[ES] La presente tesis doctoral se enmarca en el ámbito de la producción de hidrógeno renovable, y en el estudio metodologías de intensificación de procesos para la producción de hidrógeno mediante reactores de membrana y reactores que operan a alta presión. Para la producción de hidrógeno renovable, se estudió en detalle el proceso de reformado autotérmico (ATR) de bioetanol. Se diseñó y construyó un sistema de reacción de escala de laboratorio, que se operó bajo condiciones reales de operación industrial. En una primera etapa, se realizó la evaluación de distintos catalizadores comerciales para el ATR de etanol. Tras la selección del tipo de catalizador con mejor rendimiento, se probaron distintas variaciones sobre el mismo, añadiendo dopantes a la fase activa y al soporte. Los catalizadores con mejores resultados se probaron durante más de 100 h manteniendo su rendimiento. Una vez seleccionados la composición primara de los catalizadores, se hicieron pruebas para el escalado y optimización de los catalizadores fabricados mediante un proceso industrial. Se estudiaron los efectos de las condiciones de operació, siendo el parámetro de mayor relevancia la relación O/C. El mejor de los catalizadores desarrollados aumentó el rendimiento y disminuyó la producción de hidrocarburos en estas condiciones, alcanzándose un rendimiento de hasta 3.1 mol H2 / mol etanol. Este catalizador se probó durante 200 horas, manteniendo su estabilidad en todo el periodo, validando su aplicación en un reformador de etanol para la producción de hidrógeno. En otro apartado, se estudió la utilización de membranas de transporte de oxígeno como elemento distribuidor de oxígeno para el sistema de reacción de ATR, permitiendo alimentar al reactor oxígeno de alta pureza producido in-situ. Se probaron membranas capilares de BSCF. En el sistema de reacción de ATR, las membranas mostraron una permeación acorde a los valores habituales para este material. Se estudió el comportamiento de las membranas de BSCF en una atmósfera con vapor, en la que la permeación alcanzada disminuyó en presencia de vapor. La utilización de estas membranas en la reacción de ATR requeriría de un escalado correcto, pues el flujo de oxígeno aportado por la membrana sería bajo respecto a las necesidades de oxígeno de la reacción de ATR. Seguidamente, se probaron los efectos de la aplicación de capas protectoras porosas sobre los capilares de BSCF, para mejorar su estabilidad química en ambientes de rección. Mediante la técnica de dip-coating se aplicaron capas porosas de BSCF, CTO-CMO (Ce0.8Tb0.2O2--δ- MnCo2O4) y CTO. La aplicación de estas capas aumentó la permeación por la mejora en el área superficial de intercambio y de las reacciones superficiales, alcanzándose 3 - 3.6 NmL·min-1·cm-2 para las membranas recubiertas, frente a 2.4 NmL·min-1·cm-2 para la membrana sin recubrimiento. Estas mismas membranas se probaron en un reactor de membrana, en reacción con CH4. Las capas aporataron efectos catalíticos y protectores respecto a la membrana sin tratamiento superficial. Las capas de CTO y CTO-CMO aumentaron la permeación de oxígeno y la conversión de CH4, que alcanzó valores del 100%, y además, resultaron estables en las condiciones de reacción, mientras que las membranas con capa de BSCF y sin recubrimiento tuvieron conversiones más bajas y su estructura quedó degradada por la atmósfera de la reacción. Finalmente, se llevó a cabo el diseño y construcción de un sistema de reacción de alta presión para el estudio de procesos de producción de hidrógeno a alta presión a presiones de hasta 300 barg. En esta unidad, se podrán llevar a cabo reacciones de producción de hidrógeno a partir de biomasa en agua supercrítica. Adicionalmente, se diseñó un reactor de membrana que permitirá el trabajo con membranas de permeación de gases en condiciones de alta severidad, con potencial aplicación en la producción de hidrógeno a partir de reacciones de reformado con una alta eficiencia. / [CA] La present tesi doctoral s'emmarca en l'àmbit de la producció d'hidrogen renovable, i en l'estudi metodologies d'intensificació de processos per a la producció d'hidrogen mitjançant reactors de membrana i reactors que operen a alta pressió. Per a la producció d'hidrogen renovable, es va estudiar detalladament el procés de reformat autotérmico (ATR) de bioetanol. Es va dissenyar i va construir un sistema de reacció