Πολυστοχική βελτιστοποίηση κλιματικών στρατηγικών υπό αβεβαιότητα

Abstract

Η κλιματική αλλαγή και οι στόχοι που τίθενται από τις διεθνείς περιβαλλοντικές συσκέψεις σχετικά με την αντιμετώπισή της απαιτούν την ανάπτυξη και εφαρμογή μιας σειράς κλιματικών στρατηγικών οι οποίες προϋποθέτουν την κατάλληλη προσαρμογή των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και αξιολογούνται όχι μόνο ως προς την αποτελεσματικότητά τους ως προς τη μείωση των επιπέδων των εκπεμπόμενων αερίων του θερμοκηπίου, αλλά και ως προς τις επιπτώσεις τους (θετικές ή αρνητικές) στην οικονομία και τις κοινωνικές δραστηριότητες σε εθνική και παγκόσμια κλίμακα. Παράλληλα, στην προσπάθεια χάραξης κλιματικής πολιτικής, οι ραγδαίες γεωπολιτικές, κοινωνικές, τεχνολογικές και επιστημονικές εξελίξεις αυξάνουν σε σημαντικό βαθμό την πολυπλοκότητα της λήψης απόφασης, ασκώντας σημαντική επιρροή στην αυξανόμενη αβεβαιότητα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αξιολόγησης των διαφορετικών παραμέτρων συστάσεων πολιτικών και δημιουργώντας την ανάγκη διαχείρισης του κινδύνου και της αβεβαιότητας προκειμένου να ληφθούν βιώσιμες και εύρωστες αποφάσεις. Στην προσπάθεια αντιμετώπισης των παραπάνω προκλήσεων, η παρούσα διατριβή αναπτύσσει ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο πολυστοχικής αξιολόγησης κλιματικών στρατηγικών υπό αβεβαιότητα, το οποίο επιτρέπει τη συμμετοχική εμπλοκή των εμπειρογνωμόνων τόσο ως προς τη διαχείριση του κινδύνου, όσο και στην επιλογή της βέλτιστης εκ ενός συνόλου ευσταθών υποβέλτιστων λύσεων. Ξεκινώντας από την παρουσίαση των βασικών εννοιών και μεθόδων πολυστοχικής βελτιστοποίησης, επιλέγεται η κατηγορία των μεθόδων των περιορισμών και συγκεκριμένα η οικογένεια των μεθόδων Augmecon ως βάση για την ανάπτυξη ενός βελτιωμένου αλγορίθμου πολυστοχικού γραμμικού προγραμματισμού, ο οποίος επιτυγχάνει την παραγωγή του ακριβούς συνόλου των βέλτιστων λύσεων και επιτρέπει την αποτελεσματική επίλυση προβλημάτων με πολλά κριτήρια βελτιστοποίησης, και συγκεκριμένα στις περιπτώσεις μεγάλων προβλημάτων, δηλαδή σε προβλήματα όπου το εύρος των προς βελτιστοποίηση συναρτήσεων είναι μεγάλο. Λόγω της επίτευξης της αποτελεσματικής επίλυσης τέτοιων προβλημάτων εντός περιορισμένου χρόνου, καθίσταται δυνατή η επαναληπτική επίλυση με σκοπό την αξιολόγηση της ευρωστίας των λύσεων μέσω στοχαστικών προσομοιώσεων. Ο βελτιωμένος αλγόριθμος πολυστοχικού προγραμματισμού ενσωματώνεται στη συνέχεια ως μέρος ενός ολοκληρωμένου εργαλείου επίλυσης προβλημάτων επιλογής βέλτιστων χαρτοφυλακίων κλιματικών στρατηγικών με ανάλυση αβεβαιότητας, με το οποίο καθίσταται εφικτός ο εύκολος χειρισμός των εισόδων του προβλήματος από τον εκάστοτε αποφασίζοντα, καθώς και η εποπτεία και ανάλυση των εξόδων με και χωρίς αβεβαιότητα, ώστε να διασφαλίζεται η διαφάνεια των δεδομένων και η ευρωστία των αποτελεσμάτων της επίλυσης. Η αξία της προτεινόμενης πολυστοχικής επίλυσης ενισχύεται με τη σύνδεσή της με ευρέως χρησιμοποιούμενα εργαλεία για την χάραξη κλιματικής πολιτικής, όπως η μοντελοποίηση κλίματος- οικονομίας και η πολυκριτήρια ανάλυση, καθώς και με την πρόταση και εφαρμογή τριών πλαισίων διαχείρισης αβεβαιότητας εντός τριών κρίσιμων, πραγματικών προβλημάτων ενεργειακής και κλιματικής πολιτικής τα οποία διαφοροποιούνται ως προς: τα γεωγραφικά επίπεδα της ανάλυσης (τοπικό, εθνικό, περιφερειακό επίπεδο), την έννοια του χρόνου (ανάλυση σε βραχυπρόθεσμο και μεσοπρόθεσμο ορίζοντα), τον αριθμό των προς βελτιστοποίηση κριτηρίων και τους παράγοντες με βάση τους οποίους αυτά επιλέγονται (βελτιστοποίηση με βάση στόχους εξοικονόμησης, σχέση κόστους αποδοτικότητας, εμπλεκόμενου κινδύνου, με κριτήρια σχετικά με τους στόχους βιώσιμης ανάπτυξης που αφορούν την υγεία, τη δράση για το κλίμα και την πρόσβαση σε καθαρή, σύγχρονής μορφής ενέργεια και με κοινωνικά κριτήρια - δημιουργίας νέων θέσεων εργασίας), και τέλος το πλαίσιο ενσωμάτωσης αβεβαιότητας (ενσωμάτωση της έννοιας του κινδύνου και στοχαστικής αβεβαιότητας και προσομοίωση αβεβαιότητας υπό τη μορφή διαφορετικών κοινωνικοοικονομικών σεναρίων σε συνδυασμό με στοχαστική ανάλυση για την πρόταση ενός νέου σεναρίου μεταξύ διαφορετικών κοινωνικοοικονομικών μονοπατιών, στοχαστική προσομοίωση και ανάλυση μεταξύ των αποτελεσμάτων μοντελοποίησης τριών μοντέλων κλίματος - οικονομίας).