Evaluación de alternativas para promover la transición energética en unidades generadoras a carbón, con abordaje de apoyo multicriterio

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dc.contributor.authorLugo, Jessica Valeria
dc.date.accessioned2025-09-11T17:38:12Z
dc.date.available2025-09-11T17:38:12Z
dc.date.issued2025-09-11
dc.descriptionDissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Mestra em Energia e Sustentabilidade.
dc.description.abstractA sustentabilidade e a transição energética são componentes críticos no contexto energético global atual, onde a necessidade de mitigar o impacto ambiental do setor elétrico tornou-se uma prioridade. Um aspecto chave dessa transição é a redução das emissões de gases de efeito estufa, principalmente o dióxido de carbono. A adoção de tecnologias e fontes energéticas mais limpas reflete o imperativo de avançar rumo à descarbonização e promover um sistema energético mais sustentável. É fundamental substituir progressivamente os combustíveis fósseis tradicionais e transformá-los em um modelo mais sustentável e eficiente. Esta proposta de estudo busca minimizar a dependência do carvão, contribuindo assim para a descarbonização do setor elétrico. O foco recai sobre as unidades geradoras a carvão, atualmente responsáveis por cerca de 40% das emissões globais de dióxido de carbono. O principal objetivo é avaliar alternativas para a reconversão dessas unidades, promovendo a transição energética mediante a integração de fontes mais sustentáveis. A avaliação é realizada com base em critérios definidos em termos ambientais, estruturais, técnicos, tecnológicos, econômicos e sociais. O método Proknow-C foi utilizado para identificar artigos e patentes relevantes sobre alternativas de conversão; o método AHP para avaliar quantitativamente alternativas e o método PROMETHEE para obter uma classificação de preferências para essas alternativas. Nos resultados do primeiro método Proknow-C, foram identificados 26 artigos e 13 patentes que incluem alternativas como; a hibridização do carvão e da energia solar; conversão total para gás natural e hibridização de carvão e gás natural; conversão total em biomassa e hibridização de carvão e biomassa; a conversão para cogeração de eletricidade e hidrogênio e a integração de sistemas com captura de carbono. A avaliação do segundo método AHP permitiu obter os pesos das alternativas utilizando o software Total Decision, através da comparação multicritério aplicada a dois grupos de dados, o primeiro grupo de dados foi coletado da revisão bibliográfica e o segundo grupo foi coletado por meio de pesquisas realizadas com 14 especialistas. Por fim, aplicou-se o método PROMETHEE para combinar os pesos das alternativas e classificá-las, obtendo-se como melhor alternativa a conversão total para gás natural (ϕ=0,0368), seguida da alternativa correspondente à hibridização carvão e gás natural (ϕ=0,0257), e da hibridização carvão e energia solar (ϕ=0,0124), sendo estas alternativas as que se destacam e têm maior impacto nos critérios. Opções como fechamento (ϕ=-0,0578) e captura de carbono (ϕ=-0,0196) foram menos favoráveis. O estudo fornece uma estrutura de tomada de decisão para uma transição energética justa e apresenta contribuições relacionadas aos ODS 7 e 13, destacando a necessidade de políticas que impulsionem a competitividade dessas alternativas. Ele também fornece uma base sólida e uma ferramenta útil para a tomada de decisões estratégicas. Resumen La sustentabilidad y la transición energética son componentes críticos en el contexto energético global actual, donde la necesidad de mitigar el impacto ambiental del sector eléctrico se ha convertido en una prioridad, un aspecto clave de esta transición es la reducción de las emisiones de los gases de efecto invernadero, principalmente el dióxido de carbono. La adopción de tecnologías y fuentes energéticas más limpias reflejan el imperativo de avanzar hacia la descarbonización y de promover un sistema energético más sostenible, es fundamental reemplazar progresivamente los combustibles fósiles tradicionales y transformarlos hacia un modelo más sostenible y eficiente. La propuesta de este estudio busca minimizar la dependencia del carbón, contribuyendo así a la descarbonización del sector eléctrico. Este estudio se enfoca en las unidades generadoras a carbón, que actualmente son responsables de alrededor del 40% de las emisiones globales de dióxido de carbono. El objetivo principal es evaluar alternativas para la reconversión de las unidades generadoras a carbón, promoviendo la transición energética mediante la integración de fuentes de energía más sostenibles. Se lleva a cabo la evaluación en función de criterios definidos en términos ambiental, estructural, técnico, tecnológico, económico y social. Se empleó el método Proknow-C, para identificar artículos y patentes relevantes sobre alternativas de reconversión; el método AHP para evaluar cuantitativamente las alternativas y el método PROMETHEE para obtener un ranking de preferencias de dichas alternativas. En los resultados del primer método Proknow-C, se identificaron 26 artículos y 13 patentes que incluyen alternativas como; la hibridación de carbón y energía solar; la conversión total a gas natural e hibridación de carbón y gas natural; la conversión total a biomasa e hibridación de carbón y biomasa; la conversión hacia la cogeneración de electricidad e hidrógeno y la integración de sistemas con captura de carbono. La evaluación del segundo método AHP permitió obtener los pesos de las alternativas utilizando el software Total Decision, mediante la comparación multicriterio aplicada a dos grupos de datos, el primer grupo de datos fue recolectado de la revisión bibliográfica y el segundo grupo fue recolectado mediante encuestas realizadas a 14 expertos. Finalmente se aplicó el método PROMETHEE para combinar los pesos de las alternativas y clasificarlas obteniendo como mejor alternativa la conversión total a gas natural (ϕ=0,0368), seguida de la alternativa correspondiente a la hibridación de carbón y gas natural (ϕ=0,0257), y la hibridación de carbón y energía solar (ϕ=0,0124), siendo estas alternativas las que destacan e inciden mayormente con los criterios. Opciones como el cierre (ϕ=-0,0578) y la captura de carbono (ϕ =-0,0196) resultaron menos favorables. El estudio aporta un marco decisorio para la transición energética justa y presenta contribuciones relacionadas a los ODS 7 y 13, subrayando la necesidad de políticas que impulsen la competitividad de estas alternativas, además proporciona una base sólida y una herramienta útil para la toma de decisiones estratégicas.
dc.identifier.urihttps://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9336
dc.language.isoes
dc.rightsopenAccess
dc.subjectsustentabilidade
dc.subjecttransição energética
dc.subjectcarvão
dc.subjectconversão
dc.titleEvaluación de alternativas para promover la transición energética en unidades generadoras a carbón, con abordaje de apoyo multicriterio
dcterms.abstractSustainability and energy transition are critical components in the current global energy context, where the need to mitigate the environmental impact of the electricity sector has become a priority. A fundamental aspect of this transition is the reduction of greenhouse gas emissions, primarily carbon dioxide. The adoption of cleaner technologies and energy sources reflects the need to move toward decarbonization and promote a more sustainable energy system. It is essential to progressively replace traditional fossil fuels and transform them toward a more sustainable and efficient model. The purpose of this study is to minimize dependence on coal, thus contributing to the decarbonization of the electricity sector. This study focuses on coal-fired generating units, which are currently responsible for approximately 40% of global carbon dioxide emissions. The main objective is to evaluate alternatives for the conversion of coal-fired generating units, promoting the energy transition through the integration of more sustainable energy sources. The evaluation is carried out based on criteria defined in environmental, structural, technical, technological, economic, and social terms. The Proknow-C method was used to identify relevant articles and patents on conversion alternatives; the AHP method was used to quantitatively evaluate the alternatives; and the PROMETHEE method was used to obtain a preference ranking for these alternatives. The results of the first Proknow-C method identified 26 articles and 13 patents that include alternatives such as: coal and solar hybridization; total conversion to natural gas and coal-natural gas hybridization; total conversion to biomass and coal-biomass hybridization; conversion to cogeneration of electricity and hydrogen; and the integration of systems with carbon capture. The evaluation of the second AHP method allowed obtaining the weights of the alternatives using the Total Decision software, through the multicriteria comparison applied to two groups of data, the first group of data was collected from the bibliographic review and the second group was collected through surveys carried out on 14 experts. Finally, the PROMETHEE method was applied to combine the weights of the alternatives and classify them, obtaining as the best alternative the total conversion to natural gas (ϕ=0.0368), followed by the alternative corresponding to the hybridization of coal and natural gas (ϕ=0.0257), and the hybridization of coal and solar energy (ϕ=0.0124), these alternatives being the ones that stand out and most impact the criteria. Options such as closure (ϕ =-0.0578) and carbon capture (ϕ=-0.0196) were less favorable. The study provides a decision-making framework for a just energy transition and presents contributions related to SDGs 7 and 13, highlighting the need for policies that boost the competitiveness of these alternatives. It also provides a solid foundation and a useful tool for strategic decision-making.

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