d'escala de laboratori, que es va operar sota condicions reals d'operació industrial. En una primera etapa, es va realitzar l'avaluació de diferents catalitzadors comercials per al ATR d'etanol. Després de la selecció de la mena de catalitzador amb millor rendiment, es van provar diferents variacions sobre aquest, afegint dopants a la fase activa i al suport. Els catalitzadors amb millors resultats es van provar durant més de 100 h mantenint el seu rendiment. Una vegada seleccionats la composició prevalguera dels catalitzadors, es van fer proves per a l'escalat i optimització dels catalitzadors fabricats mitjançant un procés industrial. Es van estudiar els efectes de les condicions de operació, sent el paràmetre de major rellevància la relació O/C. El millor dels catalitzadors desenvolupats va augmentar el rendiment i va disminuir la producció d'hidrocarburs en aquestes condicions, aconseguint-se un rendiment de fins a 3.1 mol H2 / mol etanol. Aquest catalitzador es va provar durant 200 hores, mantenint la seua estabilitat en tot el període, validant la seua aplicació en un reformador d'etanol per a la producció d'hidrogen. En un altre apartat, es va estudiar la utilització de membranes de transport d'oxigen com a element distribuïdor d'oxigen per al sistema de reacció de ATR, permetent alimentar al reactor oxigen d'alta puresa produït in-situ. Es van provar membranes capil·lars de BSCF. En el sistema de reacció de ATR, les membranes van mostrar una permeación concorde als valors habituals per a aquest material. Es va estudiar el comportament de les membranes de BSCF en una atmosfera amb vapor, en la qual la permeación aconseguida va disminuir en presència de vapor. La utilització d'aquestes membranes en la reacció de ATR requeriria d'un escalat correcte, perquè el flux d'oxigen aportat per la membrana seria baix respecte a les necessitats d'oxigen de la reacció de ATR. Seguidament, es van provar els efectes de l'aplicació de capes protectores poroses sobre els capil·lars de BSCF, per a millorar la seua estabilitat química en ambients de recció. Mitjançant la tècnica de dip-coating es van aplicar capes poroses de BSCF, CTO-CMO i CTO. L'aplicació d'aquestes capes va augmentar la permeación per la millora en l'àrea superficial d'intercanvi i de les reaccions superficials, aconseguint-se 3 - 3.6 NmL·min-1·cm-2 per a les membranes recobertes, enfront de 2.4 NmL·min-1·cm-2 per a la membrana sense recobriment. Aquestes mateixes membranes es van provar en un reactor de membrana, en reacció amb CH4. Les capes aporataron efectes catalítics i protectors respecte a la membrana sense tractament superficial. Les capes de CTO i CTO-CMO van augmentar la permeación d'oxigen i la conversió de CH4, que va aconseguir valors del 100%, i a més, van resultar estables en les condicions de reacció, mentre que les membranes amb capa de BSCF i sense recobriment van tindre conversions més baixes i la seua estructura va quedar degradada per l'atmosfera de la reacció. Finalment, es va dur a terme el disseny i construcció d'un sistema de reacció d'alta pressió per a l'estudi de processos de producció d'hidrogen a alta pressió a pressions de fins a 300 barg. En aquesta unitat, es podran dur a terme reaccions de producció d'hidrogen a partir de biomassa en aigua supercrítica. Addicionalment, es va dissenyar un reactor de membrana que permetrà el treball amb membranes de permeación de gasos en condicions d'alta severitat, amb potencial aplicació en la producció d'hidrogen a partir de reaccions de reformat amb una alta eficiència. / [EN] This doctoral thesis is framed in the field of renewable hydrogen production, and in the study of process intensification methodologies for the production of hydrogen through membrane reactors and reactors that operate at high pressure. For the production of renewable hydrogen, the bioethanol autothermal reforming (ATR) process was studied in detail. He designed and built a laboratory scale reaction system, which was operated under real industrial operating conditions. In a first stage, the evaluation of different commercial catalysts for ethanol ATR was carried out. After selecting the type of catalyst with the best performance, different variations were tested on it, adding dopants to the active phase and to the support. The catalysts with the best results were tested for more than 100 h maintaining their performance. Once