O presente trabalho apresenta o resultado da análise sobre o novo foco da ferramenta Avaliação do Ciclo de Vida (ACV): a ACV consequencial. O método convencional da ACV - ACV atribucional - tem sido criticado pelo fato de não suportar decisões baseadas em cenários futuros. Como resposta a esta deficiência, a ACV consequencial surge como uma proposta a um método mais apropriado que avalia consequências ambientais futuras provocadas pelo uso do produto em estudo. O enfoque consequencial apresenta uma abordagem nova da ACV; ainda existem visões distintas e, algumas vezes, divergentes desta abordagem na comunidade internacional da ACV, seja na área acadêmica, seja fora dela. Neste trabalho são apresentadas e discutidas as diferenças, limitações, vantagens e desvantagens entre essas duas ferramentas. Foi possível observar que na realização de um estudo de ACV de um produto ou serviço, a definição do objetivo e escopo do estudo é fundamental para a escolha de qual enfoque da ACV será aplicado. Observou-se, também, que há limitações metodológicas tanto para a ACV atribucional como para a ACV consequencial. No caso da ACV atribucional, por exemplo, há incertezas com relação à escolha subjetiva do método de alocação de co-produtos. Já no caso da ACV consequencial, os resultados podem ser mais sensíveis e mais suscetíveis a incertezas devido às inclusões de estudo da tendência e projeções do mercado para a escolha dos dados e tecnologias marginais, e para a previsão de dados. / The main purpose of this master is to present the analysis results on the Life Cycle Assessment (LCA) new approach: consequential LCA. The conventional method of LCA the attributional approach - has been criticized for not supporting decisions based on future scenarios. In response to this deficiency, the consequential LCA appears as a proposal to a more appropriate method to evaluate future environmental consequences caused by the use of the product under study. As the consequential LCA represents a new approach to LCA, there still are divergent opinions within the LCA international community. In this work, there are shown and discussed the main differences, limitations between these two approaches. It was observed that in conducting an LCA study of a product or service, the definition of the objective and scope of the study is fundamental to the choice of which LCA methodology is applied. It was also observed that there are methodological limitations to both attributional LCA and consequential LCA. In case of attributional LCA, for example, there are uncertainties related to the subjective choice of the allocation method of co-products. In case of consequential LCA, the results may be more sensitive and more susceptible to uncertainties due to inclusions of trend studies and market projections for choosing marginal data and technologies, and for forecast data.

O presente trabalho apresenta o resultado da análise sobre o novo foco da ferramenta Avaliação do Ciclo de Vida (ACV): a ACV consequencial. O método convencional da ACV - ACV atribucional - tem sido criticado pelo fato de não suportar decisões baseadas em cenários futuros. Como resposta a esta deficiência, a ACV consequencial surge como uma proposta a um método mais apropriado que avalia consequências ambientais futuras provocadas pelo uso do produto em estudo. O enfoque consequencial apresenta uma abordagem nova da ACV; ainda existem visões distintas e, algumas vezes, divergentes desta abordagem na comunidade internacional da ACV, seja na área acadêmica, seja fora dela. Neste trabalho são apresentadas e discutidas as diferenças, limitações, vantagens e desvantagens entre essas duas ferramentas. Foi possível observar que na realização de um estudo de ACV de um produto ou serviço, a definição do objetivo e escopo do estudo é fundamental para a escolha de qual enfoque da ACV será aplicado. Observou-se, também, que há limitações metodológicas tanto para a ACV atribucional como para a ACV consequencial. No caso da ACV atribucional, por exemplo, há incertezas com relação à escolha subjetiva do método de alocação de co-produtos. Já no caso da ACV consequencial, os resultados podem ser mais sensíveis e mais suscetíveis a incertezas devido às inclusões de estudo da tendência e projeções do mercado para a escolha dos dados e tecnologias marginais, e para a previsão de dados. / The main purpose of this master is to present the analysis results on the Life Cycle Assessment (LCA) new approach: consequential LCA. The conventional method of LCA the attributional approach - has been criticized for not supporting decisions based on future scenarios. In response to this deficiency, the consequential LCA appears as a proposal to a more appropriate method to evaluate future environmental consequences caused by the use of the product under study. As the consequential LCA represents a new approach to LCA, there still are divergent opinions within the LCA international community. In this work, there are shown and discussed the main differences, limitations between these two approaches. It was observed that in conducting an LCA study of a product or service, the definition of the objective and scope of the study is fundamental to the choice of which LCA methodology is applied. It was also observed that there are methodological limitations to both attributional LCA and consequential LCA. In case of attributional LCA, for example, there are uncertainties related to the subjective choice of the allocation method of co-products. In case of consequential LCA, the results may be more sensitive and more susceptible to uncertainties due to inclusions of trend studies and market projections for choosing marginal data and technologies, and for forecast data.

