ePolicy project FP7 STREP Project funded under ICT tools - - PowerPoint PPT Presentation

ePolicy ¡project ¡

• FP7 ¡STREP ¡Project ¡funded ¡under ¡ICT ¡tools ¡for ¡Governance ¡

and ¡Policy ¡Modeling ¡

• AIM: ¡provide ¡decision ¡support ¡systems ¡for ¡policy ¡makers. ¡

General ¡methodology ¡specifically ¡targeted ¡on ¡regional ¡ energy ¡planning. ¡

• Case ¡study: ¡Emilia ¡Romagna ¡regional ¡Energy ¡Plan ¡(up ¡to ¡now ¡

renewable ¡energy ¡producIon) ¡

• hKp://www.epolicy-­‑project.eu ¡

Policy ¡making ¡process ¡

• Public ¡policy ¡issues ¡are ¡extremely ¡complex, ¡occur ¡in ¡rapidly ¡

changing ¡and ¡uncertain ¡environments, ¡and ¡involve ¡conflicts ¡ among ¡different ¡interests. ¡ ¡

• Policy ¡making ¡in ¡the ¡energy ¡sector ¡accounts ¡electric ¡and ¡thermal ¡

energy ¡producIon ¡(from ¡renewable ¡energy ¡sources), ¡energy ¡ efficiency, ¡transports. ¡

• Energy ¡policies ¡strongly ¡affect ¡economic ¡development ¡

sustainability ¡and ¡social ¡acceptance. ¡

• EU ¡20-­‑20-­‑20 ¡iniIaIve ¡
• 20% ¡reducIon ¡of ¡CO2 ¡emissions ¡(w.r.t. ¡1990 ¡levels) ¡
• 20% ¡of ¡energy ¡produced ¡by ¡renewable ¡sources ¡
• 20% ¡increase ¡of ¡energy ¡efficiency ¡(w.r.t. ¡1990 ¡levels) ¡
• It ¡should ¡be ¡perceived ¡by ¡naIonal ¡and ¡regional ¡energy ¡policies ¡

• 3Addition of national targets
• States

targets

• 2 emission

reduction targets2

• energy
• – reduction of

energy consumption in Mtoe

• Tertiary

education

• Reduction of population at
• exclusion in number of persons
• headline

target 75% 3%

• 20%

(compared to 1990 levels) 20% 20% increase in

• equalling

368 Mtoe 10% 40% 20,000,000

• 3

73.70-74% 2.65-2.72%

• 20%

(compared to 1990 levels) 20% 206.9 Mtoe 10.30-10.50% 37.50-38.0% Result cannot be calculated because of differences in national methodologies AT 77-78% 3.76%

• 16%

34% 7.16 9.5% 38% 235,000

• 73.2%

3.0%

• 15%

13% 9.80 9.5% 47% 380,000 BG 76% 1.5% 20% 16% 3.20 11% 36% 260,000

• 75-77%

0.5%

• 5%

13% 0.46 10% 46% 27,000

• 75%

1% (public sector only) 9% 13% n.a. 5.5% 32% Maintaining the number of persons at risk of poverty or social exclusion at the level of 2008 (15.3% of total population) with efforts to reduce it by 30,000

• 77%

3%

• 14%

18% 38.30 <10% 42% 330,000 (long-term unemployed)

• 80%

3%

• 20%

30% 0.83 <10% At least 40% 22,000 (household with low work intensity)

• 76%

3% 11% 25% 0.71 9.5% 40% Reduce the at risk of poverty rate (after social transfers) to 15% (from 17.5% in 2010)

