Ενεργειακή Ανάλυση και Λήψη Αποφάσεων: Ένα Πολυκριτηριακό Μεθοδολογικό Πλαίσιο

Transcript

1 Ενεργειακή Ανάλυση και Λήψη Αποφάσεων: Ένα Πολυκριτηριακό Μεθοδολογικό Πλαίσιο Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ Πανεπιστήµιο Αιγαίου Τµήµα Περιβάλλοντος Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα Σπουδών Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση Ηρακλής Πολατίδης Οκτώβριος, 2003 i

2 ii

3 Ενεργειακή Ανάλυση και Λήψη Αποφάσεων: Ένα Πολυκριτηριακό Μεθοδολογικό Πλαίσιο Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ Πανεπιστήµιο Αιγαίου Τµήµα Περιβάλλοντος Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα Σπουδών Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση Ηρακλής Πολατίδης Οκτώβριος, 2003 iii

4 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ευχαριστώ τον Αναπληρωτή Καθηγητή του Τµήµατος Περιβάλλοντος ία Χαραλαµπόπουλο για την επιστηµονική καθοδήγηση σε όλη τη διάρκεια του διδακτορικού προγράµµατος. Χωρίς την πολύτιµη συµβολή του θα ήταν πολύ δυσκολότερη η διεκπεραίωση αυτής της διατριβής. Περισσότερο όµως τον ευχαριστώ για την ευκαιρία που µου έδωσε να µαθητεύσω δίπλα του. Τα πιο σηµαντικά πράγµατα που µου δίδαξε µε τις συζητήσεις που κάναµε και τις περιπέτειες που περάσαµε εκτείνονται πολύ παραπέρα από τα όρια της επιστηµονικής έρευνας. Ευχαριστώ τις φοιτήτριες του ΜΠΣ Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση Κική Χαραλαµπίδου και Μυρσίνη Σάλτα, για την αρχική επεξεργασία τµηµάτων της διατριβής. iv

5 Στην Κατερίνα v

6 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διατριβή αποτελεί το επιστέγασµα διδακτορικού προγράµµατος η έρευνα του οποίου κατά το µεγαλύτερο τµήµα διεξήχθη στο Εργαστήριο Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας και Ενεργειακών Συστηµάτων (ΕΑΠΕΕΣ), στα πλαίσια του ΜΠΣ Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση. Επιβλέπων της ερευνητικής προσπάθειας ήταν ο Αναπληρωτής Καθηγητής ίας. Χαραλαµπόπουλος. Η διδακτορική εργασία έχει οδηγήσει µέχρι στιγµής στις παρακάτω δηµοσιεύσεις: I. Πολατίδης, Η., Χαραλαµπόπουλος,., Μεθοδολογικό πλαίσιο πολυκριτηριακής αξιολόγησης επενδύσεων Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας, 2ο Εθνικό Συνέδριο Η εφαρµογή των Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας, Προτεραιότητες σε συνθήκες απελευθερωµένης αγοράς, Μονάδα Ανανεώσιµων Ενεργειακών Πόρων, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Μάρτιος 2001 II. Polatidis, H., Haralambopoulos, D., Normative Aspects of Renewable Energy Planning; A Participatory Multi-Criteria Approach, Working paper, Keele University, School of Politics, International Studies and the Environment (SPIRE), International Society for Ecological Economics, January 2002 ( III. Haralambopoulos, D., Polatidis, H., Renewable energy projects: structuring a multi-criteria group decision-making framework, Renewable Energy, 28 (2003) IV. Polatidis, H., Haralambopoulos, D., Kemp, R., Rothman, D., Creating an energy system that we want but don t know yet, using Integrated Assessment, Transition Management and multi-criteria Analysis, Integrated Assessment, accepted for publication, forthcoming, 2003 V. Polatidis, H., Haralambopoulos, D., Local renewable energy planning; A participatory multi-criteria approach as a complement to current practice in Greece, Energy Sources, accepted for publication, forthcoming, 2003 Η δηµοσίευση Ι, βασίστηκε σε ιδέες και προτάσεις που προέκυψαν από κοινή προσπάθεια των δύο συγγραφέων. Η δηµοσίευση ΙΙ αποτελεί ερευνητική προσπάθεια που ξεκίνησε στα πλαίσια της παρούσας διατριβής και συνεχίστηκε κατά την παραµονή του συγγραφέα στο Keele University, School of Politics, International Relations and the Environment (SPIRE), UK. Ο συγγραφέας συµµετείχε στο Πρόγραµµα Υποτροφιών Marie Curie Host Fellowships της Ευρωπαϊκής Επιτροπής (European Commission, Research Directorates General). Τίτλος του συγκεκριµένου Προγράµµατος: Implementing Sustainable Development: Principles, Policies and Socio-Economic Drivers (contract no: EVK2-CT ). ιάρκεια παραµονής: Σεπτέµβριος 2001 Φεβρουάριος Υπεύθυνος επιβλέπων Καθηγητής: Professor John Proops. vi

