Συστήματα υποστήριξης αποφάσεων για την προώθηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο σύγχρονο περιβάλλον λειτουργίας του ενεργειακού τομέα

Abstract

The main scope of this thesis is the development of an integrated methodological framework for supporting the promotion of Renewable Energy Sources (RES) under the modern environment of the energy sector’s operation, as it is formulated by the two new parameters, namely the energy market liberalization and the climate change. The objective of the thesis, on which the related methodologies and systems are developed, is to contribute to the identification of all the problem’s parameters, their interrelations and finally to the elaboration of a transparent and consistent decision support framework for RES promotion. In particular, the proposed approach, namely - RE₂S -, comprises the following three (3) modules: - Rationalization that comprises the organisation of the problem characteristics. - Evaluation, which comprises the evaluation of the tools for RES promotion and particularly the RE programs’ types and the available RE technological possibilities. - Synthesis that comprises the tools’ synthesis and evaluation of the final proposals based on the characteristics of the energy market actors. Particular emphasis is laid on the development of the corresponding innovative methodologies and systems, for the adequate modelling of the examined options’ qualitative performances in the related criteria, providing a basis on which to build on the meaningful RES promotion decision support. The innovative methodologies that were developed are based on the use of linguistic variables in a finite and totally ordered scale. In addition, an informative system of linguistic variables was developed, namely L-DSS (Linguistic Decision Support System), for solving the models that represent the corresponding decision support problems. The L-DSS is constituted of two main sub-systems: - The LΤ-DSS (Linguistic TOPSIS Decision Support System), which incorporates two (2) multi-criteria methodologies for the tools evaluation for RES promotion that are based on appropriate extensions of the TOPSIS method using linguistic variables and; - The LS-DSS (Linguistic Symbolic Decision Support System), which incorporates the 2- tuple LOWA operator, customized properly for the evaluation of the proposals for RES promotion, based on the energy market actors’ characteristics. The proposed approach was applied to the Greek energy sector, since the particular thesis was supported by of the PENED Program «Decision Support for the Promotion of Renewable Energy and Energy Efficiency in the New Conditions of the Greek Energy Market» (Hellenic Republic, Ministry of Development, General Secretariat for Research and Technology - GSRT, Measure 8.3 of OPERATIONAL PROGRAMME “COMPETITIVENESS” in the 3rd Community Support Programme)». Moreover, some specific data were collected within the framework of the European projects «Scientific Reference System on New Energy Technologies, Energy End-use Efficiency and Energy RTD - SRS NET & EEE (EC - FP6, Coordination Action)» and «The Potential of Transferring and Implementing Sustainable Energy Technologies through the Clean Development Mechanism of the Kyoto Protocol - ENTTRANS (EC - FP6, Specific Support Action)».

Αντικείμενο της διατριβής είναι η διατύπωση ολοκληρωμένου μεθοδολογικού πλαισίου υποστήριξης αποφάσεων για τη διαμόρφωση και αξιολόγηση προτάσεων προώθησης Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) στο σύγχρονο περιβάλλον λειτουργίας του ενεργειακού τομέα, όπως αυτό διαμορφώνεται από την απελευθέρωση της αγοράς ενέργειας και την κλιματική αλλαγή. Στόχος της διδακτορικής διατριβής, στην οποία βασίζεται η μεθοδολογία και τα σχετιζόμενα συστήματα που αναπτύσσονται, είναι η συμβολή στην αναγνώριση όλων παραμέτρων του προβλήματος, στην εμπεριστατωμένη ανάλυση των μεταξύ τους αλληλεπιδράσεων και τελικά στην διαμόρφωση ενός διαφανούς και συνεπούς πλαισίου υποστήριξης των αποφασιζόντων. Συγκεκριμένα, η προτεινόμενη προσέγγιση - RE₂S - περιλαμβάνει τις παρακάτω τρεις (3) συνιστώσες: -Rationalization, που αφορά στην οργάνωση των χαρακτηριστικών του προβλήματος. - Evaluation, που αφορά στην αξιολόγηση των τύπων προγραμμάτων και των διαθέσιμων τεχνολογικών δυνατοτήτων (εργαλεία προώθησης ΑΠΕ). - Synthesis, που αφορά στη σύνθεση και στην αξιολόγηση των τελικών προτάσεων με βάση τα χαρακτηριστικά των εμπλεκομένων της ενεργειακής αγοράς. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην ανάπτυξη του πλαισίου και των επιμέρους πρωτότυπων πολυκριτηριακών μεθοδολογιών και συστημάτων, ώστε να μοντελοποιούν επαρκώς τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των επιδόσεων των δυνατών επιλογών στα κριτήρια του προβλήματος, αποτελώντας μία ικανή και επαρκή βάση για την υποστήριξη αποφάσεων από την Πολιτεία για την προώθηση των ΑΠΕ. Οι πρωτότυπες πολυκριτηριακές μεθοδολογίες που αναπτύχθηκαν βασίζονται στη χρήση γλωσσικών μεταβλητών σε διακριτή και διατεταγμένη κλίμακα. Επιπλέον, αναπτύχθηκε το πληροφοριακό σύστημα γλωσσικών μεταβλητών L-DSS (Linguistic Decision Support System), για την επίλυση των μοντέλων που απεικονίζουν τα επιμέρους προβλήματα υποστήριξης απόφασης. Το L-DSS αποτελείται από δύο κύρια υποσυστήματα: - Το LΤ-DSS (Linguistic TOPSIS Decision Support System), που ενσωματώνει δύο (2) πολυκριτηριακές μεθοδολογίες για την αξιολόγηση των εργαλείων προώθησης ΑΠΕ, οι οποίες βασίζονται σε κατάλληλες προεκτάσεις της «TOPSIS» με χρήση γλωσσικών μεταβλητών και - Το LS-DSS (Linguistic Symbolic Decision Support System), το οποίο ενσωματώνει τον τελεστή «2-tuple LOWA», προσαρμοσμένο κατάλληλα για την αξιολόγηση των προτάσεων προώθησης ΑΠΕ, με βάση τα ενδιαφέροντα των εμπλεκομένων της ενεργειακής αγοράς. Ως πεδίο εφαρμογής επιλέχθηκε o ελληνικός ενεργειακός τομέας, καθώς η συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή εκπονήθηκε με την υποστήριξη του Προγράμματος Ενίσχυσης Ερευνητικού Δυναμικού (ΠΕΝΕΔ) «Υποστήριξη Αποφάσεων Προώθησης Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και Εξοικονόμησης Ενέργειας στο Πλαίσιο των Νέων Συνθηκών της Ελληνικής Αγοράς Ενέργειας (Υπουργείο Ανάπτυξης – ΥΠΑΝ, Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας - ΓΓΕΤ, ΜΕΤΡΟ 8.3, ΔΡΑΣΗ 8.3.1)». Επιπλέον, άντληση επιμέρους δεδομένων και πληροφοριών έγινε στα πλαίσια των Ευρωπαϊκών προγραμμάτων «Scientific Reference System on New Energy Technologies, Energy End-use Efficiency and Energy RTD - SRS NET & EEE (EC - FP6, Coordination Action)» και «The Potential of Transferring and Implementing Sustainable Energy Technologies through the Clean Development Mechanism of the Kyoto Protocol - ENTTRANS (EC - FP6, Specific Support Action)».