Energy production systems are essential for human progress. They fuel the technologies that underpin economic growth and are prerequisite for efficient food production, education and healthcare. On the flip side, they also incur substantial eco-social costs. Hence, finding and promoting sustainable means of energy production is a key topic within the Environmental Sciences. This thesis examines the sustainability of nuclear power, by comparing its social, economic and ecological impacts to those of wind and solar power. The assessment is performed using Multi-Criteria Analysis (MCA), with a Weighted Sum scoring system and a Distance-To-Target weighting scheme. The selection and the weighting of the indicators are grounded in the Planetary Boundaries framework, the Oxfam Doughnut Economics model and the UN’s Sustainable Development Goals, and the technologies are compared on 9 axes of evaluation; greenhouse gas emissions, land-take requirements, material throughput, non-recyclable wastes, toxic and radioactive wastes, negative health impacts, economic costs, intermittency and energy return on energy invested. The thesis finds nuclear power to be the most sustainable option according to all but three indicators, and in the unified analysis, it outcompetes wind and solar by a factor of 2 and 3 respectively. Also notable is that solar power does not excel in a single impact category; it has the highest greenhouse gas emissions, the largest land-take, and it is costly, intermittent and energy-inefficient. It is also a source of toxic pollution, the effects of which cannot yet be determined. Although wind is more competitive, it consumes vast amounts of physical resources, generates a lot of waste, and its land-take is at least 10 times higher than that of nuclear power. In addition to the MCA, the thesis investigates three perceived threats that are often raised in criticisms of nuclear power; the risk of nuclear fuel depletion, the risk of nuclear weapons proliferation and the risk of catastrophic nuclear accidents. The results show that many popular arguments against the technology are loosely aligned with reality, and the thesis as a whole presents a challenge to the notion that nuclear power is a dangerous and unsustainable energy source.

Au cœur de cette thèse réside l'application des méthodes d'optimisation et d'études empiriques pour traiter des questions de développement durable dans le secteur de l'électricité du Vietnam pour les 30 prochaines années. On examine les moyens des options énergétiques durables pour le secteur de l'électricité. La thèse s'organise en deux parties. (i) Dans la première partie, nous développons le modèle " bottom-up " de planification intégrée des ressources (IRP) pour fournir une évaluation plus exhaustive de l'état actuel et des perspectives d'avenir pour le secteur de l'électricité du Vietnam dans les trois prochaines décennies. Puis, en utilisant une analyse comparative et une analyse de la vulnérabilité qui est basée sur la simulation IRP, nous analysons les vulnérabilités auxquelles le développement du secteur devra faire face, en termes de dimensions économiques et socio-environnementales. Nous avons en outre développé le modèle IRP, représentant les coûts marginaux de réduction des émissions de carbone de manière réaliste en tenant compte des valeurs non nulles de carbone et de limitation des émissions de carbone, afin de simuler des options d'approvisionnement énergétique soutenables pour le secteur de l'énergie. (ii) Dans la deuxième partie, nous étudions les principaux obstacles contre une adoption plus large des énergies soutenables à l'aide d'enquêtes formelles parmi les experts nationaux. Ensuite, nous utilisons une approche d'analyse empirique pour examiner les différents outils politiques appropriés, y compris des instruments d'incitation / régimes et la réforme du secteur pour une telle durabilité du secteur de l'énergie. Pour la fin, nous analysons l'accès aux sources de financement possibles pour le développement durable dans le secteur de l'électricité du Vietnam.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Petróleo e gás natural são recursos naturais não renováveis que possuem grande participação na matriz energética mundial e tendência de crescimento na matriz nacional, cujo marco regulatório limita-se a definir critérios técnicos e procedimentais sem incorporar o modelo de sustentabilidade instituído pela Constituição Federal de 1988. A natureza finita dos recursos não renováveis, como o petróleo e o gás natural, exige uma visão do planejamento de sua exploração de longo prazo na definição dos objetivos e metas. Essa perspectiva de longo prazo traduz uma das preocupações do desenvolvimento sustentável: a garantia de direitos para as futuras gerações. Assim, ao procurar fornecer elementos para a tradução do modelo de desenvolvimento sustentável no arcabouço institucional e legal da indústria petrolífera vigente no Brasil, o presente trabalho busca contribuir para o aprimoramento da regulação petrolífera nacional e a qualidade de vida das gerações presentes e futuras. E, mais do que propor a elaboração de um projeto de lei, como modalidade de implantação de uma política pública, queremos contribuir para o