Ψηφιακό Χάσμα και Έξυπνες Πόλεις

Ψηφιακό Χάσμα και Έξυπνες Πόλεις Γιάννης Παραβάντης Επίκουρος Καθηγητής Τμήμα Διεθνών και Ευρωπαϊκών Σπουδών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΙΡΑΙΩΣ 2013-04-07 1 σε σύνολο 39

Ποιος είναι ο ομιλητής: Πολιτικός Μηχανικός Συγκοινωνιολόγος (ΕΜΠ) Μάστερ σε Μεταφορές και Διδακτορικό σε Περιβάλλον/Ενέργεια (Northwestern University, Chicago, ΗΠΑ) Επίκουρος Καθηγητής (μόνιμος) στο Τμήμα Διεθνών και Ευρωπαϊκών Σπουδών του Πανεπιστημίου Πειραιώς γνωστικό αντικείμενο «Διεθνείς Πολιτικές στην Τεχνολογία, την Ενέργεια και το Περιβάλλον» 2 σε σύνολο 39

Δομή της παρουσίασης: Στο πρώτο μέρος θα σας μιλήσω για την έρευνά μας επί του ψηφιακού χάσματος: θεωρητικό υπόβαθρο, επισκόπηση βιβλιογραφίας, μεθοδολογία, αποτελέσματα και συμπεράσματα. Στο δεύτερο μέρος θα συνδέσω το ψηφιακό χάσμα με τις έξυπνες πόλεις (smart cities) και τις πράσινες ενεργειακές τεχνολογίες. Θα επιχειρήσω επίσης μερικές σκέψεις για το μέλλον 3 σε σύνολο 39

4 σε σύνολο 39

Το πρώτο μέρος της παρουσίασης βασίζεται στην δημοσίευση: Iliadis, M. & Paravantis, J. A. (2011). A multivariate cross-country empirical analysis of the digital divide. 2011 IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC), June 28 July 1, 785-788. Michael S. Iliadis Department of Electrical Engineering & Computer Science Northwestern University John A. Paravantis Department of International & European Studies University of Piraeus Η δημοσίευση ήταν δύσκολη 5 σε σύνολο 39

Τι είναι το ψηφιακό χάσμα; Το χάσμα που φαίνεται να υπάρχει ανάμεσα στους ανθρώπους που έχουν πρόσβαση σε Τεχνολογίες Πληροφορικής Και Τηλεπικοινωνιών (Information and Communication Technologies ή ICT) και σε εκείνους που δεν έχουν. Σε αυτή την έρευνα διευρύνουμε την αιχμή της γνώσης (state of the art) του παγκοσμίου ψηφιακού χάσματος (cross-country digital divide) με την ανάλυση 22 μεταβλητών ICT με καθιερωμένες τεχνικές πολυμεταβλητής στατιστικής επί διατμηματικών (cross sectional, όχι χρονοσειρών) δεδομένων από 141 χώρες (πλήρη στοιχεία). 6 σε σύνολο 39

7 σε σύνολο 39

Τι αναφέρει η βιβλιογραφία για το παγκόσμιο ψηφιακό χάσμα: Η διείσδυση προσωπικών υπολογιστών (PC) είναι υψηλότερη στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική. Ενώ σχεδόν το ήμισυ του πληθυσμού των αναπτυγμένων χωρών χρησιμοποιεί το διαδίκτυο, ο αριθμός αυτός είναι μόλις 1% στην υποσαχάρια Αφρική. Το παγκόσμιο ψηφιακό χάσμα είναι ένα πολυδιάστατο και σύνθετο φαινόμενο που επηρεάζεται από ένα ευρύ φάσμα τεχνολογικών, οικονομικών, κοινωνικών, θεσμικών, πολιτικών και πολιτιστικών παραγόντων. 8 σε σύνολο 39

