ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑ ΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ /ΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΜΟΥΣΙΟΠΟΥΛΟΣ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΙΑΘΕΣΙΜΩΝ ΠΡΑΚΤΙΚΩΝ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟ ΩΝ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΑΘΗΝΑ ΧΡΥΣΟΥΛΙ ΟΥ ΑΕΜ: 4774 ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΜΟΥΣΙΟΠΟΥΛΟΣ ΑΡΜΟ ΙΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ: ΧΑΡΙΣΙΟΣ ΑΧΙΛΛΑΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2012
1. 2. 3. 4. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙ ΤΜΗΜΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑ ΟΣΗΣ Ο ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜ ΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΗΣ 5. Υπεύθυνος: Καθ. Ν. Μουσιόπουλος 6. Αρµόδιος Παρακολούθησης: Χαρίσιος Αχίλλας 7. Τίτλος εργασίας: ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΙΑΘΕΣΙΜΩΝ ΠΡΑΚΤΙΚΩΝ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ ΑΗΗΕ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟ ΩΝ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 8. Ονοµατεπώνυµο φοιτητή (-ών): ΑΘΗΝΑ ΧΡΥΣΟΥΛΙ ΟΥ 9. Αριθµός µητρώου: 4774 10. Θεµατική 11. Ηµεροµηνία έναρξης: 12. Ηµεροµηνία παράδοσης: 13. Αριθµός εργασίας: περιοχή: ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2012 ΙΟΥΛΙΟΣ 2012 ΑΠΟΒΛΗΤ Α 14. Περίληψη: Η παρούσα διπλωµατική εργασία εστιάζει στην αξιολόγηση των διαθέσιµων πρακτικών διαχείρισης των ΑΗΗΕ και στην επιλογή της βέλτιστης πρακτικής βάσει οικονοµικών, κοινωνικών, περιβαλλοντικών και τεχνολογικών παραµέτρων µε τη βοήθεια µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης. Αρχικά, αναλύονται οι υπάρχουσες πρακτικές διαχείρισης των ΑΗΗΕ οι οποίες περιλαµβάνουν την ανακύκλωση, την επαναχρησιµοποίηση, την εξαγωγή και την απλή απόθεση σε ΧΥΤΑ ή την αποτέφρωση των ΑΗΗΕ. Έπειτα, παρατίθενται τα βασικά κριτήρια τα οποία οµαδοποιούνται σε τέσσερις κατηγορίες, τα οικονοµικά, τα κοινωνικά, τα τεχνολογικά και τα περιβαλλοντικά κριτήρια. Με τη βοήθεια των εµπειρογνώµων βαθµολογείται κάθε σενάριο βάσει των παραπάνω κριτηρίων ώστε µε τη χρήση µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης να εξαχθεί η βέλτιστη πρακτική διαχείρισης των ΑΗΗΕ για την περίπτωση της Ελλάδας. Ακόµη, παρατίθεται βιβλιογραφική ανασκόπηση της χρήσης µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης σε προβλήµατα διαχείρισης απορριµµάτων. Τέλος, παρουσιάζονται αναλυτικά οι δύο χρησιµοποιούµενες µέθοδοι πολυκριτηριακής ανάλυσης, PROMETHEE και ELECTRE και συγκρίνονται στο τέλος τα αποτελέσµατα τους. 15. Στοιχεία εργασίας: Αρ. Σελίδων: 138 Αρ. Εικόνων: 54 Αρ. ιαγραµµάτων:- Αρ. Πινάκων: 16 Αρ. Παραρτηµάτων: 1 Αρ. Παραποµπών:146 16. Λέξεις κλειδιά: ΑΗΗΕ, πολυκριτηριακή ανάλυση, σενάρια διαχείρισης, κριτήρια, ανακύκλωση, επαναχρησιµοποίηση 17. Σχόλια: 18. Συµπληρωµατικές παρατηρήσεις: 19. Βαθµός:
1. 2. 3. 4. ARISTOTLE UNIVERSITY OF THESSALONIKI DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGY SECTOR LABORATORY OF HEAT TRANSFER AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING 5. Supervisor: Professor Nicolas Moussiopoulos 6. Undergraduate dissertation title: ASSESMENT OF ALTERNATIVE WEEE MANAGEMENT SCENARIOS WITH THE AID OF MULTICRITERIA ANALYSIS 11. Student name: Athina Chrysoulidou 12. Student Registration No: 4774 9. Topic area: 10. Start date: 11. Presentation date: 12. Dissertation No: WEEE January 2012 July 2012 13. Summary: Waste from electrical and electronic equipment (WEEE) is acknowledged as a high priority waste stream due to its composition. Therefore, the management of WEEE has become a necessity for environmental managers in modern societies who seek optimal solutions in the sustainable development context. However, in practice, funding of abatement strategies is often limited and decision-makers are obliged to prioritize them in terms of performance, viability, social acceptance, maturity or other casespecific criteria. In order to conclude into an effective, successful and realistic bundle of measures, a consensus between experts and the public needs to be built. This paper aims at the development of a methodological approach that focuses on the multicriteria prioritisation of WEEE management scenarios. The developed methodology is demonstrated through its application on a real-world case study for Greece. 14. The dissertation comprises of: No. of pages: 140 No. of pictures: 54 No. of figures: No. of tables: 16 No. of annexes: 1 No. of references: 146 18. Keywords: 19. WEEE;criteria; scenarios;reuse;multicriter ia landfill. 20. Comments: analysis;recycling; 17. Additional notes: 18. Grade:
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Αρχικά, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους ανθρώπους οι οποίοι βοήθησαν µε κάθε δυνατό τρόπο στην εκπόνηση της παρούσας διπλωµατικής εργασίας. Πρωτίστως, ευχαριστώ τον Καθηγητή και ιευθυντή του Εργαστηρίου Μετάδοσης Θερµότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, κ. Νικόλαο Μουσιόπουλο για την εµπιστοσύνη που µου έδειξε στην ανάθεση αυτού του απαιτητικού αλλά τόσο επίκαιρου θέµατος, καθώς επίσης και για την συµβολή του στην ενίσχυση του γνωστικού αντικειµένου της Μετάδοσης Θερµότητας και της Περιβαλλοντικής Μηχανικής. Τον Αναπληρωτή Καθηγητή του Εργαστηρίου Μετάδοσης Θερµότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, κ Αβραάµ Καραγιαννίδη για τις γνώσεις που µου παρείχε στον τοµέα της διαχείρισης απορριµµάτων βάσει των οποίων δοµήθηκε η παρούσα διπλωµατική εργασία. Τον αρµόδιο παρακολούθησης ρ. Χαρίσιο Αχίλλα για την πραγµατικά άψογη και άριστη συνεργασία µας, καθώς και για την δυνατότητα που µου έδωσε να ασχοληθώ και µε άλλα επιστηµονικά θέµατα εκτός διπλωµατικής, στα πλαίσια της συνεργασίας µας. Για την υποστήριξή του και την καθοδήγηση του σε όλη σύνθεση της εργασίας του οφείλω ένα πολύ µεγάλο ευχαριστώ. Τους συµµετέχοντες στο Step E-waste Summer School 2011 των οποίων οι απαντήσεις στο ερωτηµατολόγιο που τους µοιράστηκε, σχετικά µε τις εναλλακτικές διαχείρισης των ΑΗΗΕ, αποτέλεσαν τη βάση για τη βαθµολόγηση και αξιολόγηση των εναλλακτικών σεναρίων διαχείρισης ΑΗΗΕ στην Ελλάδα. Ένα ιδιαίτερο ευχαριστώ από καρδιάς στους γονείς µου και στην οικογένεια µου για τη διαρκή και αµερόληπτη στήριξη τους σε κάθε µου βήµα. Τέλος, ευχαριστώ τους φίλους/ες µου και τους δικούς µου ανθρώπους για την στήριξη τους και την υποµονή σε όλη τη διάρκεια εκπόνησης της διπλωµατικής και της ακαδηµαϊκής µου πορείας γενικότερα. Θεσσαλονίκη, Ιούλιος 2012 Χρυσουλίδου Αθηνά