fortalecimento das práticas e ações governamentais voltadas para a aplicação do desenvolvimento sustentável, consoante apregoa a Constituição Federal brasileira. Trata-se aqui de demonstrar, através de metodologia quali-quantitativa, a tese de que é possível incorporar o princípio constitucional de desenvolvimento sustentável na atividade de exploração e produção de petróleo e gás natural, formulando uma política pública que incorpore, no regime de propriedade do petróleo, a variável ambiental e o uso intergeracional que já haviam sido e continuam sendo aplicados a algumas fontes renováveis de energia. Inicialmente, identificamos a composição da matriz energética brasileira desde a inserção do petróleo como uma questão de Estado a partir dos anos 50 do século XX. Em seguida, analisamos a concepção legal e doutrinária para propor, então, a conceituação de um modelo de desenvolvimento energético sustentável, estruturante para a proposição de uma política nacional para a indústria petrolífera. Com base nessa conceituação, analisamos o marco regulatório e os procedimentos institucionais praticados atualmente para identificar as lacunas existentes no ordenamento a serem supridas pela política nacional proposta. A partir da análise dos contextos legal e institucional, e das políticas energética e ambiental, propomos a tradução de conceitos, objetivos, princípios e instrumentos num projeto de lei de Política Nacional de Uso Sustentável das Reservas de Petróleo e Gás Natural. Concluímos tecendo considerações gerais e específicas sobre a proposição aqui formulada com vistas ao aprimoramento do modelo nacional de gestão de recursos energéticos e ao fomento das discussões voltadas para a sustentabilidade das políticas públicas e as práticas privadas enraizadas na exploração irracional de recursos não renováveis / Petroleum and natural gas are non renewable natural resources that have a great participation in the global energy matrix and growth trend in the national matrix, whose regulatory framework is restricted to technical and procedural criteria without incorporating the model of sustainability established by the Federal Constitution of 1988. The finite nature of non-renewable resources, such as oil and natural gas, requires a vision of planning for their long-term exploration in the definition of goals and objectives. This long-term prospect represents one of the concerns of sustainable development that of guaranteeing the rights of future generations. So, when seeking to provide elements to translate of the model of sustainable development into the institutional and legal framework of the existing oil industry in Brazil it tries to contribute to the improvement of the national petroleum regulation and the quality of life for present and future generations. And more than proposing drawing up a bill, as a means of implementing a public policy, it aims to contribute to the strengthening of governmental actions and practices directed at implementing sustainable development, as proclaimed by the Brazilian Federal Constitution. Here it is a matter of demonstrating, through qualitative and quantitative methodology, the thesis that it is possible to incorporate the constitutional principle of sustainable development into the activity of exploration and production of oil and natural gas, formulating a public policy that incorporates, in the ownership of oil, the environmental variable and intergenerational use which had been and still are applied to some renewable sources of energy. Initially, we identified the composition of the Brazilian energy matrix since the inclusion of oil as a matter of state in the 1950s. Next, we analysed the legal and doctrinary concept and then proposed the concept of a model of sustainable energy development, a structuring element for the proposition of a national policy for the petroleum industry. Based on this concept, we analysed the regulatory framework and institutional procedures currently in force to identify the existing gaps in planning to be filled by the proposed national policy. Based on the analysis of the legal and institutional contexts, and energy and environmental policies, we propose the transformation of concepts, objectives, principles and instruments into a bill of law of National Policy on Sustainable Use of Reserves of Oil and Natural Gas. We conclude with general and specific considerations on the proposition made here with a view to improving the national model of management of energy resources and the fostering of discussions focused on the sustainability of public policies and private practices rooted in the irrational exploration of non-renewable resources.