Διεπιστημονικό υπόδειγμα συνδιαμόρφωσης και υποστήριξης αποφάσεων ενεργειακής και κλιματικής πολιτικής σε περιόδους κρίσεων

Abstract

Climate change constitutes one of the major threats that humanity must address in the coming decades. The Paris Agreement has been a cornerstone in this process, with nations around the world pledging for rapid greenhouse gas emissions reductions and setting ambitious net zero targets. While this climate crisis and the corresponding responses to it were unfolding, two additional crises emerged on top of the contemporary challenges, disrupting the current pathway: first, the COVID-19 pandemic, and then an energy crisis, following Russia’s invasion of Ukraine. This ‘polycrisis’, and the mix of associated challenges, created an urgent need for immediately acting towards addressing the severe socioeconomic implications triggered. It soon became clear though that, despite extended discussions over notions for green recovery, significant financial flows were directed towards conventional fossil fuel-based investments, endangering climate targets. Meanwhile, the scientific community in the domain of energy and climate policy support, and the underlying frameworks employed, faced difficulties providing timely, realistic, and relevant guidance towards sustainability in the light of the current conditions created by the crises. The aim of this dissertation is to establish a new transdisciplinary paradigm for co-creating and supporting decision making in energy and climate policy, tailored to the context of the ‘polycrisis’. This paradigm initially draws from the theory of transitions and socio-technical analyses to introduce a systemic approach to the role of such crises in sustainability transitions. It then introduces stakeholders in the scientific process, in the essence of a co-creation approach, to allow them to express their perceptions regarding the implementation of the transition. Finally, the insights from these two steps are fed in the energy and climate policy modelling process, this time though through a transdisciplinary lens, addressing the limitations that led to the constrained ability of current paradigms to effectively support key decisions. Two new novel adaptations of methodologies drawing from the theory of transitions are introduced, namely the integration of the sectoral innovation system with system failures, and a novel/reinforced integration of the multi-level perspective with the technological innovation system. These are then used in socio-technical analyses focusing on the role of crises and pressures on four energy sectors in seven countries. On top of shedding light on system structures and dynamics, the analyses highlight that, although the crises tend to provide windows of opportunity, unless effectively navigated these can be exploited by current systems structures that threaten to strengthen lock-ins and fossil fuel-based path dependent trajectories. Additionally, two new operational research methodologies are developed, namely 2-tuple Group TOPSIS for multi-criteria group decision making and consensus measuring, and Monte-Carlo Fuzzy Cognitive Mapping for uncertainty analysis during stakeholder-driven modelling. The two methods are employed to elicit the preferences and perceptions of more than 350 stakeholders, including participants from developing nations that are typically underrepresented in such exercises, based on a set of workshops and surveys. Participants highlight the need for realistic baseline scenarios, as well as model development and adaptations, since current frameworks fail to consistently deliver analyses harmonised with their needs; under the scope of the response to the crises, they also point towards aspects related to economic growth vis-à-vis employment gains on the one hand, and affordable and clean energy on the other. Based on the insights from the previous steps, two modelling analyses are produced for supporting decision making at the European and national level. Specifically, focusing on the energy supply side and electricity generation, a methodology is used that employs an integrated assessment model, a multi-objective programming technique, and a detailed employment factors database, to optimise the allocation of the green COVID-19 recovery spending in the European Union towards maximising emissions reductions and new energy-sector jobs. Then, focusing on the demand side and as a response to the high energy prices, an agent-based model is integrated with a novel behavioural energy efficiency rewarding mechanism, towards incentivising Greek households to adopt sustainable habits and reduce their energy costs. Finally, insights are extracted with regard not only to the added value of the proposed methodologies, but also to the transdisciplinary paradigm itself towards effectively supporting energy and climate policy decision making in periods of crises, discussing its future capacity to effectively respond to new crises that may emerge.