7 Η αρχική υπόθεση εργασίας της δηµοσίευσης ΙΙΙ, βασίστηκε σε ιδέα του Αναπληρωτή Καθηγητή ία Χαραλαµπόπουλου. Το συνολικό πλαίσιο εφαρµογής και η ανάλυση των αποτελεσµάτων προήλθαν από κοινή προσπάθεια και των δύο συγγραφέων. Η δηµοσίευση IV αποτελεί απόρροια της έρευνας που διεξήγαγε ο συγγραφέας στα πλαίσια της επίσκεψής του στο University of Maastricht, στο ερευνητικό κέντρο Maastricht Economic Research Institute on Innovation and Technology MERIT. Ο συγγραφέας συµµετείχε στο Πρόγραµµα Υποτροφιών Marie Curie Host Fellowships της Ευρωπαϊκής Επιτροπής (European Commission, Research Directorates General - Improving Human Potential and Socio-Economic Knowledge base programme, Marie Curie Training Sites Fellowships). Τίτλος του συγκεκριµένου Προγράµµατος: European Doctoral School - Economics of Technological and Institutional Change (contract no: HPMT ). ιάρκεια παραµονής: Μάρτιος 2002 Ιούλιος Υπεύθυνος επιβλέπων Καθηγητής: Dr Rene Kemp, σε συνεργασία µε τον Dr Dale Rothman (International Center of Integrated Studies ICIS, University of Maastricht). Η δηµοσίευση V, παρουσιάζει την εφαρµογή του προτεινόµενου µεθοδολογικού πλαισίου πολυκριτηριακής ενεργειακής αξιολόγησης, της παρούσας διατριβής, για την περίπτωση της Ελλάδας. Η σχεδίαση και η υλοποίηση της εφαρµογής αποτελούν ευθύνη του πρώτου συγγραφέα. Η ανάλυση των αποτελεσµάτων και η δόµηση του άρθρου αποτελούν κοινή προσπάθεια και των δύο συγγραφέων. Οι βασικές ιδέες και υποθέσεις εργασίας της παρούσας διατριβής διαµορφώθηκαν, κατά κύριο λόγο, από εκτενείς συζητήσεις µε τον επιβλέποντα Καθηγητή ία Χαραλαµπόπουλο. Ωστόσο, τµήµατα της διδακτορικής εργασίας οφείλουν την έµπνευση στις συζητήσεις µε τους Professor John Proops, και Professor Andy Dobson (Keele University, School of Politics International Relations and the Environment, UK), Dr Rene Kemp, και Dr Dale Rothman (University of Maastricht ερευνητικό Ινστιτούτο MERIT και ICIS αντίστοιχα), Associate Professor Giussepe Munda (Autonomous University of Barcelona, Department of Economic History), Dr Joaquin Valdivielso (Universitat de les Illes Balears, Department of Philosophy) και Dr Γιώργο Βλοντάκη (EXERGIA SA, Αθήνα). Επίσης σηµαντικά κοµµάτια της διατριβής αποτελούν τµήµατα των Work Packages του χρηµατοδοτούµενου από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή ερευνητικού προγράµµατος µε τίτλο : Development and Application of a Multi-Criteria Software Decision Analysis Tool for Renewable Energy Sources. Το Πρόγραµµα ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2002 και θα ολοκληρωθεί τον εκέµβριο του Υπάγεται στο FP5 EESD 5th FRAMEWORK PROGRAMME, Energy and Sustainable Development, Part B Energy, Category Accompany Measures (Project No: NNE NNE5/273/2001). Τέλος τµήµατα της διατριβής έτυχαν πρώτης επεξεργασίας κατά την υλοποίηση δύο µεταπτυχιακών εργασιών στα πλαίσια του ΜΠΣ Περιβαλλοντική πολιτική και ιαχείριση. Αυτές είναι: Χαραλαµπίδου, Κ.Ι., Πολυκριτηριακές µέθοδοι αξιολόγησης ενεργειακών επενδύσεων, η περίπτωση της γεωθερµίας, Μεταπτυχιακή Εργασία, Πανεπιστήµιο vii

8 Αιγαίου, ΜΠΣ Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση, Μυτιλήνη, Σεπτέµβριος 2000 Σάλτα, Μ., Η ανάπτυξη της γεωθερµίας µία πολυκριτηριακή προσέγγιση «Η περίπτωση του Πολυχνίτου» Μεταπτυχιακή Εργασία, Πανεπιστήµιο Αιγαίου, ΜΠΣ Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση, Μυτιλήνη, εκέµβριος 2002 viii