La lutte contre le changement climatique implique de modifier les modes de production et de consommation actuels pour réduire de façon drastique les émissions de gaz à effet de serre dont la grande majorité est liée à la combustion d’énergies fossiles. Face à ces enjeux, de nombreux pays se sont engagés dans une transition énergétique pour faire évoluer leur système énergétique, notamment électrique de façon à répondre en partie aux exigences d’une économie bas carbone. Pour guider les acteurs dans leurs choix stratégiques, des outils d’aide à la décision s’avèrent efficaces pour identifier les leviers potentiels de réduction des impacts environnementaux, notamment par la méthode d’Analyse du Cycle de Vie (ACV) qui évalue les impacts d’un produit sur tout son cycle de vie. L’un de ses développements, l’ACV conséquentielle, vise à analyser les impacts d’un changement, et prend donc en compte ses effets directs et indirects sur l’environnement. Cette méthode reste encore peu utilisée par les praticiens en raison du manque d’inventaires génériques pour ACV conséquentielle. Ce constat est d’autant plus marquant pour l’électricité, largement utilisée dans la technosphère, dont la production évolue significativement pour s’engager dans la transition énergétique. Les travaux présentés ici visent à proposer une méthode d’élaboration d’inventaires électricité génériques pour ACV conséquentielle, qui intègrent les spécificités techniques du produit électricité, à travers le bouquet énergétique ou mix qui combine les différents moyens de production, variables selon le pays considéré. Afin de parvenir à simplifier les mix de production d’électricité, une typologie est établie à partir de l’étude des émissions de Gaz à Effet de Serre (GES), des mix et de leur décomposition en moyens de production. Elle identifie 4 groupes de pays, classés par émissions GES croissantes, i.e., 0-37 gCO2eq/kWh, 37-300 gCO2eq/kWh, 300-600 gCO2eq/kWh et >600gCO2eq/kWh, et qui possèdent des caractéristiques de composition spécifiques. Afin de se positionner dans une perspective conséquentielle, l’évolution de douze mix électriques de 1960 à 2010 est analysée. L’analyse historique des phénomènes de transition, c’est-à-dire le passage d’un groupe à un autre de la typologie, est ensuite proposée. Un modèle basé sur une optimisation mono-objectif impliquant, dans un premier temps, un critère de minimisation des émissions GES, et puis dans un second temps, un critère de maximisation de la production d’origine renouvelable est développé. Les résultats sont discutés sur la base des données historiques. La méthode développée reste cependant suffisamment générique pour s’appliquer à des évolutions futures de mix. Enfin, une méthode d’élaboration des inventaires génériques est proposée. Prenant en compte les différentes situations auxquelles le praticien pourrait être confronté lors de la réalisation d’une ACV conséquentielle d’un produit, elle rend possible l’élaboration des inventaires électricité génériques pour ACV conséquentielle. L’établissement de données génériques quantifiées nécessiterait l’intégration d’un critère qualitatif d’inertie au changement et la validation de plusieurs cas d’étude à travers une étude statistique pour consolider les résultats / Climate change mitigation involves changes in production and consumption ways to boost a radical decrease in Greenhouse Gases (GHG) emissions, which come mostly from fossil fuels combustion. To meet these challenges, a lot of countries initiated an energy transition to switch to new energy system, especially concerning electricity production, in such a way that they partly fulfil low carbon economy requirements. To provide decision-makers guidance in their strategic choices, decision-aid tools are useful to identify and reduce environmental impacts burdens. In particular, Life Cycle Assessment (LCA) which assesses environmental impacts throughout a product's life cycle is now a recognized and standard approach. Consequential LCA (cLCA), one of its most recent developments, assesses changes consequences considering either direct or indirect effects on environment. Currently, due to the lack of generic consequential Life Cycle Inventories (LCI), cLCA is scarcely used by practicioners. This situation is emphasized for electricity, due to its large involvement in technosphere and its shifts to production modes in the context of energy transition. This work aims at the development of a design methodology for