the primary composition of the catalysts had been selected, tests were carried out for the scaling and optimization of the catalysts manufactured by means of an industrial process. The effects of operating conditions were studied, the most relevant parameter being the O / C ratio. The best of the developed catalysts increased the yield and decreased the production of hydrocarbons under these conditions, reaching a yield of up to 3.1 mol H2 / mol ethanol. This catalyst was tested for 200 hours, maintaining its stability throughout the period, validating its application in an ethanol reformer for the production of hydrogen. In another section, the use of oxygen transport membranes as an oxygen distributor element for the ATR reaction system was studied, allowing the reactor to be fed high-purity oxygen produced in-situ. Capillary membranes from BSCF were tested. In the ATR reaction system, the membranes showed a permeation according to the usual values for this material. The behavior of the BSCF membranes was studied in an atmosphere with steam, in which the permeation achieved decreased in the presence of steam. The use of these membranes in the ATR reaction would require correct scaling, since the flow of oxygen provided by the membrane would be low compared to the oxygen needs of the ATR reaction. Next, the effects of the application of porous protective layers on the BSCF capillaries were tested, to improve their chemical stability in rection environments. By means of the dip-coating technique, porous layers of BSCF, CTO-CMO and CTO were applied. The application of these layers increased the permeation due to the improvement in the surface area of exchange and of the surface reactions, reaching 3 - 3.6 NmL · min-1 · cm-2 for the coated membranes, compared to 2.4 NmL · min-1 · cm-2 for the uncoated membrane. These same membranes were tested in a membrane reactor, in reaction with CH4. The layers supported catalytic and protective effects with respect to the membrane without surface treatment. The CTO and CTO-CMO layers increased oxygen permeation and CH4 conversion, which reached values of 100%, and were also stable under the reaction conditions, while the membranes with BSCF layer and without coating had conversions. lower and its structure was degraded by the atmosphere of the reaction. Finally, the design and construction of a high pressure reaction system was carried out for the study of high pressure hydrogen production processes at pressures up to 300 barg. In this unit, hydrogen production reactions can be carried out from biomass in supercritical water. Additionally, a membrane reactor was designed that will allow work with gas permeation membranes under conditions of high severity, with potential application in the production of hydrogen from reforming reactions with high efficiency. / Represa Bullido, Á. (2022). Desarrollo de sistemas catalíticos e intensificación de procesos para la producción de hidrógeno comprimido y productos de interés [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/183153

El presente trabajo de investigación parte por reconocer que uno de los sectores más contaminantes es el sector energético. Ante ello, se ha identificado a la transición energética como una solución para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Este proceso encuentra en las energías renovables la pieza clave para lograr el objetivo de descarbonizar las actividades económicas. Con el fin de aprovechar las energías renovables para aumentar su participación en la matriz de generación eléctrica, el hidrógeno verde aparece como la herramienta esencial para alcanzar esta meta. Sin embargo, el marco normativo peruano no cuenta con regulación suficiente respecto a este. Es así que el presente trabajo de investigación tiene por objetivo principal el identificar los elementos jurídicos esenciales para la regulación del hidrógeno verde en el Perú. Para ello, la metodología usada consiste en la revisión de doctrina nacional e internacional sobre conceptos relacionados con el sector eléctrico peruano y la transición energética, así como el análisis comparado de las experiencias española y chilena respecto a la regulación de esta nueva fuente energética. Además, se revisará si la normativa peruana del sector eléctrico permite el desarrollo de la transición energética y la incorporación del hidrógeno verde.