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Petróleo e gás natural são recursos naturais não renováveis que possuem grande participação na matriz energética mundial e tendência de crescimento na matriz nacional, cujo marco regulatório limita-se a definir critérios técnicos e procedimentais sem incorporar o modelo de sustentabilidade instituído pela Constituição Federal de 1988. A natureza finita dos recursos não renováveis, como o petróleo e o gás natural, exige uma visão do planejamento de sua exploração de longo prazo na definição dos objetivos e metas. Essa perspectiva de longo prazo traduz uma das preocupações do desenvolvimento sustentável: a garantia de direitos para as futuras gerações. Assim, ao procurar fornecer elementos para a tradução do modelo de desenvolvimento sustentável no arcabouço institucional e legal da indústria petrolífera vigente no Brasil, o presente trabalho busca contribuir para o aprimoramento da regulação petrolífera nacional e a qualidade de vida das gerações presentes e futuras. E, mais do que propor a elaboração de um projeto de lei, como modalidade de implantação de uma política pública, queremos contribuir para o fortalecimento das práticas e ações governamentais voltadas para a aplicação do desenvolvimento sustentável, consoante apregoa a Constituição Federal brasileira. Trata-se aqui de demonstrar, através de metodologia quali-quantitativa, a tese de que é possível incorporar o princípio constitucional de desenvolvimento sustentável na atividade de exploração e produção de petróleo e gás natural, formulando uma política pública que incorpore, no regime de propriedade do petróleo, a variável ambiental e o uso intergeracional que já haviam sido e continuam sendo aplicados a algumas fontes renováveis de energia. Inicialmente, identificamos a composição da matriz energética brasileira desde a inserção do petróleo como uma questão de Estado a partir dos anos 50 do século XX. Em seguida, analisamos a concepção legal e doutrinária para propor, então, a conceituação de um modelo de desenvolvimento energético sustentável, estruturante para a proposição de uma política nacional para a indústria petrolífera. Com base nessa conceituação, analisamos o marco regulatório e os procedimentos institucionais praticados atualmente para identificar as lacunas existentes no ordenamento a serem supridas pela política nacional proposta. A partir da análise dos contextos legal e institucional, e das políticas energética e ambiental, propomos a tradução de conceitos, objetivos, princípios e instrumentos num projeto de lei de Política Nacional de Uso Sustentável das Reservas de Petróleo e Gás Natural. Concluímos tecendo considerações gerais e específicas sobre a proposição aqui formulada com vistas ao aprimoramento do modelo nacional de gestão de recursos energéticos e ao fomento das discussões voltadas para a sustentabilidade das políticas públicas e as práticas privadas enraizadas na exploração irracional de recursos não renováveis / Petroleum and natural gas are non renewable natural resources that have a great participation in the global energy matrix and growth trend in the national matrix, whose regulatory framework is restricted to technical and procedural criteria without incorporating the model of sustainability established by the Federal Constitution of 1988. The finite nature of non-renewable resources, such as oil and natural gas, requires a vision of planning for their long-term exploration in the definition of goals and objectives. This long-term prospect represents one of the concerns of sustainable development that of guaranteeing the rights of future generations. So, when seeking to provide elements to translate of the model of sustainable development into the institutional and legal framework of the existing oil industry in Brazil it tries to contribute to the improvement of the national petroleum regulation and the quality of life for present and future generations. And more than proposing drawing up a bill, as a means of implementing a public policy, it aims to contribute to the strengthening of governmental actions and practices directed at implementing sustainable development, as proclaimed by the Brazilian Federal Constitution. Here it is a matter of demonstrating, through qualitative and quantitative methodology, the thesis that it is possible to incorporate the constitutional principle of sustainable development into the activity of exploration and production of oil and natural gas, formulating a public policy that incorporates, in the ownership of oil, the environmental variable and intergenerational use which had been and still are applied to some renewable sources of energy. Initially, we identified the composition of the Brazilian energy matrix since the inclusion of oil as a matter of state in the 1950s. Next, we analysed the legal and doctrinary concept and then proposed the concept of a model of sustainable energy development, a structuring element for the proposition of a national policy for the petroleum industry. Based on this concept, we analysed the regulatory framework and institutional procedures currently in force to identify the existing gaps in planning to be filled by the proposed national policy. Based on the analysis of the legal and institutional contexts, and energy and environmental policies, we propose the transformation of concepts, objectives, principles and instruments into a bill of law of National Policy on Sustainable Use of Reserves of Oil and Natural Gas. We conclude with general and specific considerations on the proposition made here with a view to improving the national model of management of energy resources and the fostering of discussions focused on the sustainability of public policies and private practices rooted in the irrational exploration of non-renewable resources.