9 σε σύνολο 39

Μελέτες του παγκοσμίου ψηφιακού χάσματος: Μερικές διατμηματικές εργασίες επιχειρούν να περιγράψουν το ψηφιακό χάσμα, δηλαδή να εξετάσουν τις μεταβλητές διείσδυσης των ICTs χωρίς να εξετάσουν την εξάρτησή τους από άλλα χαρακτηριστικά. Άλλες διατμηματικές εργασίες αναλύουν μια σειρά από μεταβλητές ως παράγοντες καθοριστικούς του ψηφιακού χάσματος. Παραδόξως, λίγες έχουν προσπαθήσει να ομαδοποιήσουν τις χώρες με βάση τη διάχυση των ICT. 10 σε σύνολο 39

Ερευνητικά ερωτήματα που απαντάμε με την έρευνά μας: Ε1 Ποια χαρακτηριστικά των ICT είναι σκόπιμο να συμπεριληφθούν σε ένα συνθετικό δείκτη διείσδυσης του ψηφιακού χάσματος από χώρα σε χώρα; Ε2 Πώς εντάσσονται οι χώρες σε συστάδες (clusters) σε παγκόσμιο επίπεδο, αν ένας τέτοιος δείκτης χρησιμοποιηθεί για να τις ταξινομήσει σε ομάδες; Ε3 Ποιοι είναι οι καθοριστικοί παράγοντες της ψηφιακής διάχυσης από χώρα σε χώρα; Ποια συγκεκριμένα χαρακτηριστικά διαμορφώνουν κάθε παράγοντα; 11 σε σύνολο 39

Τι συνεισέφερε η προσέγγισή μας; Το εύρος της έρευνάς μας είναι μεγαλύτερο από εκείνο πολλών άλλα εργασιών, που αναλύουν ένα μόνο συστατικό του ψηφιακού χάσματος, όπως το διαδίκτυο ή την κινητή τηλεφωνία. Η χρήση Ανάλυσης Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis ή PCA) διασφαλίζει ότι οι βαρυτικοί συντελεστές με τους οποίους πολλαπλασιάζονται οι μεταβλητές για να πάρουμε τους παράγοντες, επιλέγονται αντικειμενικά. Ελάχιστες εργασίες έχουν υιοθετήσει μια τέτοια προσέγγιση. Αναλύουμε μεγαλύτερο αριθμό χωρών (141, χωρίς ελλιπή δεδομένα) από ότι οι περισσότερες άλλες εργασίες που α αναφέρονται στη βιβλιογραφία. Τέλος, αναλύουμε ρητά την συμμετοχή σε συστάδα ως παράγοντα καθοριστικό της ψηφιακής διείσδυσης. 12 σε σύνολο 39

Δεδομένα και μεταβλητές: Τα διατμηματικά δεδομένα διατέθηκαν από τη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (International Telecommunications Union ή ITU, την οποία ευχαριστούμε) και συμπληρώθηκαν με δεδομένα από την Παγκόσμια Τράπεζα (World Bank) και τα Ηνωμένα Έθνη (United Nations). Όλα τα στοιχεία αναφέρονται στο έτος 2005. Η συνιστώσα των ICT διαμορφώθηκε από έξι μεταβλητές και θεωρήθηκε ως εξαρτημένη (dependent). Οι ανεξάρτητες (independent) συνιστώσες διατυπώθηκαν από 16 οικονομικές, κοινωνικές, εκπαιδευτικές και πολιτικές μεταβλητές. 13 σε σύνολο 39

Στατιστική ανάλυση: Αρχικά χρησιμοποιήθηκε Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) για να συμπεριλάβει το μεγαλύτερο μέρος της διακύμανσης των μεταβλητών σε έναν μικρό αριθμό συνιστωσών (δηλαδή ασυσχέτιστων γραμμικών συνδυασμών των αρχικών μεταβλητών). Ακολούθως εκτελέστηκε Ανάλυση Συστάδων (Cluster Analysis) επί των τιμών των κύριων συνιστωσών (principal components), προκειμένου να ταξινομηθούν οι χώρες σε ομοιογενείς ομάδες που αντανακλούν τα διαφορετικά επίπεδα της ψηφιακής διείσδυσης. Τέλος, εκτιμήθηκε μοντέλο πολλαπλής παλινδρόμησης (multiple regression) επί των τιμών των κύριων συνιστωσών και τη συμμετοχή σε συστάδες, προκειμένου να εκτιμηθεί σε τι βαθμό αυτές καθορίζουν την εξαρτημένη συνιστώσα των ICT. 14 σε σύνολο 39