generic inventories for consequential LCA, taking in account electricity technical specificities. Electricity is defined here as a different production means combination (a “mix”) which varies from country to country. To simplify electricity production mix, a typology is set using a GHG emissions study and electricity mix separation in production means. The typology identifies four groups, ranked by increasing GHG emissions, i.e, 0-37 gCO2eq/kWh, 37-300 gCO2eq/kWh, 300-600 gCO2eq/kWh and >600 gCO2eq/kWh, and specific compositions. Considering a consequential perspective, an evolution analysis of twelve selected countries from 1960 to 2010 is then conducted. Thus, an analysis of past transitions, i.e., shifting from a group to another, is given. Amono-objective optimisation model is developed, involving, first, the minimisation of GHG emissions, and secondly, the maximisation of renewable sources contribution. Significant results are then discussed based on historical data. The model is yet generic enough and can be applied to future mixes. Finally, a generic inventory development method for consequential LCA is proposed. Taking into account the different situations that practitioners may potentially meet when performing a consequential LCA of a product, the method makes generic inventory development for consequential LCA possible. The establishment of generic data would yet require the addition of a qualitative inertia-tochange criteria and the validation of various cases using a statistical analysis to strengthen the obtained results.

[EN] In the last decade, there has been an increase in demand for biofuels, fostered by public policies. In the European Union, Directive 2009/28/EC (RED) establishes a 10% target for renewable energy use in the transport sector by 2020, in order to reduce overall greenhouse gas (GHG) emissions. In view of the land use change (LUC) that has recently occurred on a global scale as a consequence of bioenergy expansion, environmental considerations are more frequently incorporated into biofuel policies in order to promote only those biofuels delivering substantial GHG savings. The aim of the present thesis has been to analyze the environmental effects of the introduction of biodiesel for transport in the context of Spain, by applying different methodologies under a life cycle perspective, in order to address controversial issues, such as indirect LUC. First of all, the environmental and economic benefits brought about by an integrated process for waste management have been analyzed; biodiesel is obtained from the treatment of used cooking oil (UCO). The evaluation of the environmental performance has been carried out by means of the Life Cycle Assessment (LCA) methodology, while the financial assessment has been performed by applying a Life Cycle Costing (LCC). Both methodologies are based on a holistic approach and are crucial for a more thorough understanding of the sustainability of the proposed system. The combined study shows that the process has the potential to cause significant environmental benefits (subject to methodological assumptions), but this comes at the expense of the profits generated when the analysis is carried out from a municipal point of view. LCA has been subsequently applied to different systems for biodiesel production under a consequential approach, as the only way to measure indirect effects. There are different methodologies to carry out a consequential LCA, and all of them require the application of economic concepts. The first one consists of performing system expansion in order to include the additional functions provided by the co-products, since indirect effects arise from co-product interactions with other life cycles in the international market. This has allowed for the biodiesel domestically produced from UCO to be compared with the soybean biodiesel imported from Argentina. Furthermore, a mathematical programming model has been proposed based on the biodiesel sector's nameplate capacity in Spain. Its aim is to determine the optimal feedstock mix according to economic criteria, in order to meet the target demand for 2020; the biodiesel resulting from the mix must also fulfill the environmental requirements in the RED. The model allows for an LCA to be simultaneously carried out, in order to calculate the emissions associated with each production pathway. Indirect emissions from LUC in the Spanish agriculture can also be estimated. Finally, a general