Assessment of Carbon Footprint Associated with Electricity Consumption at Deen Dayal Upadhyaya Gorakhpur University, India

Resumen Técnico: Evaluación de la Huella de Carbono Asociada al Consumo de Electricidad en la Universidad Deen Dayal Upadhyaya Gorakhpur, India

Planteamiento del Problema
El cambio climático y la sostenibilidad ambiental son desafíos globales críticos, donde las instituciones de educación superior representan consumidores de energía significativos debido a sus diversas actividades académicas, de investigación, administrativas y residenciales. En la India, donde la generación de electricidad sigue dependiendo fuertemente de los combustibles fósiles, los campus universitarios contribuyen sustancialmente a las emisiones indirectas de gases de efecto invernadero (GEI), específicamente categorizadas como emisiones de Alcance 2 bajo el Protocolo de Gases de Efecto Invernadero. A pesar de la necesidad reconocida de cuantificar y gestionar estas emisiones, existe una falta de evaluaciones longitudinales exhaustivas de las huellas de carbono relacionadas con la electricidad en las universidades indias. Este estudio aborda esta brecha mediante la evaluación de la huella de carbono asociada al consumo de electricidad en la Universidad Deen Dayal Upadhyaya (DDU) Gorakhpur (DDUGU) durante un periodo de seis años (2019–2024), examinando la interacción entre la demanda de energía, la integración de energías renovables y factores externos como la pandemia de COVID-19.

Metodología
El estudio empleó un marco de evaluación cuantitativa basado en el Protocolo de Gases de Efecto Invernadero (GEI) desarrollado por el World Resources Institute (WRI) y el World Business Council for Sustainable Development (WBCSD). El alcance se limitó a las emisiones de Alcance 2 (emisiones indirectas de la electricidad comprada), excluyendo el Alcance 1 (emisiones directas) y el Alcance 3 (otras emisiones indirectas).

• Área de Estudio: DDUGU, ubicada en Gorakhpur, Uttar Pradesh, que cubre aproximadamente 190.96 acres con más de 30 edificios, atendiendo a más de 20,000 estudiantes y 1,900 empleados.
• Recolección de Datos: Los datos mensuales de consumo de electricidad (en kWh) se obtuvieron de las facturas emitidas por la Uttar Pradesh Power Corporation Limited (UPPCL) para los años fiscales 2019–2024. Los datos de Generación de Energía Solar (GES) se obtuvieron de los registros del sistema fotovoltaico en el campus.
• Factores de Emisión: Los factores de emisión anuales se obtuvieron de la Central Electricity Authority (CEA), Gobierno de la India, con rangos de 0.703 a 0.727 kg CO2e/kWh a través de los años de estudio.
• Cálculos:
  • Las Emisiones de Carbono (EC) se calcularon utilizando la fórmula: $EC = \text{Datos de Actividad (Consumo de Electricidad)} \times \text{Factor de Emisión}$.
  • El Consumo Neto de la Red (CNR) se determinó restando la Generación de Energía Solar del Consumo Total de Electricidad ($CNR = CET - GES$).
  • El estudio también modeló un escenario contrafáctico donde toda la electricidad fuera suministrada únicamente por plantas de energía térmica para ilustrar la huella de carbono potencial sin la mitigación solar.

Resultados Clave
El análisis reveló variaciones estacionales e interanuales distintivas en el consumo de electricidad y las emisiones asociadas:

1. Patrones Estacionales: El consumo de electricidad y las EC exhibieron fluctuaciones estacionales pronunciadas. El consumo máximo ocurrió durante los meses de verano (mayo–junio) debido a los requerimientos de refrigeración, mientras que el consumo más bajo se registró en invierno (noviembre–diciembre).
2. Impacto de la Pandemia (2020–2021): Se observó una disminución significativa en el consumo de electricidad y en las EC durante 2020 y 2021. El consumo total de electricidad cayó de 2,190,789 kWh en 2020 a 1,495,134 kWh en 2021, lo que resultó en una reducción correspondiente en las emisiones de 789.30 tCO2e a 614.17 tCO2e. Esto se atribuyó a los confinamientos en el campus, la reducción de la ocupación y el cambio hacia el aprendizaje en línea.
3. Resurgimiento Post-Pandemia: Tras la reanudación de las actividades normales, la demanda de electricidad aumentó. El consumo anual subió a 3,181,673 kWh en 2024, con emisiones asociadas que alcanzaron 1,613.77 tCO2e.
4. Rol de la Energía Solar: La Generación de Energía Solar (GES) en el campus desempeñó un papel crítico en la mitigación de emisiones.
   • En 2023, una disminución notable en la GES (311,298.8 kWh) coincidió con un aumento agudo en el Consumo Neto de la Red (2,560,421.2 kWh) y en las emisiones (1,920.22 tCO2e).
   • Por el contrario, en 2024, la GES se recuperó a 908,765 kWh, ayudando a reducir el Consumo Neto de la Red y las emisiones a 1,613.77 tCO2e, a pesar de la mayor demanda total.
   • En varios meses, la GES superó el consumo total del campus, resultando en valores netos de la red negativos y valores de EC negativos, lo que indica un excedente de energía renovable.
5. Análisis Comparativo: Si la universidad hubiera dependido enteramente de la energía térmica sin la integración solar, la huella de carbono de 2024 habría sido de 2,258.99 tCO2e. La huella real, considerando la generación solar, fue de 1,613.77 tCO2e, demostrando una reducción sustancial en las emisiones.

Contribuciones Clave

• Datos Longitudinales: El estudio proporciona un raro conjunto de datos longitudinales de seis años (2019–2024) que rastrean la huella de carbono de una universidad india, capturando todo el espectro de los cambios operativos pre-pandemia, durante la pandemia y post-pandemia.
• Cuantificación de Alcance 2: Ofrece una cuantificación precisa de las emisiones de Alcance 2 para DDUGU, estableciendo una línea base para la futura planificación de la sostenibilidad.
• Impacto de la Energía Renovable: La investigación demuestra empíricamente la relación inversa entre la generación de energía solar y la dependencia de la red, resaltando cómo las fluctuaciones en la producción renovable impactan directamente la huza de carbono institucional.
• Correlación Estacional y Operativa: Identifica la fuerte correlación entre las condiciones climáticas estacionales (demanda de refrigeración) y la intensidad operativa (calendarios académicos) en la conducción de las tendencias de emisiones.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que el consumo de electricidad es la fuente primaria de emisiones indirectas de carbono dentro del campus universitario. El estudio sostiene que la integración de energía renovable, específicamente los sistemas solares fotovoltaicos, es esencial para mitigar estas emisiones, aunque su efectividad es contingente a la confiabilidad y el mantenimiento del sistema, como lo evidencia el pico de emisiones en 2023 debido a la reducción de la generación solar.

El documento concluye que, si bien las reducciones temporales en las emisiones (como durante la pandemia) son posibles mediante la interrupción operativa, la sostenibilidad a largo plazo requiere intervenciones estructurales. Estas incluyen la expansión de la capacidad solar, la mejora de la eficiencia energética, la adopción de tecnologías de eficiencia energética y el fomento de comportamientos conscientes del consumo de energía. Los hallazgos se presentan como información valiosa para responsables de políticas y administradores universitarios que buscan alinearse con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 13 (Acción por el Clima) y apoyar la transición hacia entornos de campus sostenibles y de baja emisión de carbono. El estudio enfatiza que la contabilidad precisa de las emisiones evitadas mediante la energía renovable es crítica para la toma de decisiones basada en evidencia en la planificación energética institucional.