Ο τομέας των οδικών μεταφορών και η ενεργειακή μετάβαση: συσχέτιση τεχνολογικών, οικονομικών και πολιτικών παραμέτρων με χρήση υπολογιστικών μεθόδων

Abstract

Η διατριβή έχει ως στόχο την ανάλυση του τομέα των οδικών μεταφορών στην Ελλάδα εξετάζοντας τη μετάβασή του στη νέα ενεργειακή πραγματικότητα χαμηλών εκπομπών CO2. Μελετάται η συσχέτιση τεχνολογικών, οικονομικών, κοινωνικών και πολιτικών παραμέτρων με χρήση υπολογιστικών μεθόδων. Αρχικά, περιγράφονται τα διάφορα καύσιμα και οι τεχνολογίες του τομέα των μεταφορών. Παρουσιάζονται τα υφιστάμενα καύσιμα και τεχνολογίες στις μεταφορές: α) Μηχανές Εσωτερικής Καύσης, β) Φυσικό Αέριο και Υγραέριο, γ) Υγρά Βιοκαύσιμα 1ης γενιάς (βιοντίζελ και βιοαιθανόλη) και δ) Ηλεκτροκίνηση (υβριδικά οχήματα, επαναφορτιζόμενα υβριδικά οχήματα και ηλεκτρικά οχήματα). Ακολούθως, παρουσιάζονται τα καύσιμα και τεχνολογίες στον τομέα των μεταφορών που δεν είναι σε εμπορική εφαρμογή σήμερα: α) υγρά βιοκαύσιμα 2ης γενιάς (βιοντίζελ 2ης γενιάς, βιοαιθανόλη 2ης γενιάς, βιομεθανόλη, ντίζελ υδροθερμικής αναβάθμισης), β) υγρά βιοκαύσιμα 3ης γενιάς από άλγη, γ) αέρια βιοκαύσιμα 2ης γενιάς (βιο-υδρογόνο, βιοσυνθετικό φυσικό αέριο, βιοδιμεθυλαιθέρας) και δ) κυψέλες καυσίμου. Aναπτύσσονται δύο μοντέλα αξιολόγησης με τη μέθοδο της Αναλυτικής Ιεραρχικής Διαδικασίας. Το πρώτο μοντέλο αξιολογεί καύσιμα και τεχνολογίες του τομέα των οδικών μεταφορών στην Ελλάδα, σε σχέση με οικονομικά κριτήρια (κόστος εφαρμογής, κόστος ωρίμανσης τεχνολογίας και κόστος παραγωγής ενέργειας) και πολιτικά κριτήρια (εκπομπών CO2, ενεργειακή ασφάλεια, δημιουργία απασχόλησης και κοινωνικός πλούτος). Παρουσιάζεται το λογισμικό Expert Choice που υλοποιεί τη μέθοδο της Αναλυτικής Ιεραρχικής Διαδικασίας και παρατίθενται τα αποτελέσματα των διαφόρων σεναρίων. Ακολούθως, αναπτύσσεται δεύτερο μοντέλο για την αξιολόγηση σεναρίων καυσίμων επόμενης γενιάς που προέρχονται από βιομάζα σε σχέση με τεχνολογικά κριτήρια (τεχνολογική ωριμότητα και διαθεσιμότητα υποδομών), οικονομικά κριτήρια (κόστος παραγωγής ενέργειας, κόστος επένδυσης, κόστος υποδομών, κόστος εφαρμογής και κόστος ωρίμανσης τεχνολογίας), κοινωνικά κριτήρια (κοινωνικός πλούτος, δημόσια αποδοχή και ανταγωνισμός με τρόφιμα) και πολιτικά κριτήρια (δημιουργία απασχόλησης, ενεργειακή ασφάλεια και εκπομπές CΟ2). Παρατίθενται τα δεδομένα των κριτηρίων αξιολόγησης, αναλύονται τα διάφορα σενάρια και τέλος συγκρίνονται και σχολιάζονται τα διάφορα αποτελέσματα. Στη συνέχεια, μοντελοποιείται ο τομέας των οδικών μεταφορών στην Ελλάδα με τη χρήση του λογισμικού Long-range Energy Alternative Planning (LEAP) και παρατίθενται δεδομένα ενεργειακής κατανάλωσης και εκπομπών CΟ2 ανά καύσιμο και τύπο οχημάτων (ελαφρά - βαρέα). Παρουσιάζεται το λογισμικό LEAP και ο τρόπος λειτουργίας του. Κατόπιν, αναλύονται διάφορα σενάρια διείσδυσης καυσίμων και τεχνολογιών. Αρχικά, το σενάριο αναφοράς που είναι η παρούσα τάση εξέλιξης προσομοιώνεται, ώστε να υπολογισθεί η προβολή στο μέλλον (2050) των καυσίμων και των αντίστοιχων εκπομπών τους, χωρίς την εφαρμογή νέων πολιτικών και μέτρων (σε σχέση με τις υφιστάμενες του 2010). Ακολούθως, αναλύονται δύο εναλλακτικά σενάρια με διαφορετικό βαθμό διείσδυσης καυσίμων και τεχνολογιών στον στόλο των οχημάτων ως προς την κατανάλωση ενέργειας και τις εκπομπές CO2 και συγκρίνονται τόσο με το σενάριο αναφοράς όσο και μεταξύ τους. Τέλος, μελετάται η τυχόν μακροχρόνια έλλειψη διαθεσιμότητας ή περιορισμένη δυνατότητα προμήθειας πρωτογενών καυσίμων (αργού πετρελαίου, φυσικού αερίου και βιομάζας) και οι επιπτώσεις στην ενεργειακή ασφάλεια.