Tesis por compendio / [ES] La energía juega un papel fundamental en el desarrollo sostenible de las comunidades. Así, proporcionar recursos energéticos fiables, económicamente aceptables, medioambientalmente respetuosos y socialmente beneficiosos, resulta esencial para el desarrollo sostenible de las mismas. A pesar de la universalidad de dicha definición, el uso de la energía está muy vinculada al nivel de desarrollo de los países. De este modo, la problemática energética de los países desarrollados contrasta enormemente con la de los países en desarrollo. En esta tesis doctoral se ha identificado la principal problemática energética de ambas realidades: grave impacto medioambiental de los modelos de generación del transporte tradicionales en los países desarrollados y pobreza energética en los países en desarrollo. A partir del compendio de artículos científicos de esta tesis doctoral se ha caracterizado el uso de sistemas renovables avanzados que permite solucionar dicha problemática de forma sostenible. En concreto, el principal problema energético en países desarrollados ha sido tratado mediante la planificación energética y el diseño óptimo de sistemas híbridos de energías renovables (HRES por sus siglas en inglés) en electrolineras, necesarios para la introducción de vehículos eléctricos como alternativa de movilidad sostenible. Por otro lado, el estudio de metodologías de diseño óptimas de HRES off grid y de las estufas para cocinar mejoradas mediante gasificación de biomasa se ha focalizado en la inaccesibilidad eléctrica y a sistemas de cocina limpia que sufren las comunidades en desarrollo. Así, esta tesis aporta una serie de metodologías para optimizar y adecuar los sistemas renovables presentados para el desarrollo energético sostenible de las comunidades. Además, no sólo demuestra la idoneidad de estos sistemas para dicho fin, sino también su versatilidad de aplicación en función del nivel de crecimiento de las comunidades. / [CA] L'energia juga un paper fonamental en el desenvolupament sostenible de les comunitats. Així, proporcionar recursos energètics fiables, econòmicament acceptables, mediambientalment respectuosos i socialment beneficiosos, resulta essencial per al desenvolupament sostenibles de les mateixes. A pesar de la universalitat d'aquesta definició, l'ús de la energia està vinculada al nivell de desenvolupament dels països. D'aquesta manera, la problemàtica energètica dels països desenvolupats contrasta enormement amb la dels països en desenvolupament. A aquesta tesis doctoral s'ha identificat la principal problemàtica energètica d'ambdues realitats: greu impacte mediambiental dels models de generació del transport tradicional en els països desenvolupats i pobresa energètica en els països en desenvolupament. A partir del compendi d'articles científics d'aquesta tesis doctoral s'ha caracteritzat l'ús de sistemes renovables avançats que permet solucionar aquesta problemàtica de manera sostenible. En concret, el principal problema energètic en països desenvolupats s'ha tractat mitjançant la planificació energètica i el disseny òptim de sistemes híbrids d'energies renovables (HRES, per les seues segles en anglès) en electrolineres, necessaris per la introducció de vehicles elèctrics com alternativa de mobilitat sostenible. D'altra banda, l'estudi de metodologies de disseny òptimes de HRES off grid i d'estufes per a cuinar millorades mitjançant gasificació de biomassa s'ha focalitzat en la inaccessibilitat elèctrica i a sistemes de cuina neta que pateixen les comunitats en desenvolupament. Així, aquesta tesis aporta una sèrie de metodologies per optimitzar i adequar el sistemes renovables presentats per al desenvolupament energètic sostenible de les comunitats. A més, no tan sols demostra la idoneïtat d'aquests sistemes per a aqueix fi, sinó també la seua versatilitat d'aplicació en funció del nivell de creixement de les comunitats. / [EN] Energy plays a significant role for the sustainable development of communities. Hence, supplying reliable energy resources, which result economically acceptable, environmentally friendly and socially beneficial, arises as essential for their sustainable development. Despite the universality of such definition, the energy use is highly linked to the development degree of the countries. Thus, energy problems of developed countries sharply contrast with those of developing countries. This doctoral thesis identifies the main energy issues of both realities: severe environmental impact of energy generation models for traditional transport in developed countries and energy poverty in developing countries. The compendium of scientific papers of this doctoral dissertation characterizes the use of advanced renewable energy systems to solve such problems in a sustainable way. Namely, the main energy issue in developed countries has been addressed by means of energy planning and the optimal design of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES) in electric vehicle charging stations, which ensure the introduction of electric vehicles as a sustainable mobility alternative. Moreover, the study of methodologies for the optimal design of off grid HRES and improved cooking stoves based on biomass gasification have approached the inaccessibility to electricity and to clean cooking systems that developing communities suffer. Therefore, this thesis provides a number of methodologies to optimize and adapt the presented renewable energy systems for the sustainable energy development of communities. Furthermore, it demonstrates not only the suitability of these systems for such aim, but also their versatility of application regarding the growing degree of the communities. / Bastida Molina, P. (2021). Estudio de sistemas renovables avanzados para el desarrollo energético sostenible [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172548 / Compendio