Η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (Principal Components Analysis) έδωσε τα ακόλουθα αποτελέσματα: Οι μεταβλητές ICT συντέθηκαν σε μια μόνο κύρια συνιστώσα, PCICT, που αποτελεί το δείκτη διείσδυσης του παγκοσμίου ψηφιακού χάσματος (ερευνητικό ερώτημα Ε1). Δύο κύριες συνιστώσες, PCECON1 και PCECON2, εξήχθησαν από τις οικονομικές μεταβλητές. Οι κοινωνικές μεταβλητές έδωσαν μια μόνο κύρια συνιστώσα, PCSOC. Τέλος, μια κύρια συνιστώσα, PCPOL, εξήχθη από τις πολιτικές μεταβλητές. 15 σε σύνολο 39

Όσον αφορά την Ανάλυση Συστάδων (Cluster Analysis): Η ανάλυση διενεργήθηκε επί των τιμών έξι μεταβλητών: των πέντε κύριων συνιστωσών και των τυποποιημένων τιμών του δείκτη εκπαίδευσης (ZEDU). Εντοπίστηκαν δυο συστάδες: Η Συστάδα 1 περιελάμβανε λιγότερο αναπτυγμένες χώρες, όπως το Μεξικό, τη Βραζιλία και την Κένυα. Η Συστάδα 2 περιελάμβανε αναπτυγμένες χώρες, όπως τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία και τη Γερμανία (ερευνητικό ερώτημα Ε2). Η Ελλάδα εντάχθηκε στη δεύτερη συστάδα (με τις αναπτυγμένες χώρες που έχουν υψηλή ψηφιακή διείσδυση). 16 σε σύνολο 39

Μοντέλο πολλαπλής παλινδρόμησης 17 σε σύνολο 39

Τα κύρια ευρήματά μας (ερευνητικό ερώτημα Ε3): Ο μεγάλος συντελεστής της μεταβλητής που δείχνει τη συμμετοχή στη δεύτερη συστάδα, CLUSTER, σημαίνει ότι η ένταξη στην συστάδα των αναπτυγμένων κρατών συνεπάγεται ωφέλειες πέραν εκείνων που αντιπροσωπεύονται από τις άλλες ανεξάρτητες μεταβλητές! Αν και δεν το περιμέναμε, η κοινωνική κύρια συνιστώσα (PCSOC) άσκησε τη δεύτερη μεγαλύτερη επιρροή στην ψηφιακή διείσδυση, μεγαλύτερη από εκείνη των οικονομικών! Επισημαίνουμε ότι ψηλότερες τιμές της κοινωνικής συνιστώσας σημαίνουν: μεγαλύτερο ποσοστό ατόμων στην ηλικιακή ομάδα 14-65 ετών, μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής, και περισσότερο ποσοστό του πληθυσμού σε αστικές περιοχές. 18 σε σύνολο 39

Περισσότερα ευρήματα: Η σημασία της εκπαίδευσης υπογραμμίστηκε από τη στατιστική σημαντικότητα του τυποποιημένου δείκτη εκπαίδευση (ZEDU). Οι οικονομικές και πολιτικές κύριες συνιστώσες κύριος (PCECON1, PCECON2 και PCPOL) ασκούν την ασθενέστερη (αλλά στατιστικά σημαντική) επίπτωση στην PCICT. 19 σε σύνολο 39

20 σε σύνολο 39

Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι πολιτικές που θα στοχεύουν στον τερματισμό της απομόνωσης και τη μετατόπιση μιας χώρας από την πρώτη (λιγότερο αναπτυγμένες) στη δεύτερη συστάδα (αναπτυγμένες), έχουν καλές πιθανότητας να μειώσουν το παγκόσμιο ψηφιακό χάσμα. Η σημασία της εκπαίδευσης συνεπάγεται ότι η επένδυση στην επιστήμη και την έρευνα αξίζει τον κόπο. 21 σε σύνολο 39