Η κλιματική αλλαγή αποτελεί μια από τις μείζονες προκλήσεις που καλείται να αντιμετωπίσει η ανθρωπότητα τις επόμενες δεκαετίες. Με σημείο καμπής τη Συμφωνία του Παρισιού, έθνη σε παγκόσμιο επίπεδο δεσμεύτηκαν για ταχεία μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, θέτοντας φιλόδοξους στόχους για τον σχεδιασμό οικονομιών μηδενικών εκπομπών. Εν μέσω ωστόσο αυτής της κλιματικής κρίσης και των προσπαθειών αντιμετώπισής της, δύο διαφορετικές κρίσεις ήρθαν να προστεθούν στις υφιστάμενες προκλήσεις και να αποσταθεροποιήσουν περαιτέρω τη διεθνή κοινότητα: πρώτα η πανδημία της COVID-19 και στη συνέχεια η ενεργειακή κρίση, ως αποτέλεσμα της εισβολής της Ρωσίας στην Ουκρανία. Αυτή η ‘πολυκρίση’, και το μείγμα προκλήσεων που τη συνοδεύει, κατέστησαν επιτακτική την ανάγκη άμεσης λήψης αποφάσεων για την αντιμετώπιση των σοβαρών κοινωνικοοικονομικών επιπτώσεων που προκλήθηκαν. Σύντομα διαφάνηκε ότι παρά τις εκτεταμένες συζητήσεις για πράσινη ανάκαμψη, σημαντικά χρηματικά κεφάλαια έρρευσαν προς συμβατικές επενδύσεις ορυκτών καυσίμων, θέτοντας σε κίνδυνο τους κλιματικούς στόχους, με την επιστημονική κοινότητα υποστήριξης αποφάσεων ενεργειακής και κλιματικής πολιτικής και τα υφιστάμενα επιστημονικά υποδείγματα να μην επιτυγχάνουν στην προσπάθεια παροχής έγκαιρης, ρεαλιστικής και συναφούς καθοδήγησης προς τη βιωσιμότητα υπό τα νέα δεδομένα των κρίσεων. Σκοπός της διατριβής είναι η διαμόρφωση ενός νέου διεπιστημονικού υποδείγματος συνδιαμόρφωσης και υποστήριξης αποφάσεων ενεργειακής και κλιματικής πολιτικής, ειδικά σχεδιασμένου ώστε να μπορεί να ανταποκριθεί στις σύγχρονες ανάγκες της πολυκρίσης. Το υπόδειγμα αυτό αντλεί αρχικά από τη θεωρία μεταβάσεων και κοινωνικοτεχνικών αναλύσεων προκειμένου να εισάγει μια συστημική προσέγγιση στον ρόλο των κρίσεων στις μεταβάσεις βιωσιμότητας. Στη συνέχεια, ενσωματώνει στην επιστημονική διαδικασία τα ενδιαφερόμενα μέρη, σε μια λογική συνδιαμόρφωσης προκειμένου να αντλήσει απόψεις γύρω από την υλοποίησης της μετάβασης ή/και προτεραιότητες. Τέλος, τα μηνύματα από τις παραπάνω διεργασίες μεταφέρονται στη διαδικασία μοντελοποίησης ενεργειακής και κλιματικής πολιτικής, αυτή τη φορά όμως μέσα από μια διεπιστημονική σκοπιά, η οποία αίρει τους περιορισμούς στην επιστημονική διαδικασία που κατέδειξαν την περιορισμένη ικανότητα των υφιστάμενων υποδειγμάτων να υποστηρίξουν αποτελεσματικά κομβικές αποφάσεις. Προτείνονται δύο νέες επεκτάσεις μεθοδολογιών της θεωρίας μεταβάσεων, αφενός η διασύνδεση του συστήματος καινοτομίας τομέων με τα συστημικά σφάλματα, και αφετέρου η ενισχυμένη διασύνδεση του τεχνολογικού συστήματος καινοτομίας με το μοντέλο πολυεπίπεδης ανάλυσης. Οι μεθοδολογίες αυτές χρησιμοποιούνται σε κοινωνικο-τεχνικές αναλύσεις που εστιάζουν στο ρόλο κρίσεων και πιέσεων σε τέσσερις ενεργειακούς τομείς σε εφτά χώρες. Οι αναλύσεις αυτές, πέρα από την ανίχνευση