equilibrium model has been used to analyze the global environmental consequences, in terms of GHG emissions and LUC, of increasing the demand for biodiesel in the EU to meet the RED targets, in combination with recent anti-dumping measures on biodiesel imports from some specific countries. The outcomes from these studies have allowed for emission factors to be determined for different biodiesel production pathways in the Spanish market. Not only global warming has been taken into account but also other impact categories, which may be equally critical. In addition, pros and cons of the methodologies applied have been identified, depending on the goal and scope of the study; they should be applied in a complementary manner for a better understanding of the global phenomenon of bioenergy, increasing the confidence in GHG emission results. Reducing uncertainty in LUC estimates is crucial to enhance the applicability of future biofuel policies. / [ES] La demanda de biocombustibles ha aumentado progresivamente en los últimos años, fomentada por políticas públicas. En la Unión Europea, la Directiva 2009/28/EC (RED) establece un objetivo del 10% para el uso de energías renovables en el sector del transporte en 2020, con tal de reducir los gases de efecto invernadero (GEI). Ante la evidencia del cambio en el uso del suelo (CUS) a escala global a consecuencia del auge de los biocombustibles, se han incorporado consideraciones ambientales para promover únicamente aquellos biocarburantes que causen un ahorro sustancial de GEI. El objetivo de la presente tesis ha sido analizar los efectos ambientales de la introducción de biodiesel en el contexto español, aplicando distintas metodologías bajo una perspectiva del ciclo de vida, con el fin de abordar cuestiones controvertidas como el CUS indirecto. En primer lugar, se han evaluado los beneficios ambientales y económicos derivados de un proceso integrado de tratamiento de residuos donde se produce biodiesel a partir de aceite de cocina usado (ACU). La evaluación ambiental se ha realizado mediante la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV), mientras que la evaluación financiera se ha llevado a cabo mediante el cálculo del Coste del Ciclo de Vida. Ambas metodologías comparten el mismo enfoque holístico y son esenciales para una comprensión más completa de la sostenibilidad del sistema propuesto. El análisis combinado revela que, si bien éste presenta el potencial de generar importantes beneficios ambientales (sujeto a supuestos metodológicos), esto ocurre a costa del beneficio económico cuando el análisis se hace desde el punto de vista municipal. A continuación, se ha aplicado el ACV a distintos sistemas de producción de biodiesel bajo un enfoque consecuencial, como la única forma de estimar el CUS indirecto. Existen diferentes metodologías para la realización de un ACV consecuencial y todas ellas requieren la aplicación de conceptos económicos. La primera consiste en aplicar la expansión del sistema para incluir las funciones adicionales desempeñadas por los coproductos, ya que los efectos indirectos surgen de las interacciones de éstos con otros ciclos de vida en el mercado internacional. Ello ha permitido comparar la producción de biodiesel de ACU frente a la importación de biodiesel de soja de Argentina. Se ha propuesto también un modelo de programación matemática basado en la capacidad nominal del sector del biodiesel en España. Su objetivo es determinar la combinación de materias primas óptima, desde el punto de vista económico, para cumplir con de la demanda proyectada para 2020 pero que cumpla a su vez con las exigencias ambientales de la RED. El modelo incorpora un módulo para realizar un ACV de forma simultánea, que permite estimar las emisiones asociadas a las distintas vías de obtención de materias primas. Se pueden calcular incluso las emisiones indirectas por CUS en la agricultura española. Finalmente, se ha aplicado un modelo de equilibrio general para el análisis de las consecuencias ambientales globales (en términos de emisiones de GEI y CUS) de un aumento en la demanda de biodiesel en la UE según la RED, en combinación con las recientes medidas arancelarias sobre las importaciones de determinados países. Todo ello ha permitido calcular factores de emisión para diferentes alternativas de producción de biodiesel destinado al mercado español, no sólo en relación al calentamiento global sino también a otras categorías de impacto que pueden ser igualmente