• 70%

to be revised

• 4%

18% 2.70 9.7% 32% 450,000

• 74%

3%

• 10%

20% 25.20 15% 44% 1,400,000- 1,500,000 FI 78% 4%

• 16%

38% 4.21 8% 42% (narrow national

• 150,000

Europe 2020 targets1

• 3Addition of national targets
• States

targets

• 2 emission

reduction targets2

• energy
• – reduction of

energy consumption in Mtoe

• Tertiary

education

• Reduction of population at
• exclusion in number of persons
• headline

target 75% 3%

• 20%

(compared to 1990 levels) 20% 20% increase in

• equalling

368 Mtoe 10% 40% 20,000,000

• 3

73.70-74% 2.65-2.72%

• 20%

(compared to 1990 levels) 20% 206.9 Mtoe 10.30-10.50% 37.50-38.0% Result cannot be calculated because of differences in national methodologies AT 77-78% 3.76%

• 16%

34% 7.16 9.5% 38% 235,000

• 73.2%

3.0%

• 15%

13% 9.80 9.5% 47% 380,000 BG 76% 1.5% 20% 16% 3.20 11% 36% 260,000

• 75-77%

0.5%

• 5%

13% 0.46 10% 46% 27,000

• 75%

1% (public sector only) 9% 13% n.a. 5.5% 32% Maintaining the number of persons at risk of poverty or social exclusion at the level of 2008 (15.3% of total population) with efforts to reduce it by 30,000

• 77%

3%

• 14%

18% 38.30 <10% 42% 330,000 (long-term unemployed)

• 80%

3%

• 20%

30% 0.83 <10% At least 40% 22,000 (household with low work intensity)

• 76%

3% 11% 25% 0.71 9.5% 40% Reduce the at risk of poverty rate (after social transfers) to 15% (from 17.5% in 2010)

• 70%

to be revised

• 4%

18% 2.70 9.7% 32% 450,000

• 74%

3%

• 10%

20% 25.20 15% 44% 1,400,000- 1,500,000 FI 78% 4%

• 16%

38% 4.21 8% 42% (narrow national

• 150,000

¡ ¡ ¡ ¡

Policy ¡making ¡process ¡

• Four ¡steps ¡in ¡the ¡policy ¡

making ¡process: ¡ ¡

– TradiIonally ¡performed ¡ in ¡sequence ¡ – Not ¡supported ¡by ¡ICT ¡ tools ¡

• An ¡Integrated ¡ICT ¡tool ¡

for ¡supporIng ¡the ¡

• verall ¡process ¡is ¡missing ¡

Planning ¡phase ¡

• In ¡the ¡planning ¡step, ¡strategic ¡objecIves ¡are ¡set, ¡budget ¡

constraints ¡are ¡defined, ¡geo-­‑physical ¡constraints ¡are ¡

• considered. ¡ ¡
• Energy ¡plan: ¡regional ¡level ¡

– Perceive ¡the ¡EU ¡direcIve ¡20-­‑20-­‑20 ¡

• 20% ¡reducIon ¡of ¡CO2 ¡emissions ¡
• 20% ¡of ¡energy ¡produced ¡by ¡renewable ¡sources ¡
• 20% ¡increase ¡of ¡energy ¡efficiency ¡

Planning ¡phase ¡

• Energy ¡objecIve ¡Emilia ¡Romagna ¡Region ¡

¡

• Total ¡requirement ¡for ¡2013: ¡177 ¡kToe ¡(Tonnes ¡of ¡Oil ¡

Equivalent) ¡of ¡electrical ¡Energy ¡from ¡renewables ¡

2010 2020 energy savings 2013 energy requirements for 2013 20% from renewable sources kToe ¡ ¡ 177 ¡ 1165 ¡

Planning ¡phase ¡

• Energy ¡efficiency: ¡

– Biomasses ¡produce ¡energy ¡24 ¡hours ¡a ¡day ¡ – Photovoltaic ¡only ¡during ¡the ¡day ¡ – Wind ¡energy ¡occasionally ¡

• Different ¡raIo: ¡installed ¡MW ¡power/ ¡Toe ¡of ¡energy ¡

produced ¡in ¡Emilia ¡Romagna ¡ ¡ ¡

¡

Source Power (MW) Energy (TOE) Biomasses 1 0.602 Wind generators 1 0.12875 Hydroelectric 1 0.2235 Photovoltaic 1 0.10317 Thermodynamic solar 1 0.1