22 σε σύνολο 39

Έχοντας ολοκληρώσει το πρώτο (και μεγαλύτερο) μέρος της παρουσίασης, τώρα θα επιχειρήσω να συνδέσω το ψηφιακό χάσμα με τις έξυπνες πόλεις (smart cities). 23 σε σύνολο 39

Smart is the new e : οι έξυπνες πόλεις είναι της μόδας: Είχαμε email, ecommerce (ηλεκτρονικό εμπόριο), ehealth (ηλεκτρονικές υπηρεσίες υγείας), evoting (ηλεκτρονική ψηφοφορία). Έχουμε smart phones (έξυπνα τηλέφωνα), smart transport (έξυπνες μεταφορές) ακόμα και smart water (έξυπνη υδροδότηση). το «δοχείο» που περιέχει όλα αυτά είναι οι έξυπνες πόλεις (στις οποίες, όπως είδαμε, θα παιχτεί το παιχνίδι της ψηφιοποίησης). 24 σε σύνολο 39

Προβάλλεται ότι τα έξυπνα δίκτυα (smart grids) αποτελούν εξαιρετικά καλή λύση για το ενεργειακό πρόβλημα την ανθρωπογενή συνεισφορά στο φυσικό φαινόμενο του θερμοκηπίου (greenhouse effect), που εικάζεται ότι προκαλεί την παγκόσμια κλιματική αλλαγή (global climate change) και την υπερθέρμανση του πλανήτη (global warming). Το σίγουρο είναι ότι τα έξυπνα δίκτυα διανέμουν, παρακολουθούν και ρυθμίζουν αυτόματα την παροχή και κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. 25 σε σύνολο 39

Παραδοσιακά η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από μικρό αριθμό μεγάλων σταθμών μεταδίδεται (transmission system) σε περιοχές ζήτησης με πολύ υψηλή τάση και διανέμεται (distribution network) στον τελικό καταναλωτή με χαμηλή τάση. Τα παραδοσιακά δίκτυα πάντοτε ήταν σχετικά έξυπνα στο δίκτυο μετάδοσης και σχετικά μη ευφυή (dumb, δηλαδή άνευ αυτοματισμών) στο δίκτυο διανομής. Οι ροές ενέργειας σε τέτοια παραδοσιακά δίκτυα είναι μονόδρομες (one way). 26 σε σύνολο 39

Αυτά όλα αλλάζουν με την βαθμιαία μετατροπή των παραδοσιακών δικτύων σε έξυπνα. Δεν γίνεται αντικατάσταση των παραδοσιακών τεχνολογιών αλλά (κατά κύριο λόγο) πρόσθεση ICTs πάνω στην παραδοσιακή μη ευφυή υποδομή. Εκτός από μεταβολές στην τεχνολογία, λαμβάνουν χώρα και σημαντικές αλλαγές στο θεσμικό/ρυθμιστικό πλαίσιο και την κουλτούρα! Με όλες αυτές τις αλλαγές, ένα έξυπνο δίκτυο μπορεί να αξιοποιήσει πλήρως την υποδομή ( sweat the assets ) πρέπει όμως να προστατεύεται από κακόβουλες ενέργειες και επιθέσεις Δηλαδή τα έξυπνα δίκτυα αναλαμβάνουν αυξημένη σημασία ως γεωπολιτικός παράγοντας! 27 σε σύνολο 39

Δεν χωράει αμφιβολία ότι η απειλή της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής με την προβαλλόμενη ως λύση αλλαγή της πορείας μας προς οικονομίες χαμηλής κατανάλωσης άνθρακα και τη βιώσιμη ανάπτυξη ευθύνεται για την στροφή προς τα στα έξυπνα δίκτυα. Τι είναι βιώσιμη ανάπτυξη (sustainable development); Οικονομική ανάπτυξη που μεταφράζεται σε ποιότητα ζωής για όλους χωρίς όμως να ξεπερνάμε την αφομοιωτική ικανότητα των αποδεκτών (ρύπανση) ούτε το ρυθμό αναγέννησης των διαθέσιμων πόρων και πρώτων υλών. 28 σε σύνολο 39