9 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΡΟΛΟΓΟΣ σελ. i Κατάλογος Πινάκων vii Κατάλογος Σχηµάτων viii 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 2. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ Εισαγωγή Ενεργειακή - Περιβαλλοντική Πολιτική και Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας Πολυκριτηριακές Μεθοδολογίες Λήψης Αποφάσεων Γενικά Τεχνικές Πολυκριτηριακής Ανάλυσης Η Πολυκριτηριακή Ανάλυση στον Ενεργειακό και Περιβαλλοντικό Σχεδιασµό Συµπεράσµατα ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Εισαγωγή Ανάλυση Πολιτικής Μετάβαση σε ένα νέο Ενεργειακό Σύστηµα Εισαγωγή Το νέο Πλαίσιο Σχεδιασµού Ενεργειακής Πολιτικής ιαµόρφωση Στρατηγικής και Τοπική Λήψη Αποφάσεων Περιγραφή του Πλαισίου ιαµόρφωσης Στρατηγικής και Τοπικής Λήψης Αποφάσεων Οι Συµµετέχοντες στη ιαδικασία Ανάπτυξη των Εναλλακτικών Σεναρίων Καθορισµός των Κριτηρίων Επιλογής Επιλογή της Κατάλληλης Πολυκριτηριακής Μεθόδου 46 ix

10 Η δόµηση του προβλήµατος Η µέθοδος µοντελοποίησης της προτίµησης Ο αλγόριθµος συνάθροισης των κριτηρίων αξιολόγησης Συγκριτική αξιολόγηση των µεθόδων ΠΑ για το ενεργειακό / περιβαλλοντικό τοπίο Αποκάλυψη της Προτίµησης των Συµµετεχόντων Ανάλυση Ευαισθησίας Συµπεράσµατα ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΜΕΛΕΤΗΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ Εισαγωγή Η περίπτωση του ενεργειακού τοµέα της Ε.Ε Ενεργειακός σχεδιασµός ΑΠΕ σε εθνικό επίπεδο: Η σηµασία της αιολικής ενέργειας για την περίπτωση της Ελλάδας Γενικά Υπάρχουσα κατάσταση Ανάπτυξη των ΑΠΕ: Εξέταση περιπτώσεων Οι απόψεις των τοπικών κοινοτήτων Το πλαίσιο ενεργειακού σχεδιασµού: Η περίπτωση της Ελλάδας Η Περίπτωση του Γεωθερµικού Πεδίου του Πολυχνίτου Περιγραφή της Κατάστασης Γενικά Ορισµός των εµπλεκοµένων στη διαδικασία Σχηµατισµός των εναλλακτικών σεναρίων Η επιλογή των κριτηρίων απόφασης Η απόσπαση των βαθµών βαρύτητας Εφαρµογή του Μοντέλου Εισαγωγικά Εφαρµογή της Μεθόδου PROMETHEE II Εφαρµογή της Μεθόδου ELECTRE III Συµπεράσµατα ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 101 x

11 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι Ενεργειακή και Περιβαλλοντική ιαχείριση: Μεθοδολογίες Πολυκριτηριακής Ανάλυσης ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ Τεχνικά Στοιχεία για την Περίπτωση του Γεωθερµικού Πεδίου του Πολυχνίτου ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙΙ Κριτήρια Αξιολόγησης (Ανανεώσιµων) Ενεργειακών Έργων ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙV ηµοσιεύσεις ΠΑΡΑΤΗΜΑ V Αρκτικόλεξο xi