Planning ¡phase ¡

• During ¡the ¡planning ¡phase, ¡the ¡policy ¡makers ¡should ¡define ¡

the ¡amount ¡of ¡planned ¡acIviIes. ¡

• Primary ¡acIviIes: ¡energy ¡plants ¡

– PV, ¡biomasses, ¡mini-­‑hydro, ¡geothermal, ¡thermodynamic ¡ solar ¡

• Secondary ¡acIviIes: ¡infrastructures ¡

– Power ¡lines, ¡roads….. ¡

Planning ¡phase ¡

• (Primary ¡and ¡Secondary) ¡AcIviIes ¡in ¡a ¡plan: ¡they ¡both ¡have ¡

impact ¡on ¡the ¡environment ¡(considered ¡in ¡the ¡Assessement ¡ phase) ¡and ¡have ¡a ¡cost ¡

• Constraints ¡on ¡impacts, ¡costs, ¡geo-­‑physical ¡characterisIcs ¡
• Building ¡a ¡plan ¡means ¡solving ¡an ¡opImizaIon ¡problem. ¡

– MulIple ¡ObjecIve ¡funcIons: ¡min ¡cost ¡and ¡max ¡air ¡ quality ¡ – Linear ¡constraints ¡if ¡we ¡do ¡not ¡consider ¡synergies ¡ between ¡pressures/receptors ¡

Model ¡

• AcIviIes ¡are ¡decision ¡vars ¡and ¡have ¡bounds ¡
• AcIviIes ¡have ¡a ¡cost ¡that ¡is ¡constrained ¡by ¡a ¡budget ¡
• AcIviIes ¡producing ¡energy ¡should ¡produce ¡a ¡minimum ¡

amount ¡of ¡energy ¡ ¡ ¡

∀i, Li ≤ ai ≤Ui

B a c

i i i

≤

∑

ei

i

∑ ai ≥ Eplan

Primary/Secondary ¡AcIviIes ¡

• Energy ¡plan: ¡primary ¡acIviIes ¡are ¡those ¡producing ¡energy ¡
• In ¡order ¡to ¡implement ¡primary ¡acIviIes, ¡other ¡acIviIes ¡are ¡

necessary ¡(e.g. ¡infrastructure) ¡ ¡ ¡ ¡

• secondary ¡acIviIes ¡may ¡also ¡have ¡impact ¡on ¡the ¡

environment! ¡

i P A i ij j S

a d = a , A j

∑

∈

∈ ∀

Result: ¡alternaIve ¡plans ¡

Pareto ¡front ¡

• 500
• 400
• 300
• 200
• 100

100 200 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 Experts' Plan Pareto

Quality of air Cost (M€)

Result ¡visualizaIon ¡

Environmental ¡Assessment ¡

• Understand ¡the ¡impact ¡of ¡acIviIes ¡contained ¡in ¡the ¡plan ¡on ¡

the ¡environment ¡

• Now ¡performed ¡manually ¡and ¡afer ¡the ¡planning ¡step ¡is ¡

concluded: ¡only ¡correcIve ¡countermeasures ¡

• Coaxial ¡matrices ¡linking ¡units ¡of ¡acIviIes ¡on ¡their ¡impact ¡on ¡

environmental ¡pressures ¡and ¡pressures ¡to ¡receptors ¡

co-­‑axial ¡matrices ¡

AcIviIes ¡

M

Pressures

N

Receptors ¡

co-­‑axial ¡matrices ¡

AcIviIes ¡

M

Pressures

N

Receptors ¡ AcIviIes ¡(93) ¡

sewers ¡ aqueducts ¡ wind ¡generators ¡ roads ¡ bridges ¡ dams ¡ mines ¡ wells ¡ movement ¡of ¡dangerous ¡ ¡ ¡material ¡ informaIon ¡systems ¡ .... ¡

co-­‑axial ¡matrices ¡

AcIviIes ¡

M

Pressures

N

Receptors ¡ Pressures

NEGATIVE: (29)

energy consumption water consumption modification of water flows dispersion of dangerous material production of waste

• prod. smells
• prod. noise
• prod. electromagnetic fields

risk of accidents ...