Όμως, η μετάβαση σε οικονομίες χαμηλότερης κατανάλωσης άνθρακα σκοντάφτει στο φυσικό ασταθές και απρόβλεπτο της παροχής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ)! Πότε θα λάμψει ο ήλιος (ηλιοφάνεια); Πότε θα φυσήξει ο άνεμος (αιολικό δυναμικό); Για να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα αυτό, πρέπει να γίνουμε πιο αποτελεσματικοί στην αποθήκευση ενέργειας ή να μπορούμε να προγραμματίσουμε την κατανάλωσή ώστε αυτή να συμπίπτει με τις περιόδους μέγιστης διαθεσιμότητας. Επομένως οι μελλοντικοί καταναλωτές ενέργειας από έξυπνα δίκτυα θα πρέπει να είναι πιο ενημερωμένοι και αναμεμειγμένοι σε θέματα της ενεργειακής βιομηχανίας. 29 σε σύνολο 39

Το Παγκόσμιο Συμβούλιο Ενέργειας (World Energy Council) προβλέπει ότι μέχρι το 2050 η ενέργεια που καταναλώνουμε θα προέρχεται από τουλάχιστον οκτώ διαφορετικές πηγές: άνθρακα (coal) πετρέλαιο (oil) φυσικό αέριο (natural gas) πυρηνική (nuclear) υδροηλεκτρική (hydro) βιομάζα (biomass) αιολική (wind) και ηλιακή (solar). ορυκτά καύσιμα (fossil fuels) Ο ηλεκτρισμός είναι η λύση! Θα ενσωματώσει όλες αυτές τις πηγές σε μορφή αξιοποιήσιμη από τους καταναλωτές. 30 σε σύνολο 39

Η μεγαλύτερη αύξηση κατανάλωσης ενέργειας πιθανότατα θα εμφανιστεί στους εξής δυο τομείς που επί του παρόντος αποτελούν τους μεγαλύτερους καταναλωτές ενέργειας από ορυκτά καύσιμα (fossil fuels): οικιακή θέρμανση και ψύξη π.χ. οι κεντρικές θερμάνσεις (central heating) θα γίνει ηλεκτρικές αντλίες θερμότητας (electric heat pumps) μεταφορές π.χ. τα τζιπ θα γίνουν ηλεκτρικά αυτοκίνητα (electric vehicles). 31 σε σύνολο 39

Η συμμετοχή των ΑΠΕ στην μελλοντική αυτή αγορά ηλεκτρικής ενέργειας θα περιλαμβάνει π.χ.: τεράστια παράκτια αιολικά πάρκα (massive offshore wind farms) τοπικές υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις (community hydroelectric schemes) οικιακές ανεμογεννήτριες (backyard wind farms) και φωτοβολταϊκά σε οροφές κατοικιών (roof solar panels). Δηλαδή θα έχουμε μεγάλο ποσοστό παραγωγής μικρής κλίμακας (microgeneration) από καταναλωτές που ταυτόχρονα είναι και παραγωγοί ( prosumers ). 32 σε σύνολο 39

Επομένως: η ενέργεια θα παράγεται πλησιέστερα στην κατανάλωση οι απώλειες θα είναι πολύ μικρότερες οι ανάγκες αποθήκευσης επίσης το περιβάλλον (ακόμα πιο) καθαρό και όλοι θα είναι ευτυχισμένοι! 33 σε σύνολο 39

Χμμμ όχι τόσο βιαστικά. Ο δρόμος προς το μελλοντικό αυτό τοπίο θα έχει δυσκολίες. Θα πρέπει να αναμένονται αναπάντεχες αναδυόμενες συμπεριφορές (emergent behaviors), καθώς οι δρώντες (agents, άτομα) και μεταδρώντες (meta-agents, νοικοκυριά, κοινωνικές ομάδες) του πολύπλοκου συστήματος (complex system) της κοινωνίας, προσαρμόζονται (adapt) σε νέα δεδομένα 34 σε σύνολο 39