Περιεχόµενα 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 1 1.1. Γενικά... 1 1.2. Στόχος... 2 1.3. Αντικείµενο... 2 1.4. Μεθοδολογία... 3 2. ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ Α... 5 2.1. Κατηγορίες ΑΗΗΕ... 5 2.2. Το ειδικό ρεύµα των ΑΗΗΕ στην Ελλάδα... 6 2.2.1 Συλλογικό σύστηµα διαχείρισης των ΑΗΗΕ... 6 2.2.2 Νοµοθετικό πλαίσιο... 7 2.2.3 Αναθεώρηση Ευρωπαϊκής Οδηγίας για τα ΑΗΗΕ... 8 2.2.4 ίκτυα Συλλογής των ΑΗΗΕ στην Ελλάδα... 9 2.2.5 είκτες Επεξεργασίας για τα έτη 2005-2011... 11 2.3. Σύσταση ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών αποβλήτων... 14 2.3.1 Υδράργυρος... 15 2.3.2 Μόλυβδος... 16 2.3.3 Κάδµιο... 17 2.3.4 Βηρύλλιο... 18 2.3.5 Εξασθενές χρώµιο (Cr VI)... 19 2.3.6 Βρωµιούχα επιβραδυντικά φλόγας... 20 2.3.7 Τα χλωρίδια πολυβινυλίου(pvc)... 21 2.3.8 Τα πολυχλωριωµένα διφαινύλια (PCB)... 22 3. Η ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΛΗΨΗΣ ΑΠΟΦΑΣΗΣ... 23 3.1. Γενικά... 23 3.2. Επισκόπηση µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης... 26 3.3. Προσέγγιση σχέσεων υπεροχής (Outranking Methods Overview)... 27 3.3.1 Μέθοδος PROMETHEE... 27 3.3.2 Μέθοδος ELECTRE... 28 3.3.3 Επιλογή της κατάλληλης µεθόδου... 29 3.3.4 Λογισµικά MCDA στην αγορά... 31 3.4. Μαθηµατικό υπόβαθρο ELECTRE III... 32 3.4.1 Νοηµατικό πλαίσιο... 32 3.4.2 Μεθοδολογικό πλαίσιο... 32
3.5. Παρουσίαση λογισµικού επίλυσης προβληµάτων πολυκριτηριακής ανάλυσης µε τη χρήση της ELECTRE III... 35 3.6. Μαθηµατικό Υπόβαθρο της PROMETHEE... 39 3.7. Κύρια Χαρακτηριστικά... 41 3.7.1 Ολικοί δείκτες προτίµησης... 41 3.7.2 ηµιουργία προφίλ εναλλακτικών... 43 4. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΧΡΗΣΗΣ ΠΟΛΥ-ΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΣΕ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΑΠΟΡΡΙΜΑΤΩΝ... 47 4.1. Εισαγωγή... 47 4.2. Αστικά στερεά απόβλητα... 47 4.3. Υγρά απόβλητα... 50 4.4. Απόβλητα ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισµού... 51 4.5. Απόβλητα Εκσκαφών, Κατασκευών και Κατεδαφίσεων... 52 4.6. Πυρηνικά/ραδιενεργά απόβλητα... 53 4.7. Άλλα ρεύµατα αποβλήτων... 54 4.8. Σύνοψη της ανασκόπησης... 55 5. ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΕΝΑΡΙΩΝ ΚΑΙ ΚΡΙΤΗΡΙΩΝ... 65 5.1. Παρουσίαση των σεναρίων διαχείρισης των ΑΗΗΕ και των βασικών κριτηρίων 65 5.2. Σενάρια διαχείρισης ΑΗΗΕ... 68 5.2.1 Σενάριο 1: Ανακύκλωση των ΑΗΗΕ... 68 5.2.2 Παράδειγµα ανακύκλωσης ηλεκτρονικού υπολογιστή... 70 5.2.3 Σενάριο 2: Επαναχρησιµοποίηση... 71 5.2.4 Σενάριο 3: Απόθεση των ΑΗΗΕ σε ΧΥΤΑ ή καύση σε µονάδα θερµικής επεξεργασίας απορριµµάτων... 73 5.2.5 Σενάριο 4: Αποστολή των ΑΗΗΕ στο εξωτερικό... 75 5.3. Κριτήρια αξιολόγησης των ΑΗΗΕ... 77 5.3.1 Οικονοµικές παράµετροι... 79 5.3.2 Τεχνολογικές παράµετροι... 83 5.3.3 Κοινωνικές παράµετροι... 84 5.3.4 Περιβαλλοντικές παράµετροι... 85 6. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΕΡΓΑΛΕΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΟΥ ΒΕΛΤΙΣΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ ΑΗΗΕ... 89 6.1. Αξιολόγηση των εναλλακτικών σεναρίων διαχείρισης των ΑΗΗΕ... 89 6.2. Προσδιορισµός των κατωφλίων αδιαφορίας, προτίµησης και άρνησης... 92 6.3. Εφαρµογή πολυκριτηριακής ανάλυσης... 94 6.4. Αποτύπωση της ιεράρχησης των βέλτιστων σεναρίων διαχείρισης ΑΗΗΕ... 97
6.5. Ανάλυση ευαισθησίας... 100 6.6. Αξιολόγηση των εναλλακτικών σεναρίων διαχείρισης των ΑΗΗΕ µε τη µέθοδο PROMETHEE... 102 6.6.1 Εισαγωγή δεδοµένων... 102 6.6.2 Παρουσίαση των αποτελεσµάτων... 104 7. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 109 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 113 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ... 127
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Γενικά Τα Απόβλητα Ηλεκτρικού και Ηλεκτρονικού Εξοπλισµού (ΑΗΗΕ) είναι ηλεκτρικές ή ηλεκτρονικές συσκευές, οι οποίες έχουν ολοκληρώσει τον κύκλο ζωής τους και είναι άχρηστες πλέον για τους ιδιοκτήτες τους. Λόγω της εξέλιξης της τεχνολογίας ολοένα και περισσότερα προϊόντα ΗΗΕ εξυπηρετούν τον άνθρωπο στην καθηµερινότητά του, µε αποτέλεσµα ο όγκος των συσκευών που χρειάζονται κατάλληλη διαχείριση στο τέλος του κύκλου ζωής τους να αυξάνει ραγδαία. Τα παραγόµενα ΑΗΗΕ ισοδυναµούν κατά µέσο όρο µε 18 kg ανά κάτοικο ετησίως (Ανακύκλωση Συσκευών ΑΕ, 2012). Έτσι, τα τελευταία χρόνια, αυτό το ρεύµα εξοπλισµού χρήζει προσοχής και θεωρείται στο τέλος της ζωής του ως απόβλητο το οποίο πρέπει να διαχειριστεί ο άνθρωπος µε προσοχή και σύνεση. Τα ΑΗΗΕ έχουν προσδιοριστεί από την Κοινοτική και την Εθνική νοµοθεσία της Ελλάδας ως ρεύµα αποβλήτων προτεραιότητας, λόγω της επικινδυνότητάς τους, της ταχείας αύξησης του όγκου τους, της πολυπλοκότητας και ανοµοιογένειας τους και των σηµαντικών επιπτώσεων που προκαλεί η παραγωγή του ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισµού στο περιβάλλον, εξ αιτίας της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας (Ανακύκλωση Συσκευών ΑΕ, 2012). Η επιβάρυνση του περιβάλλοντος από την παραγωγή ΗΗΕ υπερβαίνει κατά πολύ την επιβάρυνση του περιβάλλοντος που συνδέεται µε την παραγωγή υλικών άλλων υποκατηγοριών των αστικών αποβλήτων (Λούλος, 2011). Το γεγονός αυτό οφείλεται στις επικίνδυνες, για τον άνθρωπο και το περιβάλλον, ουσίες από τις οποίες αποτελούνται. Οι κύριες µέθοδοι επεξεργασίας των ΑΗΗΕ είναι η επαναχρησιµοποίηση, όταν αυτή είναι δυνατή, η ανακύκλωση, η θερµική επεξεργασία και η τελική απόθεση τους σε ΧΥΤΑ (Ch.Achillas, 2010). Καθώς η εξοικονόµηση πόρων και πρώτων υλών αποτελεί τον κύριο στόχο της περιβαλλοντικής πολιτικής των σύγχρονων κρατών, η επαναχρησιµοποίηση αποτελεί την πιο κατάλληλη µέθοδο διαχείρισης των προϊόντων ΗΗΕ. Απαραίτητη προϋπόθεση για την προαγωγή της επαναχρησιµοποίησης, αλλά και γενικά της έννοιας «ο ρυπαίνων πληρώνει», είναι η ύπαρξη µια συλλογικής και οργανωµένης προσπάθειας τόσο εκ µέρους των κρατών, όσο και εκ µέρους των πολιτών. Η ύπαρξη εξουσιοδοτηµένων κέντρων ανακύκλωσης και επεξεργασίας και η θέσπιση κατάλληλης νοµοθεσίας σε συνδυασµό µε την υιοθέτηση της ανακύκλωσης στη νοοτροπία και στην καθηµερινότητα των πολιτών αποτελούν τα µέσα για µια πιο οµαλή και υγιή σχέση του σύγχρονου ανθρώπου µε το περιβάλλον. 1