POSITIVE: (19)

creation of work opportunities reduction of pollution creation of new ecosystems savings of natural resources ...

co-­‑axial ¡matrices ¡

AcIviIes ¡

M

Pressures

N

Receptors ¡ Receptors ¡(23) ¡

Stability ¡of ¡riverbeds ¡ Quality ¡of ¡sea ¡ Quality ¡of ¡river ¡waters ¡ Quality ¡of ¡underground ¡water ¡ Quality ¡of ¡atmosphere ¡ Human ¡wellbeing ¡ Quality ¡of ¡ ¡landscapes ¡ Availability ¡of ¡energy ¡ Value ¡of ¡cultural ¡heritage ¡ .... ¡

co-­‑axial ¡matrices ¡

AcIviIes ¡ Pressures

N

Receptors ¡

M

H ¡ M ¡ L ¡ Industrial ¡transformaIons ¡ Gas ¡emissions ¡ H ¡ M ¡ L ¡

• Creat. ¡work ¡opport. ¡

Strategic ¡Environmental ¡Assessment ¡

• QualitaIve ¡values ¡converted ¡into ¡numerical ¡values, ¡

suggested ¡by ¡the ¡expert ¡

• Given ¡a ¡vector ¡of ¡acIviIes, ¡compute ¡pressures ¡as ¡

¡

• and ¡receptors ¡as ¡

∀ j , p j= ∑ i m j

i ai

H ¡ M ¡ L ¡ H ¡ M ¡ L ¡ 0.75 ¡ 0.5 ¡ 0.25 ¡

• ­‑0.25 ¡
• ­‑0.5 ¡
• ­‑0.75 ¡

∀ j ,r j= ∑ i n j

i pi

Limitation of ground subsidence Stability of embankments Stability of coastal waters Stability of the banks or river beds Soil quality Quality of the water of seas Quality of inland surface waters Quality groundwater Quality of air Quality of climate Wellness of terrestrial vegetation Wellness of wildlife Wellness aquatic plants Wellness and health of mankind Quality of sensitive landscapes Cultural/historical heritage value

• Accessib. of recreation resources

Water availability Availability of fertile land Lithoid resource availability Energy availability

• Availab. of productive resources

Value of material goods

• 4000
• 3000
• 2000
• 1000

1000 2000 3000 4000 5000

ImplementaIon ¡phase ¡

¡

A,er ¡the ¡planning ¡and ¡environmental ¡ assessment ¡steps, ¡policy ¡makers ¡should ¡ transform ¡plans ¡into ¡ac?ons. ¡ Many ¡instruments ¡for ¡implemen?ng ¡a ¡policy: ¡ in ¡the ¡energy ¡case ¡we ¡have, ¡to ¡name ¡a ¡few: ¡

Grants ¡ ¡ Feed ¡in ¡tarifs ¡ Fiscal ¡Incen?ves ¡ Tax ¡exemp?on ¡ Green ¡cer?ficates….. ¡

ImplementaIon ¡phase ¡

¡

Each ¡instrument ¡has ¡a ¡cost ¡and ¡its ¡“quan?ty” ¡ should ¡be ¡decided. ¡ The ¡ques?on ¡is: ¡which ¡instrument ¡to ¡choose ¡ and ¡in ¡which ¡amount ¡to ¡achieve ¡the ¡planned ¡ regional ¡objec?ve ¡

The ¡plants ¡are ¡installed ¡by ¡ci?zens ¡and ¡enterprises ¡

We ¡need ¡to ¡understand ¡the ¡social ¡reacIon ