Determination and application of a comprehensive sustainability framework for small-scale biomass gasification-based electricity supply in Colombia off-grid rural areas

Abstract

Esta tesis aborda el complejo panorama de la electrificación de zonas no interconectadas (ZNI) en Colombia, centrándose en la gasificación de la biomasa como una solución prometedora. Partiendo de un contexto de investigación y unos fundamentos metodológicos exhaustivos, el estudio aborda sistemáticamente las barreras a la electrificación basada en la gasificación de la biomasa mediante una profunda revisión. Los capítulos siguientes desarrollan un completo análisis que incluye un marco para la electrificación sostenible, una clasificación de las localidades de las zonas no interconectadas y una evaluación de la pertinencia de la gasificación de la biomasa, que culmina con explicativos estudios de caso. Las conclusiones derivadas del análisis de los datos, el clustering y la modelización proporcionan una visión detallada de las implicaciones de los resultados. Estos hallazgos tienen implicaciones significativas para el diseño de políticas energéticas de electrificación rural coherentes con los objetivos de desarrollo sostenible de Colombia. La tesis hace contribuciones notables, como la identificación de indicadores clave, el desarrollo de un marco temático de sostenibilidad adaptado a las localidades en zonas no interconectadas y la introducción de un novedoso modelo en Aspen Plus para simular la gasificación en gasificadores tipo downdraft. Este modelo incorpora el análisis de componentes principales, que mejora la precisión y fiabilidad de la predicción de los resultados de la gasificación. Igualmente, se formulan recomendaciones orientadas al futuro, sugiriendo la inclusión de variables categóricas adicionales para el análisis de las localidades, la aplicación de modelos de aprendizaje automático para la comprensión dinámica del servicio energético en estas localidades, y la integración del potencial solar fotovoltaico para un enfoque más completo de la inserción de energías renovables para electrificación de zonas no interconectadas. En conclusión, esta tesis proporciona una perspectiva integral e innovadora sobre la electrificación basada en la gasificación de biomasa, ofreciendo herramientas valiosas para la toma de decisiones informadas en el contexto de localidades no interconectadas de Colombia. A través de un análisis integral de la sostenibilidad, junto con recomendaciones prácticas para futuras investigaciones, la tesis constituye como una contribución significativa al debate sobre la electrificación sostenible en las regiones en desarrollo.