1.2. Στόχος Πρωταρχικό σκοπό της παρούσας εργασίας αποτελεί η αξιολόγηση των διαθέσιµων πρακτικών διαχείρισης των ΑΗΗΕ βάσει των οικονοµικών, κοινωνικών, τεχνολογικών και περιβαλλοντικών συνθηκών που επικρατούν στην Ελλάδα. Προς το σκοπό αυτό συµβάλλει η διεξαγωγή ερωτηµατολογίου κατά το οποίο εξειδικευµένοι επιστήµονες στον τοµέα της διαχείρισης των απορριµµάτων και κυρίως στον τοµέα των ΑΗΗΕ βοήθησαν στην ποσοτική αξιολόγηση των εναλλακτικών πρακτικών διαχείρισης των ΑΗΗΕ που δύναται να εφαρµοσθούν. Τα αποτελέσµατα της έρευνας αυτής συνέβαλαν στην ανάδειξη της βέλτιστης στρατηγικής διαχείρισης των ΑΗΗΕ για την περίπτωση της Ελλάδας, µε τη βοήθεια µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης. 1.3. Αντικείµενο Στο δεύτερο Κεφάλαιο παρουσιάζεται η υφιστάµενη κατάσταση διαχείρισης των ΑΗΗΕ στην Ελλάδα και παρατίθενται οι λόγοι για τους οποίους κρίνεται αναγκαία η βέλτιστη επιλογή πρακτικής διαχείρισης τους. Συγκεκριµένα, παρουσιάζονται οι κατηγορίες και η σύνθεση των ΑΗΗΕ καθώς και η υφιστάµενη στρατηγική διαχείρισης των ΑΗΗΕ βάσει της ισχύουσας νοµοθεσίας. Στο τρίτο Κεφάλαιο παρουσιάζεται η πολυκριτηριακή ανάλυση ως εργαλείο λήψης απόφασης. Παρουσιάζονται τα στάδια της πολυκριτηριακής ανάλυσης, τα οποία και ακολουθήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας. Συγκεκριµένα, παρουσιάζονται οι µέθοδοι πολυκριτηριακής ανάλυσης ELECTRE και PROMETHEE οι οποίες και χρησιµοποιούνται για την αξιολόγηση των στρατηγικών διαχείρισης των ΑΗΗΕ. Η µέθοδος ELECTRE, ως η βασική µέθοδος πολυκριτηριακής ανάλυσης που χρησιµοποιείται στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, αναλύεται εκτενώς. Στο Κεφάλαιο αυτό παρουσιάζεται το λογισµικό επίλυσης προβληµάτων πολυκριτηριακής ανάλυσης µε τη χρήση της µεθόδου ELECTRE III. Στο τέταρτο Κεφάλαιο παρουσιάζεται µια βιβλιογραφική ανασκόπηση της χρήσης πολυκριτηριακής ανάλυσης σε προβλήµατα διαχείρισης απορριµµάτων από το 1990 µέχρι και το 2011. Η ανασκόπηση έγινε µε κύριο σκοπό την ανάδειξη της συµβολής των µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης σε πολύ-παραµετρικά προβλήµατα, όπως είναι τα προβλήµατα διαχείρισης των απορριµµάτων. Οι χρησιµοποιούµενες µέθοδοι στον τοµέα των ΑΗΗΕ µέχρι σήµερα αποτέλεσαν το λόγο για τον οποίο επιλέχθηκαν οι µέθοδοι ELECTRE και PROMETHEE για την ανάδειξη της βέλτιστης στρατηγικής διαχείρισης των ΑΗΗΕ στην Ελλάδα. Στο πέµπτο Κεφάλαιο αναλύονται τα σενάρια διαχείρισης των ΑΗΗΕ τα οποία απαρτίζουν το ερωτηµατολόγιο που δόθηκε στους εµπειρογνώµονες προς αξιολόγηση. Τα σενάρια διαχείρισης των ΑΗΗΕ βασίζονται στις αρχές της 2
ανακύκλωσης, της επαναχρησιµοποίησης, της εξαγωγής και της τελικής διάθεσης των ΑΗΗΕ. Η αξιολόγηση τους γίνεται βάσει οικονοµικών, τεχνολογικών, κοινωνικών και περιβαλλοντικών κριτηρίων τα οποία και αναλύονται στο Κεφάλαιο αυτό. Στο έκτο Κεφάλαιο εφαρµόζονται οι µέθοδοι ELECTRE και PROMETHEE για την επιλογή του βέλτιστου σεναρίου διαχείρισης των ΑΗΗΕ. Αρχικά, χρησιµοποιείται η µέθοδος ELECTRE βάσει της οποίας εξάγονται οι βέλτιστες στρατηγικές διαχείρισης των ΑΗΗΕ, των οποίων η ιεράρχηση επαληθεύεται µε τη χρήση της µεθόδου PROMETHEE. Η µέθοδος PROMETHEE επιτρέποντας την ποσοτικοποίηση της απόδοσης των πρακτικών διαχείρισης των ΑΗΗΕ κρίνεται ως κατάλληλη για την επαλήθευση των αποτελεσµάτων της µεθόδου ELECTRE. Ακόµη, παρουσιάζεται το λογισµικό της µεθόδου Visual PROMETHEE η οποία αποτελεί τη νεότερη έκδοση της µεθόδου PROMETHEE στην αγορά. Τέλος, παρουσιάζονται τα συµπεράσµατα που προέκυψαν από την παρούσα διπλωµατική εργασία. 1.4. Μεθοδολογία Η µεθοδολογία της παρούσας διπλωµατικής εργασίας αποτυπώνεται στην Εικόνα 1.1 όπου και φαίνονται τα στάδια αξιολόγησης των εναλλακτικών σεναρίων διαχείρισης των ΑΗΗΕ και η ιεράρχηση τους βάσει των µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης ELECTRE και PROMETHEE. Η εν λόγω απεικόνιση αποτελεί έναν οδηγό για τον τρόπο προσέγγισης της παρούσας εργασίας. 3
Ανάλυση Εναλλακτικών Κριτηρίων και Σεναρίων ιαχείρισης των ΑΗΗΕ Καθορισµός Αποδόσεων Αξιολόγηση Εναλλακτικών Σεναρίων διαχείρισης των ΑΗΗΕ από εµπειρογνώµονες Καθορισµός Κατωφλιού Άρνησης Πολυκριτηριακή Ανάλυση Μέθοδος Electre III Μέθοδος Visual Promethee Ιεράρχηση Βέλτιστων Εναλλακτικών διαχείρισης ΑΗΗΕ Ανάλυση Ευαισθησίας Σύγκριση των αποτελεσµάτων των δύο µεθόδων Εικόνα 1.1: Μεθοδολογικό πλαίσιο διπλωµατικής εργασίας 4
2. ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ Α 2.1. Κατηγορίες ΑΗΗΕ Τα είδη του ΗΗΕ κατατάσσονται, σύµφωνα µε την Ευρωπαϊκή και την Ελληνική νοµοθεσία, στις παρακάτω 10 διακριτές κατηγορίες προϊόντων: 1. Μεγάλες οικιακές συσκευές 2. Μικρές οικιακές συσκευές 3. Εξοπλισµός πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών 4. Καταναλωτικά είδη 5. Φωτιστικά είδη 6. Ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά εργαλεία (εξαιρουµένων των µεγάλης κλίµακας σταθερών βιοµηχανικών εργαλείων) 7. Παιχνίδια και εξοπλισµός ψυχαγωγίας και αθλητισµού 8. Ιατροτεχνολογικά προϊόντα (εξαιρουµένων των εµφυτεύσιµων και µολυσµένων) 9. Όργανα παρακολούθησης και ελέγχου 10. Συσκευές αυτόµατης διανοµής Γενικά, η διαφοροποίηση της σύστασης των ΑΗΗΕ καθιστά δύσκολη τη γενίκευση της σύστασης όλου του ρεύµατος αποβλήτων. Πάραυτα, οι περισσότερες έρευνες µελετούν πέντε κύριες κατηγορίες: Τα σιδηρούχα µέταλλα, τα µη σιδηρούχα µέταλλα, το γυαλί, το πλαστικό και λοιπά απόβλητα (Orgondo et al., 2010). Το σίδερο και το ατσάλι αποτελούν τα κυριότερα υλικά των ΑΗΗΕ αποτελώντας σχεδόν το µισό από το συνολικό βάρος τους. Τα πλαστικά έρχονται δεύτερα στη σειρά κατάταξης αποτελώντας το 20% του βάρους των ΑΗΗΕ. Τα µη σιδηρούχα καθώς και τα πολύτιµα µέταλλα αποτελούν το 13%του συνολικού βάρους. Οι κατηγορίες των προϊόντων που είναι επεξεργάσιµες στα κέντρα ανακύκλωσης είναι οι µεγάλες οικιακές συσκευές, οι µικρές οικιακές συσκευές, ο εξοπλισµός πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών, τα καταναλωτικά είδη, τα φωτιστικά είδη, τα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά εργαλεία (εξαιρουµένων των µεγάλης κλίµακας σταθερών βιοµηχανικών εργαλείων), τα παιχνίδια και ο εξοπλισµός ψυχαγωγίας και αθλητισµού, τα ιατροτεχνολογικά προϊόντα (εξαιρουµένων των εµφυτεύσιµων και µολυσµένων), τα όργανα παρακολούθησης και ελέγχου και οι συσκευές αυτόµατης διανοµής. Στην Εικόνα 2.1 παρουσιάζεται το σύνολο των τεµαχίων που 5