της διαμόρφωσης των δομικών χαρακτηριστικών των συστημάτων που επηρεάζουν τις μεταβάσεις βιωσιμότητας, καταδεικνύουν ότι ενώ οι κρίσεις δύνανται να δημιουργήσουν παράθυρα ευκαιρίας, αν αυτά δεν αξιοποιηθούν σωστά, συνήθως γίνονται αντικείμενο εκμετάλλευσης των κυρίαρχων δομών ενισχύοντας τον εγκλεισμό σε μονοπάτια εξαρτώμενα από τα ορυκτά καύσιμα. Επίσης προτείνονται δύο νέες μεθοδολογίες επιχειρησιακής έρευνας, αφενός η 2-tuple Group TOPSIS για ομαδική λήψη αποφάσεων και εύρεση ομοφωνίας ανάμεσα σε πολλαπλούς αποφασίζοντες, και η Monte-Carlo Fuzzy Cognitive Mapping για ανάλυση της αβεβαιότητας κατά τη διάρκεια της συμμετοχής ενδιαφερόμενων μερών. Οι δύο μέθοδοι αξιοποιούνται για να εξαχθούν οι προτιμήσεις και απόψεις περισσότερων από 350 ανθρώπων από το ευρύ φάσμα ενδιαφερόμενων μερών στην κλιματική πολιτική, συμπεριλαμβανομένων συμμετεχόντων από αναπτυσσόμενες χώρες που είθισται να περιθωριοποιούνται σε τέτοιες διαδικασίες, με τη μορφή εργαστηρίων και ερευνών. Οι συμμετέχοντες αυτοί καταδεικνύουν την ανάγκη για ρεαλισμό των σεναρίων αναφοράς και ανανέωση των πρακτικών μοντελοποίησης που μέχρι στιγμής δεν οδηγούν πάντα σε αναλύσεις εναρμονισμένες με τις προτιμήσεις τους, ενώ υπό το πρίσμα κρίσεων δίνουν έμφαση σε ζητήματα που αφορούν την οικονομική ανάπτυξη παράλληλα με τη δημιουργία θέσεων εργασίας, καθώς και στην οικονομικά προσιτή ενέργεια. Με γνώμονα τις παραπάνω πληροφορίες, πραγματοποιούνται δύο αναλύσεις με τη χρήση ποσοτικών μοντέλων για την υποστήριξη αποφάσεων σε ευρωπαϊκό και εθνικό επίπεδο. Συγκεκριμένα, από την πλευρά της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, εφαρμόζεται μια μεθοδολογία που συνδυάζει ένα ολοκληρωμένο μοντέλο αποτίμησης, με μια μεθοδολογία πολυστοχικού προγραμματισμού και μια εκτεταμένη βάση συντελεστών απασχολησιμότητας προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η κατανομή του πράσινου πακέτου ανάκαμψης της Ευρωπαϊκής Ένωσης από την COVID-19 σε τεχνολογίες χαμηλών εκπομπών, ώστε να μεγιστοποιηθούν τα περιβαλλοντικά οφέλη και η δημιουργία νέων θέσεων εργασίας στον ενεργειακό τομέα. Στη συνέχεια, από την πλευρά της ζήτησης ενέργειας και ως απάντηση στις αυξημένες τιμές, γίνεται η διασύνδεση ενός μοντέλου πρακτόρων για τον κτηριακό τομέα, με έναν μηχανισμό επιβράβευσης της συμπεριφορικής εξοικονόμησης ενέργειας, προκειμένου να κινητροποιηθούν νοικοκυριά στην Ελλάδα να υιοθετήσουν ενεργειακά βιώσιμες συνήθειες και να μειωθεί το ενεργειακό τους κόστος. Τέλος εξάγονται συμπεράσματα που αφορούν στην συνεισφορά τόσο των επιμέρους μεθοδολογιών, όσο και ευρύτερα στην ικανότητα του προτεινόμενου διεπιστημονικού υποδείγματος να συμβάλλει αποτελεσματικά στην υποστήριξη αποφάσεων ενεργειακής και κλιματικής πολιτικής σε περιόδους κρίσεων και να αποτελέσει ένα χρήσιμο εργαλείο για μελλοντικές κρίσεις που ενδέχεται να εμφανιστούν στο μέλλον.