12 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ σελ. Πίνακας 3.1. Τωρινή (2000) και µελλοντική (2030) κάλυψη της ενεργειακής ζήτησης στην E.E. (σενάριο business-as-usual) 28 Πίνακας 3.2. Αύξηση των εκποµπών CO 2 στην Ευρώπη για τα έτη 2010, 2020 και 2030 σε σχέση µε το 1990 (έτος βάσης για το Πρωτόκολλο του Κιότο) 28 Πίνακας 3.3. Εξάρτηση από εισαγόµενα καύσιµα στην Ευρώπη για το έτος 1998 και εκτίµηση για τα έτη 2010, 2020 και 2030 (σενάριο business-αs -usual) 28 Πίνακας 3.4: είκτες κριτηρίων στα διαφορετικά χωρικά επίπεδα 35 Πίνακας 3.5: Σχεδιασµός για την ανάπτυξη των ΑΠΕ: η δηµιουργία εναλλακτικών σεναρίων 42 Πίνακας 3.6. Πλαίσιο ενεργειακών και περιβαλλοντικών προβληµάτων: Συγκριτική αξιολόγηση των µεθόδων ΠΑ 50 Πίνακας 3.7: Υπολογισµός του δείκτη σταθερότητας R p της PROMETHEE 61 Πίνακας 4.1: Εγκατεστηµένη ισχύς και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας του εθνικού συστήµατος ηλεκτρικής ενέργειας το έτος Πίνακας 4.2: Αιτήσεις στη ΡΑΕ για την αδειοδότηση έργων ΑΠΕ µέχρι 31/12/ Πίνακας 4.3: Πληροφορίες σχετικά µε τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν 74 Πίνακας 4.4: Βαθµοί βαρύτητας των τοπικών συµβουλίων 77 Πίνακας 4.5: Αποδόσεις των σεναρίων σε σχέση µε το σύνολο των κριτηρίων 87 Πίνακας 4.6: Τελικοί βαθµοί βαρύτητας των συµµετεχόντων 88 Πίνακας 4.7: Πίνακας αξιολόγησης PROMETHEE II Μητρώο Απόφασης 90 Πίνακας 4.8: Αποτελέσµατα της µεθόδου PROMETHEE II 93 Πίνακας 4.9: Τελικές κατατάξεις των εναλλακτικών σεναρίων από την εφαρµογή της µεθόδου PROMETHEE II 95 Πίνακας 4.10: Τελικές κατατάξεις εναλλακτικών σεναρίων από την εφαρµογή της µεθόδου ELECTRE III 97 xii

13 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήµα 3.1: Τεχνολογική αλλαγή και αειφόρος ανάπτυξη σε ενεργειακό καθεστώς 29 Σχήµα 3.2. Κύρια χαρακτηριστικά του Νέου Πλαισίου Ενεργειακής Πολιτικής 30 Σχήµα 3.3. Η δηµιουργία του Νέου Πλαισίου Ενεργειακής Πολιτικής 31 Σχήµα 3.4: Ενεργειακός Σχεδιασµός: Η νέα προσέγγιση 33 Σχήµα 3.5: Το νέο πλαίσιο λήψης απόφασης για τις ΑΠΕ 38 Σχήµα 3.6: Οι συµµετέχοντες στη διαδικασία λήψης απόφασης για τις ΑΠΕ 39 Σχήµα 3.7: Σχηµατική παράσταση της ιεραρχικής δοµής ενός πλαισίου πολυκριτηριακής ενεργειακής αξιολόγησης 43 Σχήµα 3.8: Αποδόµηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων έργων ΑΠΕ 45 Σχήµα 3.9: Το credal και το pignistic επίπεδο πεποίθησης 54 Σχήµα 3.10: Ανάλυση ευαισθησίας του µοντέλου ΠΑ των ΑΠΕ 56 Σχήµα 3.11: Αντιµετώπιση της αβεβαιότητας των αποδόσεων των δράσεων στα θεωρούµενα κριτήρια (αποφυγή ανάλυσης ευαισθησίας) 57 Σχήµα 3.12: Αρχική κατάταξη των σεναρίων (1-4) για τον Αποφασίζων Τοπική αυτοδιοίκηση 58 Σχήµα 3.13: Αρχικοί βαθµοί βαρύτητας κριτηρίων (Α-Ε) για τον Αποφασίζων Τοπική αυτοδιοίκηση 59 Σχήµα 3.14: Η προτεινόµενη ανάλυση ευαισθησίας 59 Σχήµα 3.15: Ανάλυση ευαισθησίας των αποτελεσµάτων του Αποφασίζων Τοπική αυτοδιοίκηση 60 Σχήµα.4.1: Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας στο Ελληνικό διασυνδεδεµένο δίκτυο 68 Σχήµα 4.2:Αιολική ενέργεια και φυσικό αέριο: εγκατεστηµένη ισχύς το έτος 1999 και Σχήµα.4.3: Οι περιοχές που εξετάστηκαν 72 Σχήµα.4.4: Ενδεικτική κατανοµή των επενδύσεων έργων ΑΠΕ σύµφωνα µε το είδος του επενδυτή 76 Σχήµα 4.5: Ενεργειακός Σχεδιασµός για τις ΑΠΕ στην Ελλάδα 81 Σχήµα 4.6. Γραφική απεικόνιση της κατάταξης των σεναρίων για την ηµοτική Αρχή Πολυχνίτου 94 Σχήµα 4.7. Γραφική απεικόνιση της κατάταξης των σεναρίων για τον Επενδυτή 94 Σχήµα 4.8. Γραφική απεικόνιση της κατάταξης των σεναρίων για την Περιφέρεια Β. Αιγαίου 94 xiii