ανακυκλώθηκαν από το 2005 έως το 2011 σύµφωνα µε δεδοµένα της Ανακύκλωσης Συσκευών ΑΕ. Εικόνα 2.1: Σύνολο ανακυκλωθέντων τεµαχίων για τα έτη 2005-2011. 2.2. Το ειδικό ρεύµα των ΑΗΗΕ στην Ελλάδα 2.2.1 Συλλογικό σύστηµα διαχείρισης των ΑΗΗΕ Για την περίπτωση της Ελλάδας, η εταιρία Ανακύκλωση Συσκευών ΑΕ είναι ο εγκεκριµένος φορέας για τη λειτουργία του Συλλογικού Συστήµατος Εναλλακτικής ιαχείρισης των ΑΗΗΕ στην Ελλάδα. Η Ανακύκλωση Συσκευών ΑΕ είναι εταιρία µη επενδυτικού χαρακτήρα και µη επιδίωξης κερδών και έχει χαρακτήρα οργανωτικό και ελεγκτικό. Οι εθνικοί στόχοι περιλαµβάνουν τη χωριστή συλλογή τουλάχιστον 4 kg ΑΗΗΕ οικιακής προέλευσης κατά µέσο όρο ανά κάτοικο και ανά έτος. Από την αρχή του έτους του 2012, µόνο σε χώρους νέων καταστηµάτων, έχει γίνει δωρεάν τοποθέτηση 500 επιπλέον µέσων συλλογής, που περιλαµβάνουν «container», κάδους για συσκευές και κάδους για λάµπες, φτάνοντας συνολικά τα 2.700 µέσα συλλογής στα σηµεία λιανικής πώλησης ΗΗΕ. Στην Εικόνα 2.2 παρουσιάζεται η ροή των ΑΗΗΕ στην Ελλάδα, η οποία περιλαµβάνει τη συλλογή, µεταφορά, επεξεργασία και τελική διάθεση των ΑΗΗΕ. 6
Εικόνα 2.2: : Ροή ΑΗΗΕ στην Ελλάδα λάδα (Ανακύκλωση Συσκευών ΑΕ). 2.2.2 Νοµοθετικό πλαίσιο Στην Ελλάδα, ο Νόµος 2939/2001 (ΦΕΚ 179 Α), τέθηκε σε ισχύ στις 6/8/2001 µε απώτερο σκοπό την (κατά προτεραιότητα) πρόληψη δηµιουργίας στερεών αποβλήτων, την ανακύκλωση και επαναχρησιµοποίηση τους, την ανάκτηση ενέργειας, καθώς επίσης και τη χωρίς προβλήµατα τελική διάθεσή τους, στη βάση της αρχής «ο ρυπαίνων πληρώνει». Παράλληλα, επιδιώκεται η βελτίωση των περιβαλλοντικών επιδόσεων όλων των φορέων που συµµετέχουν στον κύκλο ζωής των ΗΗΕ (βιοµηχανίες και βιοτεχνίες που παράγουν ή διαθέτουν ή εισάγουν ΗΗΕ, παραγωγοί και διακινητές ΗΗΕ, καταναλωτές, τές, διαχειριστές ή ανακυκλωτές αποβλήτων, οργανισµοί τοπικής αυτοδιοίκησης (ΟΤΑ) και γενικότερα η Ελληνική πολιτεία). Εντούτοις, ο εν λόγω Νόµος δε θέτει ποσοτικούς στόχους στην εναλλακτική διαχείριση των ΑΗΗΕ, εστιάζοντας αποκλειστικά στις συσκευασίες και παραπέµποντας σε επακόλουθα Προεδρικά ιατάγµατα (Π ) για το σύνολο των άλλων προϊόντων στα οποία περιλαµβάνονται και τα είδη ΗΗΕ. Επιπλέον, το Π 117/04, ενσωµατώνει τις Οδηγίες 2002/96/ΕΚ και 2002/95/ΕΚ στο εθνικό δίκαιο. Ως παραγωγός ΗΗΕ, ορίζεται οποιοδήποτε πρόσωπο που πωλεί ή κατασκευάζει αντίστοιχο εξοπλισµό ή τον µεταπωλεί ή τον εξάγει σε κράτος µέλος της ΕΕ. Οι κύριες νοµοθετικές ρυθµίσεις που διέπουν την εναλλακτική διαχείριση ΑΗΗΕ συγκεντρώνονται παρακάτω: Οι παραγωγοί HHE υποχρεούνται να οργανώνουν συστήµατα ή να συµµετέχουν σε συστήµατα εναλλακτικής διαχείρισης ΑΗΗΕ, αναλαµβάνοντας το κόστος της συλλογής, µεταφοράς και επεξεργασίας ΑΗΗΕ. 7
Οι τελικοί χρήστες των διάφορων ειδών ΗΗΕ έχουν την υποχρέωση να επιστρέφουν χωρίς οικονοµική επιβάρυνση τα ΑΗΗΕ σε σηµεία συλλογής. Οι διανοµείς, κατά την παροχή νέου προϊόντος, οφείλουν µε σχέση ένα προς ένα, να παραλαµβάνουν χωρίς επιβάρυνση τον αποσυρόµενο εξοπλισµό, ο οποίος είναι ισοδύναµου τύπου και εκπληρώνει τις ίδιες λειτουργίες µε τον παρεχόµενο εξοπλισµό. Όλα τα συλλεγµένα ΑΗΗΕ, πλην των εξοπλισµών που επαναχρησιµοποιούνται, οφείλουν να µεταφέρονται σε εγκεκριµένες εγκαταστάσεις επεξεργασίας για την αξιοποίηση τους (Αντωνόπουλος και συν., 2008) Η Ευρωπαϊκή και η Ελληνική νοµοθεσία καθορίζουν τους παρακάτω ποσοτικούς στόχους για τη συλλογή και αξιοποίηση των ΑΗΗΕ: Ο ετήσιος εθνικός στόχος συλλογής για την Ελλάδα ανέρχεται σε 4 kg ΑΗΗΕ οικιακής προέλευσης κατά µέσο όρο, ανά κάτοικο και ανά έτος, δηλαδή συνολικά για τη χώρα µας 44.000 t/έτος (Ανακύκλωση συσκευών ΑΕ, 2012). Επιπρόσθετα, ετησίως πρέπει να επιτυγχάνονται συγκεκριµένοι στόχοι ως προς το βαθµό αξιοποίησης καθώς και επαναχρησιµοποίησης και ανακύκλωσης των ΑΗΗΕ, που κυµαίνονται από 50% έως 80% κατ ελάχιστον, του µέσου βάρους ανά συσκευή (ανάλογα µε την κατηγορία του εξοπλισµού). 2.2.3 Αναθεώρηση Ευρωπαϊκής Οδηγίας για τα ΑΗΗΕ Το Νοέµβριο του 2010 διαβάστηκε για πρώτη φορά η πρόταση για αναθεώρηση της οδηγίας διαχείρισης ΑΗΗΕ (2002/96/EC) στο Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο. Η νέα οδηγία θα είναι υψίστης σηµασίας για τους κατασκευαστές ΗΗΕ που θα πωλούν τα προϊόντα τους στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Στις 8 Σεπτεµβρίου 2010 το Ευρωπαϊκό κοινοβούλιο για το περιβάλλον τη δηµόσια υγεία και την ασφάλεια τροφίµων δηµοσίευσε την τελική πρόταση µε τις αλλαγές που πρέπει να γίνουν στην ήδη αναθεωρηµένη οδηγία της 3/12/2008 για τα ΑΗΗΕ. Η επιτροπή πρότεινε ότι στα ΑΗΗΕ εντάσσονται όλες οι συσκευές εκτός από: Μεγάλες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις Μεγάλα βιοµηχανικά εργαλεία Μη οδικά κινητά µηχανήµατα που προορίζονται αποκλειστικά για επαγγελµατικές χρήσεις Μέσα µεταφοράς Φωτοβολταϊκά συστήµατα και συστήµατα παραγωγής ενέργειας 8
Η πορεία συγχώνευσης των στόχων της Κοινοτικής Οδηγίας 2002/96/ΕΚ στα κράτη - µέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης, καθώς επίσης και οι οργανωτικές υποδοµές που έχουν αναπτυχθεί σε κάθε χώρα, δίνονται µε λεπτοµέρεια στις εργασίες που εκδίδονται ανά τακτά χρονικά διαστήµατα από την εταιρεία συµβούλων Perchards, µε τελευταία τη σχετική που εκδόθηκε το 2007 (Perchards, 2007). Επίσης, η κατάσταση στα κράτη - µέλη αποτυπώνεται στη µελέτη του Institute for Prospective Technological Studies (ΙPTS, 2006). Συνοπτικά, παρόλο που παρατηρείται ακόµα σηµαντική υστέρηση, τα τελευταία χρόνια έχει πραγµατοποιηθεί αξιόλογη πρόοδος προς τη βιώσιµη διαχείριση του ειδικού ρεύµατος των ΑΗΗΕ στην Ευρώπη. Σχετικά µε τη συλλογή των προϊόντων ΗΗΕ, η αναφορά της ΕΕ επισηµαίνει ότι αυτού του είδους ο εξοπλισµός περιλαµβάνεται στους στόχους συλλογής, ωστόσο µικρά ΑΗΗΕ όπως πχ τα κινητά θα πρέπει να αποτελούν ξεχωριστό ρεύµα και να συλλέγονται χωριστά και όχι να αναµιγνύονται µε ογκώδη οικιακά ΑΗΗΕ. Επίσης, εξοπλισµός ο οποίος δεν έχει υποστεί επεξεργασία δεν είναι δυνατό να διατίθεται για ταφή ή αποτέφρωση. Μια τέτοια διάταξη κρίνεται αναγκαία καθώς τα τελευταία χρόνια τέτοιες µικρές ηλεκτρονικές συσκευές διατίθενται σαν ΑΣΑ λόγω του µικρού τους µεγέθους. Η αναφορά επίσης διασφαλίζει ότι για να µεγιστοποιηθεί η επαναχρησιµοποίηση ολόκληρων συσκευών, τα κράτη µέλη οφείλουν να εφαρµόσουν σχήµατα που θα περιλαµβάνουν το διαχωρισµό εν δυνάµει επαναχρησιµοποιήσιµων συσκευών από το σηµείο συλλογής πριν ακόµη αυτά µεταφερθούν για περαιτέρω επεξεργασία (STER, 2010). 2.2.4 ίκτυα Συλλογής των ΑΗΗΕ στην Ελλάδα Στο πεδίο εφαρµογής των νοµοθετικών διατάξεων εµπίπτουν όλα τα είδη ΗΗΕ που χρησιµοποιούνται από τους καταναλωτές καθώς και τα είδη HHE που προορίζονται για επαγγελµατική χρήση. Η ευθύνη για την οργάνωση της χωριστής συλλογής και αξιοποίησης των ΑΗΗΕ επιβάλλεται στους παραγωγούς ΗΗΕ ανεξάρτητα από τη χώρα προέλευσης τους, είτε αυτά προορίζονται για οικιακή είτε για επαγγελµατική χρήση. Επίσης, οι τελικοί χρήστες των ειδών ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισµού έχουν την υποχρέωση να επιστρέφουν χωρίς οικονοµική επιβάρυνση τις συσκευές, µετά τη ολοκλήρωση της χρήσης τους, σε ειδικούς χώρους (σηµεία συλλογής). ιαφορετικά, κατά την αγορά µιας καινούργιας συσκευής για την ανακύκλωση της παλιάς ο χρήστης µπορεί να απευθύνεται στα καταστήµατα πωλήσεων ηλεκτρικών συσκευών στα οποία βάσει νοµοθεσίας παραλαµβάνεται χωρίς επιβάρυνση ο αποσυρόµενος εξοπλισµός µε σχέση ένα προς ένα και ισοδύναµου τύπου. 9