Uno de los grandes problemas recurrentes en Lima ha sido la gestión del transporte público y los servicios ofrecidos en general, los cuales se agravaron por las restricciones dictadas por el Gobierno en el año 2020 como consecuencia de la pandemia del COVID-19 y a fin de evitar el aumento de contagios. En el 2019, dos empresas lideraron el ingreso de un nuevo servicio de transporte individual en la ciudad, ofreciendo una propuesta de valor que englobaba modernidad, protección al medioambiente y practicidad. Sin embargo, diversos factores internos y externos a las empresas, llevaron a que el modelo original de negocio no siga vigente, que algunas empresas hayan desaparecido o que aquellas que funcionan hasta la fecha estén liquidando sus equipos. ¿Qué sucedió entonces? ¿Qué aprendizajes existen del lanzamiento de este nuevo servicio de transporte individual en Lima? ¿Cómo la coyuntura impactó en la adopción y éxito o fracaso de este nuevo servicio? Esta investigación busca identificar los factores que incentivan y desincentivan la adopción del servicio de alquiler de scooters eléctricos en Lima, un proyecto nuevo e innovador, que a diferencia de los otros medios de transporte individual como las bicicletas tradicionales, bicicletas eléctricas o motocicletas, se presentó en el mercado como una opción de transporte eléctrico en modalidad de alquiler, marcando un hito de una nueva categoría de servicios en Lima Metropolitana y que a pesar que auguraba mucho éxito, no consiguió lo esperado debido a circunstancias internas de las empresas proveedoras y a factores externos del mercado. Asimismo, la coyuntura permitió analizar los puntos fuertes y débiles del servicio de alquiler de scooters eléctricos y los factores que se deberían tomar en cuenta si se buscara lanzar nuevamente el servicio o modificar el actual modelo de negocio para que sea exitoso en la ciudad de Lima. La investigación incluye entrevistas a usuarios y no usuarios, proveedores del servicio de alquiler de scooters eléctricos, funcionarios de instituciones públicas relacionados al ecosistema de transporte urbano y expertos en marketing de servicios. Además, incluye como parte de la investigación cuantitativa, encuestas realizadas a los usuarios y no usuarios del servicio para validar los primeros hallazgos de la investigación cualitativa. Como principales conclusiones se identifican factores que incentivan a la demanda asociados al servicio en sí, pero también en la percepción de la marca proveedora de servicios y las motivaciones del público. Asimismo, desincentivan a la demanda los miedos a las nuevas tecnologías, temas externos como infraestructura de la ciudad y las malas experiencias del usuario. Por otro lado, los factores que incentivan a la los proveedores del servicio están relacionados a la oferta de valor, un plan de marketing establecido y oportunidades del mercado que impacten directamente en el servicio. Los principales factores que desincentivan a la oferta están relacionados con las decisiones de los inversionistas, costos operativos y factores relacionados a políticas y desarrollo urbano de la ciudad. Las principales recomendaciones se enfocaron en los proveedores del servicio y la importancia de conocer al público objetivo, generar confianza, contar con un plan de crisis y adaptar la estrategia a la realidad de cada país. Asimismo, las recomendaciones para los funcionarios del ecosistema de transporte urbano se enfocaron en aprovechar la relevancia que tomó este nuevo servicio para fomentar su uso, garantizar la seguridad de los peatones y elaborar campañas de educación vial. / One of the main recurring problems in Lima has been the management of public transport and services in general, which has been exacerbated by the restrictions imposed by the government as a result of the COVID-19 pandemic. In 2019, two companies led the entry of a new individual transport service in the city, offering a value proposition that encompassed modernity, environmental protection and practicality. However, various factors, both internal and external to the companies, meant that the original business model no longer existed, some companies had disappeared or those that were still operating were liquidating their teams. What happened then? What lessons can be learned from the introduction of this new individual transport service in Lima? How did the situation affect the acceptance and success or failure of this new service? This research seeks to identify the factors that promote and hinder the adoption of the electric scooter rental service in Lima, a new and innovative project that, unlike other means of individual transport such as traditional bicycles, electric bicycles or motorcycles, was presented to the market as an electric transport option for rent, marking a milestone in a new category of services in the metropolitan area of Lima, and which, despite promising much success, has not achieved what was expected due to internal circumstances of the supplier companies and external market factors. The research includes interviews with users and non-users, electric scooter rental service providers, officials from public institutions related to the urban transport ecosystem, and service marketing experts. It also includes surveys of users and non-users of the service to validate the initial findings of the qualitative and quantitative research. The main conclusions were that factors driving demand are related to the service itself, but also to the perception of the service provider's brand and the public's motivations. Similarly, fear of new technologies, external issues such as city infrastructure, and poor user experience discourage demand. On the other hand, the factors that incentivize service providers are related to the value proposition, an established marketing plan, and market opportunities that directly impact the service. The main disincentives to supply are related to investment decisions, operating costs, and factors related to city policies and urban development. The main recommendations focused on service providers and the importance of knowing the target audience, building trust, having a contingency plan, and adapting the strategy to the reality of each country. Likewise, recommendations for urban transport ecosystem officials focused on taking advantage of the relevance of this new service to promote its use, ensuring pedestrian safety and developing road safety education campaigns.

