agricultural and refinery employees who operate in a context of extreme vulnerability to unemployment are favored through a decent work. Even though women participation has a positive social impact, it is scarcely perceptible. For that reason, it is advisable to increase their empowerment. While children's participation in jatropha harvest is a common activity associated with family farming, it could compromise their school development due to vulnerability to a precarious education. Floreana Island population revels energetic and environmental vulnerability, but its well-being is improved through certain impacts, as a lower risk of diesel spills, access to less polluting electricity and economic growth. In addition to the mentioned above, understanding and motivating the participation of jatropha suppliers is a priority for the sustainability of JFG. For this reason, the factors influencing their decision-making to participate in the project have been identified and analyzed using a binomial logit model. The results show that factors found to positively influence the likelihood of participation include, amongst others, supplier’s experience within the project, their participation in local organizations, and the degree of satisfaction with the price of jatropha oil. In addition, the collaboration of children from producers’ families in the harvest of jatropha increases the overall likelihood of participation within the project. Similarly, the distance to the collection center positively influences the chances of participation. Conversely, those suppliers with higher wages and those who declared that jatropha harvest starts in April have a reduced likelihood of participating in the project. The findings obtained from this project can help decision-makers develop new measures to improve the sustainability of the project through initiatives to motivate the participation of jatropha suppliers in the project. The results of this work allows to develop a diagnosis of the environmental and social sustainability of the JFG project and provide relevant information so that project managers and policy makers can design and implement new sustainability strategies. Finally, while the production of electricity from AJ is a potential bioenergy strategy since it generates positive environmental and social impacts, it also reveals critical points that weaken its sustainability which must be addressed and improved with the purpose of increasing the long-term sustainability of the project.

Más información

ID de Registro: 49229
Identificador DC: http://oa.upm.es/49229/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:49229
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.49229
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 25 Ene 2018 07:55
Ultima Modificación: 26 Jul 2018 22:30
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