Στις Εικόνες 2.3-2.5 παρατίθενται τα ελληνικά δίκτυα συλλογής των διάφορων ειδών συσκευών που ανακυκλώνονται, σύµφωνα µε τα δεδοµένα της Ανακύκλωσης Συσκευών ΑΕ µέχρι και το έτος 2012. Εικόνα 2.3: Ελληνικό δίκτυο συλλογής µεγάλων και µικρών συσκευών ΗΗΕ. Εικόνα 2.4: Ελληνικό δίκτυο συλλογής συσκευών κινητής τηλεφωνίας. 10
Εικόνα 2.5: Ελληνικό δίκτυο συλλογής λαµπτήρων 2.2.5 είκτες Επεξεργασίας για τα έτη 2005-2011 Με την πάροδο των τελευταίων ετών ολοένα και περισσότερα υλικά εισέρχονται σε µονάδες επεξεργασίας και ανακύκλωσης, όπως αποτυπώνεται στην Εικόνα 2.6. Αξιοσηµείωτο είναι το γεγονός ότι κατά το έτος 2011 τα µη αξιοποιήσιµα υλικά, που οδηγήθηκαν σε χώρους υγειονοµικής ταφής, είναι λιγότερα από τις ποσότητες των προηγούµενων ετών, ενώ ο µέσος συντελεστής αξιοποίησης αγγίζει το 90%. Ακόµη, δε παρατηρείται κάποιο ποσοστό υλικών που να επαναχρησιµοποιήθηκαν ή που µέσω των οποίων ανακτήθηκε ενέργεια. Βέβαια, βάσει της Εικόνας 2.7 είναι φανερή η µείωση της ποσότητας των ΑΗΗΕ που επεξεργάσθηκε το σύνολο των κέντρων επεξεργασίας σε εθνικό επίπεδο το τελευταίο έτος. Το γεγονός αυτό πιθανότατα να οφείλεται σε οικονοµικούς παράγοντες έχοντας ως αποτέλεσµα τη χρήση των συσκευών για µεγαλύτερο χρονικό διάστηµα και όχι την αγορά νέων ώστε να ανακυκλωθούν οι παλαιότερες. Στην Εικόνα 2.8 απεικονίζεται το σύνολο των συνεργαζόµενων µονάδων επεξεργασίας στην Ελλάδα και στην Εικόνα 2.9 παρουσιάζεται ο ολοένα και αυξανόµενος αριθµός των παραγωγών που έχει υπογράψει τη σύµβαση προσχώρησης κατά τα έτη 2004-2012 σύµφωνα µε τα δεδοµένα της Ανακύκλωσης Συσκευών ΑΕ. 11
Εικόνα 2.6: είκτες Επεξεργασίας για τα έτη 2005-2011. Εικόνα 2.7: υναµικότητα Συστήµατος Επεξεργασίας ΑΗΗΕ. 12
Εικόνα 2.8: Πλάνο επεξεργασίας/απορρύπανσης. Εικόνα 2.9: Συµβάσεις προσχώρησης παραγωγών για τα έτη 2004-2012. 13
2.3. Σύσταση ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών αποβλήτων Σε σύγκριση µε τα συνήθη ΑΣΑ, τα προϊόντα ΗΗΕ περιέχουν σηµαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις βρωµίου, µολύβδου, καθώς και βαρέων µετάλλων. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι στις µπαταρίες και τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα των προϊόντων ΗΗΕ εντοπίζεται το 57,5% των συνολικών ποσοτήτων καδµίου στα ΑΣΑ (Orgondo, 2010). Επιπρόσθετα, ενώ η περιεκτικότητα των ΑΣΑ σε κάδµιο περιορίζεται σε λιγότερο από 5 mg/kg, στις µπαταρίες που χρησιµοποιούνται στον ΗΗΕ, η αντίστοιχη αναλογία ανέρχεται σε τιµές µεγαλύτερες από 10.000 mg/kg (Jantz and Bilitewski, 2009). Οµοίως, για την περίπτωση του νικελίου, µολύβδου και ψευδαργύρου, η περιεκτικότητα των ΑΗΗΕ είναι ιδιαίτερα υψηλή σε σχέση µε τα υπόλοιπα ΑΣΑ, ενώ το εν λόγω ρεύµα είναι υπεύθυνο για το 26,2%, 14,1% και 27,3% των συνολικών ποσοτήτων των παραπάνω βαρέων µετάλλων αντίστοιχα στα ΑΣΑ. (Jantz and Bilitewski, 2009). Η επικινδυνότητα των παραπάνω υλικών για το περιβάλλον εξαρτάται, τόσο από την τοξικότητά τους, όσο και από τις ποσότητες που απελευθερώνονται ως αποτέλεσµα της διαχείρισης των ΑΗΗΕ Στην πράξη, οι πιο σοβαροί περιβαλλοντικοί κίνδυνοι προέρχονται από υλικά και εξαρτήµατα, όπως: (α) πλακέτες ηλεκτρονικών κυκλωµάτων και υδράργυρος από τον παλιό εξοπλισµό, (β) αλογονοποιηµένοι επιβραδυντές καύσης σε πλαστικές θήκες, καλώδια και συστήµατα καρτών τυπωµένου κυκλώµατος, (γ) οθόνες υγρών κρυστάλλων, (δ) κάδµιο στις µπαταρίες νικελίου - καδµίου, καθώς και (ε) οξείδιο του µολύβδου στις καθοδικές λυχνίες (ΕΣ ΚΝΑ, 2003). Επίσης, σε επεξεργαστές µνήµης εντοπίζονται εξαρτήµατα που περιέχουν ουσίες, όπως οξείδιο του βηρυλλίου και αρσενικό. Κατά την αποσυναρµολόγηση των ΑΗΗΕ προκύπτουν εποµένως επικίνδυνα υλικά, τα οποία χρήζουν ιδιαίτερων µεθόδων επεξεργασίας για την ορθή περιβαλλοντική διάθεσή τους. Βάσει της µελέτης που πραγµατοποιήθηκε για το εθνικό γραφείο περιβάλλοντος και πρόληψης της µόλυνσης του Καναδά από τη Five Winds International εξετάστηκαν εννέα τοξικά ή επικίνδυνα υλικά τα οποία είναι, (ή χρησιµοποιήθηκαν) στον εξοπλισµό των τεχνολογιών πληροφορικής και των τηλεπικοινωνιών: Yδράργυρος (ή ενώσεις του) Kάδµιο (ή οι ενώσεις του) Βηρύλλιο (ή οι ενώσεις του) Εξασθενές χρώµιο Βρωµιούχα επιβραδυντικά φλόγας Χλωρίδια πολυβινυλίου (PVC) Πολυχλωριωµένα διφαινύλια (PCB) 14
Οι πίνακες που παρουσιάζονται στις Εικόνες 2.10-2.17 είναι οργανωµένοι σε πέντε στήλες, η καθεµία από τις οποίες παρέχει και µία πληροφορία. Η πρώτη στήλη περιγράφει τον εξοπλισµό στον οποίο βρίσκεται η συγκεκριµένη τοξική ή επικίνδυνη ουσία. Η δεύτερη περιγράφει το λόγο χρήσης της στον συγκεκριµένο εξοπλισµό και η τρίτη την ποσότητα της ουσίας σε αυτόν. Στην τέταρτη στήλη δίνονται πληροφορίες για τη διαχείριση της εξεταζόµενης ουσίας, για τις νέες τάσεις χρήσης της, τη σχετική νοµοθεσία και άλλες σχετικές πληροφορίες. Τέλος, στην τελευταία στήλη παρέχονται οι πηγές από τις οποίες µπορεί να αντλήσει ο αναγνώστης περισσότερες πληροφορίες (Five Winds International, 2001). 2.3.1 Υδράργυρος Ο υδράργυρος βρίσκεται στο τοµέα της πληροφορικής και του τηλεπικοινωνιακού εξοπλισµού στους λαµπτήρες φθορισµού, στις λάµπες φορητών υπολογιστές ή σε άλλου είδους επίπεδες οθόνες. Η ποσότητα υδραργύρου ανά οθόνη είναι σχετικά µικρή, κατά µέσο όρο 0,12 mg 50 mg, όµως η ποσότητα υδραργύρου που αποδεσµεύεται σε χώρους υγειονοµικής ταφής ή σε αποτεφρωτήρες από το σύνολο του εξοπλισµού που διατίθεται ετησίως είναι σηµαντική. Όπως παρουσιάζεται στην Εικόνα 2.10 η χρήση του υδραργύρου επιτρέπεται µόνο στις λάµπες φθορισµού και στις οθόνες υπολογιστών σε χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, ενώ η χρήση του υδραργύρου σε µπαταρίες είναι ελάχιστη. Στην Εικόνα 2.10 παρουσιάζονται οι προαναφερθείσες πληροφορίες για τον υδράργυρο ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. Εικόνα 2.10: Υδράργυρος ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 15