críticas. Además, se han identificado ventajas e inconvenientes de las metodologías aplicadas, dependiendo del objetivo y el alcance de estudio; lo ideal es aplicarlas de forma complementaria para una mayor comprensión del fenómeno global de la bioenergía, contribuyendo a una mayor solidez en los resultados de GEI. Reducir la incertidumbre en las estimaciones de CUS es fundamental para asegurar la a / [CAT] La demanda de biocombustibles ha augmentat progressivament els darrers anys, fomentada per polítiques públiques. En la Unió Europea, la Directiva 2009/28/EC (RED) estableix un objectiu del 10% per a l'ús d'energies renovables en el sector del transport en 2020, amb l'objectiu de reduir els gasos d'efecte hivernacle (GEH). Davant l'evidència del canvi en l'ús del sòl (CUS) a escala global a conseqüència de l'auge dels biocombustibles, s'han incorporat consideracions ambientals per promoure únicament aquells biocarburants que causen un estalvi substancial de GEH. L'objectiu de la present tesi ha estat analitzar els efectes ambientals de la introducció de biodièsel en el context espanyol, mitjançant l'aplicació de diferents metodologies sota una perspectiva del cicle de vida, amb la finalitat d'abordar qüestions tan controvertides com el CUS indirecte. En primer lloc, s'han avaluat els beneficis ambientals i econòmics derivats d'un procés integrat de tractament de residus on es produeix biodièsel a partir d'oli de cuina usat (OCU). L'avaluació ambiental s'ha realitzat mitjançant la metodologia d'Anàlisi de Cicle de Vida (ACV), mentre que l'avaluació financera s'ha dut a terme mitjançant el càlcul del Cost del Cicle de Vida. Ambdues metodologies comparteixen el mateix enfocament holístic i són essencials per a una comprensió més completa de la sostenibilitat del sistema proposat. L'anàlisi combinada revela que, si bé aquest presenta el potencial de generar importants beneficis ambientals (subjecte a supòsits metodològics), això ocorre a costa del benefici econòmic quan l'anàlisi es fa des del punt de vista municipal. A continuació, s'ha aplicat l'ACV a diferents sistemes de producció de biodièsel sota un enfocament conseqüencial, com l'única forma d'estimar el CUS indirecte. Existeixen diferents metodologies per a la realització d'un ACV conseqüencial i totes elles requereixen l'aplicació de conceptes econòmics. La primera consisteix a aplicar l'expansió del sistema per incloure les funcions addicionals exercides pels coproductes, ja que els efectes indirectes sorgeixen de les interaccions d'aquests amb altres cicles de vida al mercat internacional. Això ha permès comparar la producció de biodièsel d'OCU amb la importació de biodièsel de soia de l'Argentina. S'ha proposat també un model de programació matemàtica basat en la capacitat nominal del sector del biodièsel a Espanya. El seu objectiu és determinar la combinació òptima de matèries primeres, des del punt de vista econòmic, per complir amb de la demanda projectada per 2020 però que complisca al seu torn amb les exigències ambientals de la RED. El model incorpora un mòdul per realitzar un ACV de forma simultània, el qual permet estimar les emissions associades a les diferents vies d'obtenció de matèries primeres. Es poden calcular fins i tot les emissions indirectes per CUS en l'agricultura espanyola. Finalment, s'ha aplicat un model d'equilibri general per a l'anàlisi de les conseqüències ambientals globals (en termes d'emissions de GEH i CUS) d'un augment en la demanda de biodièsel en la UE segons la RED, en combinació amb les mesures aranzelàries recents sobre les importacions des de determinats països. Tot això ha permès calcular factors d'emissió per a diferents alternatives de producció de biodièsel destinat al mercat espanyol, no només en relació a l'escalfament global sinó també a altres categories d'impacte que poden ser igualment crítiques. A més, s'han identificat avantatges i inconvenients de les metodologies aplicades, depenent de l'objectiu i l'abast d'estudi; l'ideal és aplicar-les de forma complementària per a una major comprensió del fenomen global de la bioenergia, per contribuir a una major solidesa en els resultats de GEH. Reduir la incertesa en les estimacions de CUS és fonamental per assegurar l'aplicabilitat de les polítiques de biocombustibles en el futur. / Escobar Lanzuela, N. (2015). Contribution to the environmental impact assessment of biodiesel in the context of Spain [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52027 / TESIS