La presente tesis tiene como propósito lograr un Modelo de Negocio de Implementación de Electrolineras en la ciudad de Lima que pueda ser efectuado por las distintas distribuidoras de Energía Eléctrica Renovable, para lo cual se demostró su viabilidad y rentabilidad. La coyuntura internacional está demostrando un creciente interés hacia la conservación del medio ambiente. Esta preocupación común de las sociedades del mundo viene originando, de la mano con la tecnología, proyectos de gran beneficio en materia ecológica, principalmente en el campo del electro movilidad. Nuestra ciudad viene siendo testigo de estos cambios con la reciente aparición de vehículos menores de motor eléctrico como motos, bicimotos y scooters. Sin embargo, la realidad del transporte limeño exige soluciones de mayor envergadura como la adopción de vehículos eléctricos para transporte público y privado. Esta tendencia que viene cobrando fuerza a nivel sudamericano ha despertado el interés del estado peruano, que viene implementando un marco normativo para impulsar el crecimiento del mercado de vehículos eléctricos y la infraestructura necesaria para su desempeño. En este contexto surge la necesidad de implementar puntos de abastecimiento de recargas eléctricas, denominadas comercialmente como electrolineras, que contribuya con el inminente cambio de transporte mundial en el que nuestra ciudad necesita incorporarse. Es menester nuestro, en el marco de la innovación que impulsa nuestra casa educativa, desarrollar una propuesta de negocio viable, ecológica y con miras al futuro que nos merecemos. / The purpose of this tesis is to propose an EV Charging Station Business Model in the city of Lima that can be implemented by any of the distributors of Renewable Electric Power, for which their viability and profitability would be demonstrated. The international situation is showing us a growing interest in environmental conservation. This common concern of the societies arround the world has originated, side by side with technology, projects of great benefit in ecological matters, mainly in the field of electro mobility. Our city has witnessed these changes with the recent entry of smaller electric motor vehicles such as motorcycles, bicycles and scooters. However, the reality of Lima transportation requires a better solution such as the adoption of electric vehicles for public and private transportation. This trend that has been gaining strength into South America, has aroused the interest of the Peruvian state, which has been implementing a regulatory normative to boost the growth of the electric vehicle market and the infrastructure necessary for its operation. In this context, there is a need to implement points of supply of electric recharges, commercially known as electrolineras, which contributes to the imminent change of world transport in which our city needs to be incorporated. For the previously exposed, we consider necessary, in this path of the innovation that our educational house is embrassing, to develop a viable and ecological business proposal according to the future that we deserve. / Trabajo de investigación

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo evaluar la fuente de energía (renovable y no renovable) que fomente en mayor medida el crecimiento económico en el Perú. Para ello, se observó la relación entre el crecimiento económico y las diferentes fuentes de energía en el corto plazo y el largo plazo. Además, se utilizó el método autorregresivo con retardos distribuidos (ARDL) para confirmar la relación a largo plazo de las series. El modelo ARDL confirmó la cointegración entre las variables y con ello, la relación a largo y corto plazo. Los hallazgos que arrojó la estimación afirman que el consumo de energía renovable se relaciona positivamente con el PBI en el corto y largo plazo. Por lo tanto, se concluye que la