2.3.2 Μόλυβδος Ο µόλυβδος αποτελεί αποδεδειγµένα επικίνδυνη ουσία των ΑΗΗΕ δεδοµένης της τοξικότητας του και της επίδρασης που έχει τόσο στον άνθρωπο όσο και στο περιβάλλον. Οι κύριες χρήσεις του µολύβδου στα ΑΗΗΕ είναι στα ηλεκτρονικά εξαρτήµατα κασσίτερου-µολύβδου, σε καθοδικούς σωλήνες σε οθόνες, σε καλώδια, µπαταρίες κ.ά. Η πιο σηµαντική και αυξανόµενη χρήση του µολύβδου στον ηλεκτρονικό εξοπλισµό είναι σε οθόνες καθοδικού σωλήνα (CRT) διότι λειτουργεί ως ασπίδα ακτινοβολίας και µειώνει τη θερµοκρασία τήξης του γυαλιού. Για την ασφάλεια των καταναλωτών η Ευρωπαϊκή Οδηγία για τα ΑΗΗΕ απαγορεύει πλέον τη χρήση µολύβδου σε οθόνες και προτείνει την αντικατάσταση του από µπαταρίες και σταθεροποιητές. Στην Εικόνα 2.11 παρουσιάζονται οι προαναφερθείσες πληροφορίες για το µόλυβδο ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 16
Εικόνα 2.11: Ο µόλυβδος ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 2.3.3 Κάδµιο Ποικίλει η χρήση του καδµίου σε ηλεκτρονικά προϊόντα λόγω της εξαιρετικής του αντοχής σε διάβρωση, τη χαµηλή ηλεκτρική αντίσταση, τα καλά συγκολλητικά χαρακτηριστικά και τη διαλυτότητα του σε ισχυρά οξέα, γεγονός που ευνοεί την προετοιµασία του κόκκινου, πορτοκαλί και κίτρινου καδµίου που αποτελούν χρωστικές ουσίες πλαστικών. Η πιο γνωστή χρήση του καδµίου είναι σε µπαταρίες Ni-CD που χρησιµοποιήθηκαν εκτενώς σε φορητούς υπολογιστές και κινητά τηλέφωνα. Παρόλο που οι µπαταρίες αυτές αντικαταστάθηκαν από µπαταρίες ιόντων λιθίου-υδριδίου υπάρχει παλαιότερος εξοπλισµός που τις περιέχει και ως εκ τούτου πρέπει να διαχειριστεί κατάλληλα. Τρέχουσες χρήσεις του καδµίου είναι η χρήση του ως σταθεροποιητής σε πλαστικά µέρη είτε ως χρωστική ουσία στα χρωµατιστά πλαστικά. Το θειούχο κάδµιο χρησιµοποιείται ως φωσφορίζουσα επίστρωση στο εσωτερικό οθονών φθορισµού σε ποσότητα 5-10 gr ανά οθόνη. Ακόµη, προστίθεται στη PVC πλαστική µόνωση των συρµάτων και καλωδίων ως σταθεροποιητής του πλαστικού και ως επιβραδυντικό φλόγας. Στην Εικόνα 2.12 17
παρουσιάζονται οι προαναφερθείσες πληροφορίες για το κάδµιο ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. Εικόνα 2.12: Το κάδµιο ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 2.3.4 Βηρύλλιο Το βηρύλλιο είναι ένα µέταλλο που προσφέρει ένα µοναδικό και ασυναγώνιστο συνδυασµό ιδιοτήτων. Είναι ένα από τα πιο ελαφριά δοµικά υλικά που είναι διαθέσιµα ενώ παράλληλα είναι πολύ πιο ισχυρό από το ατσάλι. Έχει εξαιρετική θερµική και ηλεκτρική αγωγιµότητα, καλή αντοχή σε διάβρωση και κόπωση και έχει καλή κατεργαστικότητα. Παραδοσιακά, χρησιµοποιούνταν σε µητρικές κάρτες υπολογιστών. Το βηρύλλιο χρησιµοποιείται σπάνια πλέον στη µορφή αυτή αλλά η χρήση του ως κράµα µε το χαλκό ολοένα και αυξάνεται διότι βελτιώνει τις ιδιότητες επαφής του χαλκού λόγω της υψηλής αντοχής του, της υψηλής θερµικής αγωγιµότητας και της καλής ελαστικής του συµπεριφοράς. Σε αυτά τα κράµατα περιλαµβάνεται 2-4% βηρύλλιο. Το βηρύλλιο πρόσφατα αναγνωρίσθηκε ως ένα δυνητικά τοξικό ή επικίνδυνο συστατικό των ΑΗΗΕ. Στην Εικόνα 2.13 18
παρουσιάζονται οι προαναφερθείσες πληροφορίες για το βηρύλλιο ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. Εικόνα 2.13: Το βηρύλλιο ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 2.3.5 Εξασθενές χρώµιο (Cr VI) Λίγες πληροφορίες υπάρχουν στη βιβλιογραφία για τη χρήση του εξασθενούς χρωµίου στα ΑΗΗΕ. Παρόλα αυτά το χρώµιο VI χρησιµοποιείται συνήθως ως σταθεροποιητής ή για να αυξήσει τη σκληρότητα των πλαστικών περιβληµάτων και ως χρωστική ουσία. Η χρήση του αναλογεί σε 0.2-0.3 gr ανά εξάρτηµα. Η Ευρωπαϊκή Ένωση τείνει να περιορίσει τη χρήση του ως χρωστική ουσία. Στην Εικόνα 2.14 παρουσιάζονται οι προαναφερθείσες πληροφορίες για το εξασθενές χρώµιο ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 19
Εικόνα 2.14: Το εξασθενές χρώµιο ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 2.3.6 Βρωµιούχα επιβραδυντικά φλόγας Λόγω των απαιτήσεων πυρασφάλειας, τα επιβραδυντικά φλόγας συναντώνται στη πλειοψηφία του εξοπλισµού τεχνολογίας πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. Είναι ενσωµατωµένα σε διάφορα κυκλώµατα, πλαστικά περιβλήµατα υπολογιστή, µητρικές κάρτες, πληκτρολόγια και καλώδια ώστε να εµποδίζεται η ανάπτυξη ή εξέλιξη των πυρκαγιών. Σε πολλές χώρες τα PBB (πολυβρωµοδιφαινύλια) και τα PBDE (πολυβρωµοδιφαινυλαιθέρες) έχουν αντικατασταθεί από τα ΤΒΒΡ-Α (τετραβρωµοδιφαινυλαιθέρες) που θεωρούνται ως ένα λιγότερο επικίνδυνο επιβραδυντικό φλόγας. Καθώς όµως αυτά τα επιβραδυντικά φλόγας θα είναι παρόντα σε πολλά προϊόντα στο τέλος του κύκλου ζωής τους τίθεται το ζήτηµα της ορθής διαχείρισης των προϊόντων αυτών. Στην Εικόνα 2.15 παρουσιάζονται οι προαναφερθείσες πληροφορίες για τα βρωµιούχα επιβραδυντικά φλόγας ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 20
Εικόνα 2.15: Τα βρωµιούχα επιβραδυντικά φλόγας ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 2.3.7 Τα χλωρίδια πολυβινυλίου(pvc) Πολλά διαφορετικά είδη πλαστικών χρησιµοποιούνται κατά την κατασκευή ηλεκτρονικού εξοπλισµού. Τα PVC είναι πλαστικά πολυµερή τα οποία ελκύουν το ενδιαφέρον της βιβλιογραφίας σχετικά µε τα δυνητικά επικίνδυνα υλικά στο χώρο στης ηλεκτρονικής. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι κατά τη καύση του σχηµατίζονται διοξίνες, κάτι το οποίο είναι αποδεδειγµένα επικίνδυνο. Η κύρια χρήση του είναι σε πλαστικά περιβληµάτα πληκτρολογίων υπολογιστή και σε καλώδια. Η χρήση του οφείλεται κυρίως στη καλή χηµική του αντίσταση κάτι το οποίο επιζητείται από κατασκευαστές ηλεκτρονικών προϊόντων που επιθυµούν όσο το δυνατόν πιο ανθεκτικά προϊόντα. Οι εκτιµώµενες ποσότητες PVC σε διάφορα προϊόντα κυµαίνονται από 37,1 gr σε ένα πληκτρολόγιο έως 314 gr σε διάφορα καλώδια σύνδεσης συσκευών, όπως τα καλώδια σύνδεσης της οθόνης και του ποντικιού µε την κεντρική µονάδα του υπολογιστή. Στην Εικόνα 2.16 παρουσιάζονται οι προαναφερθείσες πληροφορίες για τα χλωρίδια πολυβινυλίου ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. Εικόνα 2.16: Τα χλωρίδια πολυβινυλίου (PVC) ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 21
2.3.8 Τα πολυχλωριωµένα διφαινύλια (PCB) Υπάρχει κάποια αβεβαιότητα σχετικά µε το πού και πότε τα PCB έχουν χρησιµοποιηθεί στον τοµέα της πληροφορικής και του τηλεπικοινωνιακού εξοπλισµού. Μερικές πηγές δηλώνουν ότι τα PCB s δεν έχουν χρησιµοποιηθεί ποτέ σε υπολογιστές ενώ άλλες πηγές αναφέρονται στη χρήση των PCB s σε παλιούς πυκνωτές και ως επιβραδυντικά φλόγας σε PVC πλαστικά καλώδια. Παρά το γεγονός ότι δε βρέθηκαν αναφορές ποσοτήτων PCB στη βιβλιογραφία θα πρέπει να θεωρηθεί ως µια ουσία που χρήζει προσοχής κατά το τέλος της χρήσιµης ζωής του. Στην Εικόνα 2.17 παρουσιάζονται οι προαναφερθείσες πληροφορίες για τα πολυχλωριωµένα διφαινύλια ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. Εικόνα 2.17: Τα πολυχλωριωµένα διφαινύλια (PCB) ως µέρος του εξοπλισµού τεχνολογιών πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών. 22