Η Θεωρία της Πολυπλοκότητας (Complexity Theory) μας προειδοποιεί να είμαστε προσεκτικοί και έτοιμοι: Οι μετέχοντες στην αγορά ενέργειας συνθέτουν ένα πολύπλοκο σύστημα με δρώντες (άτομα) και μεταδρώντες νοικοκυριά σύλλογοι φορείς συνδικάτα κοινωνία εταιρείες κοινής ωφελείας κράτη υπερεθνικές οργανώσεις π.χ. Ευρωπαϊκή Ένωση. Δεν είναι εύκολη η πρόβλεψη της αντίδρασης τέτοιων συστημάτων σε οποιαδήποτε μέτρα. Οι αρχές πρέπει να είναι προετοιμασμένες για το απροσδόκητο. 35 σε σύνολο 39

Η Θεωρία Παιγνίων (Game Theory) και τα Συμπεριφορικά Οικονομικά (Behavioral Economics) μας διδάσκουν ότι οι δρώντες στα πολύπλοκα κοινωνικά συστήματα είναι ορθολογικοί παίκτες και επιλέγουν με γνώμονα την υψηλότερη αναμενόμενη ανταμοιβή (και όχι τι είναι καλό για το περιβάλλον). Όχι πάντα όμως τα ακόλουθα βάζουν νερό στην ορθολογικότητα της λήψης αποφάσεων: η επιστήμης της πειθούς (influence science) η διαισθητική λήψη αποφάσεων (judgment in decision making) άλλοι αυτοματισμοί. 36 σε σύνολο 39

Για παράδειγμα: Πηγές αναφέρουν ότι μέχρι ένα στα πέντε σπίτια θα μπορούσε να εγκαταστήσει και να συνδέσει με το δίκτυο μια μικρή ανεμογεννήτρια ή ένα φωτοβολταϊκό χωρίς να επηρεαστεί σημαντικά το δίκτυο διανομής. Αν όμως τα σπίτια είναι στην ίδια γεωγραφική περιοχή, τα δεδομένα αλλάζουν και θα πρέπει να γίνουν σημαντικές μεταβολές στο δίκτυο. Δυστυχώς όμως τόσο λίγη παραγωγή μικρής κλίμακας (microgeneration, μόνο το ένα στα πέντε σπίτια δηλαδή 20%) δεν θα είναι επαρκής για να πετύχουμε φιλόδοξους στόχους όπως το 20-20-20 της Ευρωπαϊκής Ένωσης: 20% λιγότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (κυρίως CO 2 ) τουλάχιστον 20% παραγωγή ενέργειας από ΑΠΕ 20% καλύτερη ενεργειακή απόδοση. 37 σε σύνολο 39

Θυμάστε το αμυντικό πρόγραμμα Star Wars (Strategic Defense Initiative) του Προέδρου Ronald Reagan; Έτσι θα γίνει και με την παγκόσμια κλιματική αλλαγή! Και να μην υπάρχει σημαντική επίδραση του ανθρώπου, στόχοι όπως ο 20-20-20 της Ευρωπαϊκής Ένωσης θα συμβάλει στο να γυρίσουμε σελίδα στην παραγωγή, διανομή και κατανάλωση ενέργειας, και τελικά στον τρόπο ζωής μας. 38 σε σύνολο 39

Τελειώσαμε! «Κάθε δύσκολο πρόβλημα έχει μια απλή απάντηση, που είναι σύντομη, κομψή και λάθος» Γιάννης Παραβάντης Επίκουρος Καθηγητής Τμήμα Διεθνών και Ευρωπαϊκών Σπουδών τηλ. 210 4142771 & 697 3048824 e-mails jparav@unipi.gr & paravantis@gmail.com ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΙΡΑΙΩΣ 39 σε σύνολο 39