economía peruana debería invertir aún más en la exploración y explotación de recursos de energía renovable. / The objective of this research work is to evaluate the source of energy (renewable and non-renewable) that promotes economic growth in Peru to a greater extent. For this, the relationship between economic growth and different energy sources in the short and long term was observed. In addition, the autoregressive distributed lag method (ARDL) was used to confirm the long-term relationship of the series. The ARDL model confirmed the cointegration between the variables and with it, the long- and short-term relationship. The findings that the estimation yielded affirm that the consumption of renewable energy is positively related to the GDP in the short and long term. Therefore, it is concluded that the Peruvian economy should invest even more in the exploration and exploitation of renewable energy resources. / Trabajo de investigación

El acceso universal a la energía es esencial para el pleno desarrollo de los retos y oportunidades que el mundo actual enfrenta, dado que permite el cumplimiento de actividades cotidianas relacionadas con la educación, salud, comercio entre otros. En el año 2015, la Organización de las Naciones Unidas reconoció a la energía como un elemento de desarrollo que condiciona el progreso de la humanidad, planteando como objetivo el incremento de la proporción de energía renovable en la matriz energética mundial. Bajo este contexto, la inclusión de energías renovables no tradicionales como alternativa de suministro eléctrico se perfila como una oportunidad para mejorar la calidad de vida de las personas, transformar la economía de las sociedades y combatir los efectos del cambio climático. En el caso del Perú, durante décadas, la producción de electricidad ha sido sostenida por fuentes hídricas convencionales y generación térmica Diesel. Con el uso del gas de Camisea a partir del año 2004, se marcó un cambio en el escenario energético peruano que hizo posible que, actualmente, el 94.85% de la población acceda al suministro eléctrico en sus domicilios. Además, con la promulgación del Decreto Legislativo Nº 1002 en el año 2008, el Estado peruano se traza un nuevo hito que impulsa la diversificación de la matriz energética mediante la participación de fuentes energéticas renovables no convencionales. Sin embargo, a pesar de la incursión de esta alternativa energética en el mercado eléctrico peruano y los esfuerzos por dotar del suministro eléctrico de calidad a más familias, aún existe un aproximado de 1’648,000 habitantes que no gozan de este beneficio y que, en su mayoría, residen en zonas rurales y de difícil acceso del Perú. Tomando en cuenta esta situación, el marco regulatorio vigente y el nivel de irradiancia solar anual que presentan las regiones del Perú (entre 4.5 y 8 KWh/m2/día), la presente tesis propone evaluar y justificar la factibilidad técnica, económica y social de la instalación de un sistema fotovoltaico aislado para dotar del servicio eléctrico a localidades aisladas no conectadas a la red eléctrica pública. Para ello, se caracterizó, haciendo uso del software Matlab, los elementos que conforman el sistema fotovoltaico. Se verificaron los resultados a través del dimensionamiento de un sistema fotovoltaico regido por la Norma Técnica Peruana (NTP_MINEM) y óptimo para el consumo eléctrico domiciliario de la localidad rural seleccionada: El Vallecito, perteneciente a la región del Cusco. Además, se evaluó la viabilidad económica del acceso al servicio eléctrico domiciliario a través de un sistema fotovoltaico aislado, considerando la aplicación de la tarifa BT8 y el subsidio FOSE. Finalmente, se analizó las posibles implicancias de índole social que origina la instalación de un sistema fotovoltaico aislado como alternativa de suministro eléctrico en la localidad mencionada.

[ES] Los Sistemas de Distribución de Calor Urbanos (SDCU) son una tecnología madura para el suministro eficiente de calor en las ciudades. En el contexto de la crisis climática y del objetivo de descarbonizar el sector de la calefacción, estos sistemas pueden desempeñar un papel muy importante. En principio, los SDCU existentes actualmente están basados principalmente en el uso de combustibles fósiles, por lo que forman parte del problema. Sin embargo, mediante la integración de plantas de generación de calor renovables, los SDCU pueden ofrecer un gran potencial para apoyar la transición hacia un suministro de calor sin combustibles fósiles. Esta transición se ve dificultada por diversas barreras. Por ejemplo, la necesidad de bajas temperaturas de suministro para que la integración de las plantas renovables de generación de calor sea rentable. Sin embargo, dado que las plantas de generación de calor fósiles existentes no se benefician de una reducción de la temperatura, existe un efecto de bloqueo en los modelos de negocio establecidos. En la investigación actual, la resolución de las barreras se centra en soluciones individuales para cuestiones específicas y en estrategias de calor para un nivel general. Como las barreras están fuertemente interrelacionadas, las empresas de distribución de calor urbano requieren una metodología de transición sistémica para sus actividades específicas en los diferentes ámbitos de planificación y operación. Tras constatar su ausencia en la bibliografía, la presente tesis pretende desarrollar una metodología integral que facilite dicha transición de forma rentable. Para la realización de esta tarea, esta tesis introduce un enfoque de marco que combina conceptos independientes nuevos y existentes, construyéndose sobre una estructura diseñada en los ocho «ámbitos» de interés de los SDCU. Estos ámbitos de los SDCU clasifican las actividades en los diferentes campos de las problemáticas de este tipo de sistemas. Para abordar las actividades de planificación y operación en las empresas de distribución de calor urbano, estas actividades se integran en el nuevo «marco» que se clasifica según los tres ámbitos de los SDCU: «diseño», «planificación operativa» y «operación». Dicho marco resume las actividades relacionadas según los procesos y las vincula mediante mecanismos técnicos y económicos. Estos mecanismos se plantean de forma que todas las actividades se incentiven para facilitar la transición. Se propone una nueva estructura organizativa que permita la introducción de la competencia, al mismo tiempo que el marco asegura la llamada suboptimización, la prevención del abuso de poder en el mercado y la restricción de las inversiones. Además, permite a los productores de calor independientes integrarse en el sistema. Complementariamente, el marco integra las tecnologías más relevantes que ofrecen flexibilidad al sistema para compensar las fluctuaciones de la producción. En esta tesis se ha desarrollado un marco adecuado para aplicar un «paradigma de transición» global a los SDCU existentes o futuros. Además, puede ser utilizado por los responsables políticos o municipales para mejorar las condiciones legales existentes y las estrategias locales de calor en relación con un sistema global. La tesis recomienda seguir investigando para la implementación del marco y una evaluación cuantitativa de la introducción de la competencia en los SDCU. / [CA] Els Sistemes de Distribució de Calor Urbans (SDCU) són una tecnologia madura per a la provisió eficient de calor a les ciutats. En el context de la crisi climàtica i de l'objectiu de descarbonitzar el sector de la calefacció, aquests sistemes poden exercir un paper molt important. En principi, els SDCU existents actualment estan basats principalment en l'ús de combustibles fòssils, per la qual cosa formen part del problema. No obstant això, mitjançant la integració de plantes de generació de calor renovables, els SDCU poden oferir un gran potencial per a donar suport a la transició cap a una provisió de calor sense combustibles fòssils. Aquesta transició es veu dificultada per diverses barreres. Per exemple, la necessitat de baixes temperatures de subministrament perquè la integració de les plantes renovables de generació de calor siga fructífera. No obstant això, atés que les plantes de generació de calor fòssils existents no es beneficien d'una reducció de la temperatura, existeix un efecte de bloqueig en els models de negoci establits. En la investigació actual, la resolució de les barreres se centra en solucions individuals per a qüestions específiques i en estratègies de calor per a un nivell general. Com les barreres estan fortament interrelacionades, les empreses de distribució de calor urbana requereixen una metodologia de transició sistèmica per a les seues activitats específiques en els diferents àmbits de planificació i operació. Després de constatar la seua absència en la bibliografia, la present tesi pretén desenvolupar una metodologia integral que facilite aquesta transició de manera profitosa. Per a la realització d'aquesta tasca, aquesta tesi introdueix un enfocament de marc que combina conceptes independents nous i existents, construint-se sobre una estructura dissenyada en els huit «àmbits» d'interés dels SDCU. Aquests àmbits dels SDCU classifiquen les activitats en els diferents camps de les problemàtiques d'aquest tipus de sistemes. Per a abordar les activitats de planificació i operació en les empreses de distribució de calor urbana, aquestes activitats s'integren en el nou «marc» que es classifica segons els tres àmbits dels SDCU: «disseny», «planificació operativa» i «operació». Aquest marc resumeix les activitats relacionades segons els processos i les vincula mitjançant mecanismes tècnics i econòmics. Aquests mecanismes es plantegen de manera que totes les activitats s'incentiven per a facilitar la transició. Es proposa una nova estructura organitzativa que permeta la introducció de la competència, al mateix temps que el marc assegura l'anomenada suboptimització, la prevenció de l'abús de poder en el mercat i la restricció de les inversions. A més, permet als productors de calor independents integrar-se en el sistema. Complementàriament, el marc integra les tecnologies més rellevants que ofereixen flexibilitat al sistema per a compensar les fluctuacions de la producció. En aquesta tesi s'ha desenvolupat un marc adequat per a aplicar un «paradigma de transició» global als SDCU existents o futurs. A més, pot ser utilitzat pels responsables polítics o municipals per a millorar les condicions legals existents i les estratègies locals de calor en relació amb un sistema global. La tesi recomana continuar investigant per a la implementació del marc i una avaluació quantitativa de la introducció de la competència en els SDCU. / [EN] District heating systems (DHSs) are a mature technology for an efficient heat supply in cities. In the context of the climate crisis and the related goal of a decarbonized heating sector, DHSs play an ambivalent role. As existing DHSs are mostly based on fossil fuels, they are part of the problem. However, as they can also integrate renewable heating plants, DHSs offer a great potential to support the transition towards a fossil-free heat supply. This transition is hindered by several barriers. For example, low supply temperatures are needed for the economically efficient integration of renewable heating plants. However, since existing fossil heating plants marginally benefit from a reduction of the temperature, a lock-in effect to the established business models exists. In the current research, resolving the barriers is focused either on individual solutions for specific issues or on heat strategies for a general level. Since the barriers are strongly interrelated, district heating (DH) companies require a systemic transition methodology for their specific activities in the different fields of planning and operation. Since such a transition methodology is identified as lacking in the literature, this thesis aims to develop a comprehensive methodology that facilitates the transition in an economically efficient way. To develop such a transition methodology, this thesis introduces a framework approach that combines new and existing independent concepts and that is built on a newly developed structure of eight "DH scopes." These DH scopes classify the activities in the different fields of DH concerns. To address the planning and operation activities in DH companies, these activities are integrated into the new "framework" that is classified according to the three DH scopes "design," "operative planning," and "operation." The framework summarizes the related activities according to processes and links them using technical and economic mechanisms. These mechanisms are considered in such a way that all activities are incentivized to facilitate the transition. A new organizational structure is proposed that allows for the introduction of competition while the framework secures so-called suboptimization, abuse of market power, or investment restraint. Independent heat producers are integrated in a system-serving way. The framework integrates the relevant technologies that offer flexibility to the system to compensate for fluctuation in production. In this thesis, a framework is devised that is suitable for implementing a comprehensive "transition paradigm" to existing or future DHSs. Further, it can be used by policymakers or municipalities to improve existing legal conditions and local heat strategies in relation to a comprehensive overall system. The thesis recommends further investigation for the implementation of the framework and a quantitative evaluation of the introduction of competition to DHSs. / Lorenzen, P. (2022). A Comprehensive Framework and Associated Methodology for the Design, Operative Planning, and Operation of District Heating Systems to Facilitate the Transition Towards a Fully Renewable Heat Supply [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/185882