3. Η ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΛΗΨΗΣ ΑΠΟΦΑΣΗΣ 3.1. Γενικά Οι πολυκριτηριακές µέθοδοι παρέχουν το πλαίσιο εργασίας για τη συλλογή, την καταχώρηση και εν τέλει την προώθηση όλων των σχετικών πληροφοριών, καθιστώντας έτσι τη διαδικασία λήψης µιας απόφασης ανιχνεύσιµη και διαφανή (Hokkanen et al., 2000). Η λήψη µιας απόφασης είναι το αποτέλεσµα των συγκρουόµενων στόχων κοινωνικοπολιτικής, οικονοµικής και περιβαλλοντικής φύσεως, δηµιουργώντας έτσι ένα πολυδιάστατο πρόβληµα που χρήζει ιδιαίτερης αντιµετώπισης. Εποµένως, η αβεβαιότητα και η ανακρίβεια είναι αναφαίρετα στοιχεία της δοµής τους. Η επιλογή των κριτηρίων, αλλά και η περιγραφή των χαρακτηριστικών τους, όπως η βαθµονόµηση, ο καθορισµός των συντελεστών βαρύτητας, η βαθµολόγηση σε συνδυασµό πάντα µε τα εναλλακτικά σενάρια, συνθέτουν σε γενικές γραµµές τη λύση του προβλήµατος (Σκερλετίδου, 2010). Σύµφωνα µε τους Georgopoulou et al. (1997), τα στάδια µιας πολυκριτηριακής ανάλυσης είναι τα εξής: 1. Ορισµός του προβλήµατος και προσδιορισµός των ενδεχόµενων περιορισµών για το σχηµατισµό ρεαλιστικών σεναρίων. 2. Κατασκευή του µητρώου επεξεργασίας και αξιολόγησης, η οποία περιλαµβάνει: Τον ορισµό των εµπλεκοµένων στη διαδικασία. Το σχηµατισµό εναλλακτικών στρατηγικών. Την επιλογή των κριτηρίων αξιολόγησης. Την αξιολόγηση των διαθέσιµων εναλλακτικών σε σχέση µε τα κριτήρια. 3. Καθορισµός του συντελεστή βαρύτητας των κριτηρίων. 4. Υπολογισµός των επιµέρους επιδόσεων των εναλλακτικών σεναρίων µε την επιλογή της κατάλληλης πολυκριτηριακής µεθόδου. 5. Κατάταξη όλων των εφικτών εναλλακτικών µε φθίνουσα σειρά επίδοσης. 6. ιεξαγωγή της ανάλυσης ευαισθησίας προκειµένου να διερευνηθούν οι διάφοροι παράµετροι που επηρεάζουν την ταξινόµηση των εναλλακτικών σεναρίων. 7. Προτάσεις και συστάσεις επί των αποτελεσµάτων. Η λήψη µιας απόφασης είναι η µελέτη προσδιορισµού και επιλογής των εναλλακτικών λύσεων βασισµένων στις προτιµήσεις της απόφασης του λήπτη. Η λήψη απόφασης υπονοεί ότι υπάρχουν εναλλακτικές επιλογές οι οποίες 23
εξετάζονται. Σε αυτή την περίπτωση, στόχος είναι όχι µόνο να προσδιοριστούν όσο το δυνατόν περισσότερες από τις εναλλακτικές λύσεις, αλλά να επιλεγεί αυτή που συµβαδίζει βέλτιστα µε τους στόχους και τις επιθυµίες του λήπτη απόφασης (Harris, 2009). Αντικειµενική επιδίωξη της παρούσας διπλωµατικής εργασίας αποτελεί η επιλογή της βέλτιστης στρατηγικής διαχείρισης των ΑΗΗΕ, µεταξύ 9 εναλλακτικών, οι οποίες βαθµολογήθηκαν βάσει 12 κριτηρίων µε τη βοήθεια της πολυκριτηριακής ανάλυσης. Τα στάδια που ακολουθήθηκαν παρουσιάζονται στην Εικόνα 3.1. Κατά την εφαρµογή της πολυκριτηριακής ανάλυσης, σε πρώτο στάδιο καθορίζονται τα εναλλακτικά σενάρια διαχείρισης των ΑΗΗΕ. Στο επόµενο στάδιο, πραγµατοποιείται ο καθορισµός των κριτηρίων, η βαθµολόγηση αυτών ως προς τα εναλλακτικά σενάρια και η εκτίµηση των συντελεστών βαρύτητας µε βάση την άποψη των εµπειρογνωµόνων που επιλέχθηκαν. Ακολουθεί η εφαρµογή της πολύκριτηριακής και η εξαγωγή των αποτελεσµάτων. Τέλος, λαµβάνεται η απόφαση για την κατάλληλη επιλογή σεναρίου µε τη συγκατάθεση της ανάλυσης ευαισθησίας που πραγµατοποιείται στο στάδιο αυτό, ενώ τα αποτελέσµατα επαληθεύονται από την εφαρµογή µιας δεύτερης µεθόδου πολυκριτηριακής ανάλυσης. 24
Καθορισμός εναλλακτικών μέτρων αντιµετώπισης Καθορισµός των κριτηρίων και περιγραφή των χαρακτηριστικών τους Καθορισµός συντελεστών βαρύτητας των κριτηρίων Βαθµολόγηση κριτηρίων για κάθε εναλλακτικό µέτρο αντιµετώπισης Εξαγωγή αποτελεσµάτων Φθίνουσα σειρά κατάταξης εναλλακτικών µέτρων Ανάλυση ευαισθησίας Επιλογή µέτρου αντιµετώπισης Εικόνα 3.1: Απεικόνιση σταδίων και βηµάτων πολυκριτηριακής ανάλυσης. 25
3.2. Επισκόπηση µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης Στη παρούσα ενότητα αναφέρονται επιγραµµατικά οι πιο διαδεδοµένες µέθοδοι πολυκριτηριακής ανάλυσης που συναντώνται και χρησιµοποιούνται σήµερα. Αυτές οι µέθοδοι είναι οι ακόλουθες: Analytic hierarchy process (AHP) Analytic network process (ANP) Inner product of vectors (IPV) Multi-attribute value theory (MAVT) Multi-attribute utility theory (MAUT) Multi-Attribute Global Inference of Quality (MAGIQ) Goal programming ELECTRE (Outranking) PROMETHÉE (Outranking) Data envelopment analysis The evidential reasoning approach Dominance-based Rough Set Approach (DRSA) Aggregated Indices Randomization Method (AIRM) Nonstructural Fuzzy Decision Support System (NSFDSS) Grey relational analysis (GRA) Superiority and inferiority ranking method (SIR method) Potentially All Pairwise RanKings of all possible Alternatives (PAPRIKA) Value Engineering (VE) Value analysis (VA) Στις επόµενες παραγράφους παρουσιάζονται οι κύριες µέθοδοι υπεροχής ELECTRE και PROMETHÉE, τα διαθέσιµα λογισµικά πολυκριτηριακής ανάλυσης στην αγορά και τα µαθηµατικά υπόβαθρα των παραπάνω µεθόδων. 26
3.3. Προσέγγιση σχέσεων υπεροχής (Outranking Methods Overview) Η προσέγγιση των σχέσεων υπεροχής βασίζεται στην ανά ζεύγη σύγκριση των επιλογών σε κάθε µεµονωµένο κριτήριο µε βάση τις επιδόσεις τους και τις ενδοκριτηριακές προτιµήσεις του αποφασίζοντα, όπως αυτές εκφράζονται µε τα κατώφλια αδιαφορίας ή/και προτίµησης. Χαρακτηριστικό των µεθόδων υπεροχής είναι ότι η σύγκριση γίνεται στην αρχική κλίµακα µέτρησης των επιδόσεων (ποσοτική ή ποιοτική) χωρίς αναγωγή στο διάστηµα [0,1]. Ο δείκτης που προκύπτει από την ανά κριτήριο σύγκριση συντίθεται στη συνέχεια σε ένα συνολικό δυαδικό δείκτη λαµβάνοντας υπόψη τους συντελεστές βαρύτητας των κριτηρίων (Roy and Bouysou, 1993). Οι δυαδικοί δείκτες χαρακτηρίζουν ζεύγη επιλογών (α, b) και προσδιορίζουν στο διάστηµα [0,1] το βαθµό στον οποίο ισχύει η υπόθεση: «η λύση α είναι τουλάχιστον τόσο καλή όσο και η λύση b». Ανάλογα µε την µέθοδο και τον ακριβή τρόπο υπολογισµού τους, οι δείκτες αυτοί ονοµάζονται δείκτες προτίµησης ή δείκτες συµφωνίας (ως προς την υπόθεση). Μια λύση α που εµφανίζει υψηλές τιµές δεικτών προτίµησης σε σχέση µε τις υπόλοιπες εναλλακτικές λύσεις χαρακτηρίζεται από µία σχετική υπεροχή, ενώ αντίθετα άλλες λύσεις που δεν επιβεβαιώνουν την υπόθεση σε σηµαντικό βαθµό, κρίνονται ως υποδεέστερες. Εποµένως, το τελικό στάδιο στις µεθόδους υπεροχής είναι η επεξεργασία των δυαδικών δεικτών έτσι ώστε να προκύψουν σχέσεις υπεροχής και η τελική κατάταξη των εναλλακτικών λύσεων (Roy and Bouysou, 1993). Οι πιο γνωστές µέθοδοι υπεροχής είναι η οµάδα των µεθόδων ELECTRE και PROMETHEE, οι οποίες και εξετάζονται αναλυτικά στη συνέχεια. 3.3.1 Μέθοδος PROMETHEE Οι µέθοδοι προσέγγισης σχέσεων υπεροχής (Preference Ordering Method), που παρουσιάζονται και στην Εικόνα 3.2, χρησιµοποιούν για τη δυαδική σύγκριση των επιλογών ένα από τα εξής 6 κριτήρια: 1) Κανονικό κριτήριο (usual type): εν περιλαµβάνει κατώφλια και υποθέτει απότοµη µετάβαση από την κατάσταση αδιαφορίας στην κατάσταση προτίµησης. 2) Κριτήριο µε κατώφλι αδιαφορίας (U type): Περιλαµβάνει µόνο κατώφλι αδιαφορίας q. 3) Κριτήριο µε κατώφλι προτίµησης (V type): Περιλαµβάνει µόνο κατώφλι προτίµησης p. 27
4) Βαθµωτό κριτήριο (level type): Περιλαµβάνει κατώφλι αδιαφορίας q, και κατώφλι προτίµησης p, που ορίζει ένα µόνο επίπεδο ενδιάµεσης προτίµησης µεταξύ αδιαφορίας και σαφούς προτίµησης. 5) Γραµµικό κριτήριο (linear type): Περιλαµβάνει κατώφλι αδιαφορίας q, και γραµµική µετάβαση στην κατανόηση σαφούς που ορίζεται από το κατώφλι προτίµησης p. 6) Κριτήριο Gauss (Gauss type): Υποθέτει σταδιακή µετάβαση από την κατάσταση αδιαφορίας προς την κατάσταση σαφούς προτίµησης (που θεωρητικά προσεγγίζεται στο άπειρο) ακολουθώντας τη συνάρτηση µιας κατανοµής Gauss και προσδιορίζεται από την τυπική απόκλιση της κατανοµής σ. Εικόνα 3.2: Οι 6 τύποι κριτηρίων της µεθόδου PROMETHEE 3.3.2 Μέθοδος ELECTRE Η οµάδα µεθόδων ELECTRE χρησιµοποιούν, εκτός των κατωφλίων αδιαφορίας και προτίµησης, και κατώφλι απαγόρευσης (veto), που σηµαίνει ότι αν η διαφορά επιδόσεων µεταξύ δύο επιλογών υπερβαίνει κάποιο συγκεκριµένο όριο, η υποδεέστερη επιλογή δεν µπορεί να υπερέχει ανεξάρτητα από τις επιδόσεις της στα άλλα κριτήρια. Η εισαγωγή κατωφλιού άρνησης αποτελεί και τη βασική διαφορά της µεθόδου ELECTRE σε σχέση µε τη µέθοδο PROMETHEE. Τα κατώφλια προτίµησης, αδιαφορίας και άρνησης εισάγονται ανεξαρτήτως είδους κριτηρίου όπως στην περίπτωση της µεθόδου PROMETHEE. Η επίλυση του 28
πολυκριτηριακού προβλήµατος µε τις µεθόδους αυτές ακολουθεί τα εξής διαδοχικά στάδια: 1 ο Στάδιο: Αρχικά, γίνεται η επιλογή των κριτηρίων, τα οποία θα πρέπει να καλύπτουν όλες τις πλευρές του εξεταζόµενου προβλήµατος και να µπορούν να βαθµολογηθούν σε κατάλληλη κλίµακα. 2 ο Στάδιο: Για όλα τα κριτήρια αξιολόγησης καθορίζεται η σπουδαιότητά τους µε τη βοήθεια κατάλληλων συντελεστών βαρύτητας. Το άθροισµα των συντελεστών βαρύτητας των κριτηρίων είναι 100%. 3 ο Στάδιο: Πραγµατοποιείται ανάλυση όλων των εναλλακτικών χαρακτηριστικών κάθε επιµέρους κριτηρίου τα οποία στη συνέχεια ποσοτικοποιούνται βάσει κλίµακας π.χ. 1-10, όπου οι µικρότερες τιµές αφορούν στις δυσµενέστερες αποδόσεις των χαρακτηριστικών του κριτηρίου και οι µεγαλύτερες τιµές στις ευνοϊκότερες (καλύπτοντας µε τον τρόπο αυτό όλες τις πιθανές περιπτώσεις). 4 ο Στάδιο: Αρχικά γίνεται αποτύπωση των χαρακτηριστικών κάθε επιµέρους κριτηρίου για κάθε εναλλακτικό σενάριο και αφού γίνει σύγκριση τους µε την κλίµακα που αναπτύσσεται στο 3 ο στάδιο, λαµβάνει µία συγκεκριµένη τιµή απόδοσης στην ορισµένη κλίµακα. 5 ο Στάδιο: Εφαρµογή του µοντέλου πολυκριτηριακής ανάλυσης. 3.3.3 Επιλογή της κατάλληλης µεθόδου Είναι εµφανές πως δεν υπάρχουν καλύτερες και χειρότερες µέθοδοι πολυκριτηριακής αξιολόγησης, απλά υπάρχουν περισσότερο και λιγότερο κατάλληλες µέθοδοι σύµφωνα µε την κάθε εφαρµογή. Το ζήτηµα που τίθεται στην παρούσα εργασία είναι η επιλογή της βέλτιστης στρατηγικής διαχείρισης των ΑΗΗΕ. Η καταλληλότερη µέθοδος πολυκριτηριακής ανάλυσης για το συγκεκριµένο πρόβληµα θεωρήθηκε η ELECTRE III, της οποίας τα αποτελέσµατα επαληθεύονται µε τη χρήση της µεθόδου Visual PROMETHEE. Οι λόγοι που οδήγησαν στην προτίµηση αυτή είναι ποικίλοι και συµβαδίζουν - όπως αναµένεται- µε τα πλεονεκτήµατα της επιλεγµένης µεθόδου. Πιο συγκεκριµένα: Ένας από τους εµφανέστερους λόγους προτίµησης της ELECTRE III και της PROMETHEE είναι ο µέχρι σήµερα µεγάλος και επιτυχής αριθµός εφαρµογών της σε διεθνές επίπεδο. Ένα πολύ σηµαντικό πλεονέκτηµα της µεθόδου ELECTRE III έναντι των υπολοίπων µεθόδων είναι η χρησιµότητά της κατά την εξέταση περιβαλλοντικών προβληµάτων (Rogers and Bruen, 1998). 29
Επιπλέον, η ELECTRE III και η PROMETHHE έχουν τη δυνατότητα να συµπεριλάβουν ένα αρκετά µεγάλο αριθµό κριτηρίων αξιολόγησης των εναλλακτικών στρατηγικών διαχείρισης των ΑΗΗΕ, σε συνδυασµό µε τη δυνατότητα µεγάλου αριθµού ληπτών απόφασης (Xiaoting, 2007). Σε αρκετές περιπτώσεις, λόγω πιθανής ανακρίβειας και αβεβαιότητας ορισµένων διαθέσιµων στοιχείων, υπάρχει µεγάλος κίνδυνος να οδηγηθεί κανείς σε τελείως λάθος συµπεράσµατα µε τη χρήση οποιασδήποτε µεθόδου. Η διαχείριση των ΑΗΗΕ θεωρείται ένα πολυσύνθετο πρόβληµα που απαιτεί για την επίλυσή του πολυάριθµες πληροφορίες. Ο λήπτης της συγκεκριµένης απόφασης θα πρέπει να λάβει υπόψη του την πιθανότητα κατοχής αβέβαιων στοιχείων και πληροφοριών. Η ELECTRE III έχει τη δυνατότητα να προσαρµόζεται καλύτερα σε τέτοιες περιστάσεις εξάγοντας εγκυρότερα και αποτελεσµατικότερα συµπεράσµατα (Roy and Bouysou, 1993), σε σύγκριση πάντα µε τις υπόλοιπες µεθόδους αλλά και για λόγους επαλήθευσης χρησιµοποιήθηκε και η µέθοδος PROMETHEE. Η µέθοδος κάνει χρήση των ορίων προτίµησης και αδιαφορίας, ενώ συµπεριλαµβάνει και µία επιπλέον παράµετρο, την έννοια της άρνησης (Roy and Bouysou, 1993). Με τη χρήση των παραµέτρων αυτών η µέθοδος δεν εξετάζει µόνο τα δύο άκρα του προβλήµατος, ισχυρό και αδύναµο, αλλά και µια ολόκληρη οικογένεια ενδιάµεσων επιπέδων, από τη συνολικά ισχυρή, έως τη συνολικά αδύναµη κατάσταση. Η διαδικασία επιτυγχάνεται µε βαθµολόγηση, σύγκριση και τελική κατάταξη των διαφόρων µέτρων αντιµετώπισης. Η ανάλυση αυτή είναι ικανή, όσο είναι δυνατό και επιθυµητό, να αποδώσει στα κριτήρια είτε ποσοτικό, είτε ποιοτικό χαρακτήρα, στην προς µελέτη εφαρµογή. Ένα κριτήριο θα µπορούσε να χαρακτηριστεί ποσοτικό όταν αυτό δύναται να υπολογιστεί µέσω ενός µετρητικού προτύπου, όπως για παράδειγµα η αξία γης. Κάποια κριτήρια όµως είναι καθαρά ποιοτικά, όπως είναι η ηχητική και η αισθητική όχληση. Η µέθοδος ELECTRE III επιδεικνύει µια πολύ καλή προσαρµογή δεδοµένων σε τέτοιες εφαρµογές. Για όλους τους παραπάνω λόγους, στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, επιλέγεται η ELECTRE III ως βασική µέθοδος για την επίλυση του πολυκριτηριακού προβλήµατος εύρεσης της βέλτιστης στρατηγικής διαχείρισης των ΑΗΗΕ και η µέθοδος PROMETHEE ως µέθοδος επαλήθευσης. Παρακάτω παρατίθεται το µαθηµατικό υπόβαθρο των δύο αυτών µεθόδων και παρουσιάζονται τα λογισµικά πολυκριτηριακής ανάλυσης που είναι διαθέσιµα στην αγορά. 30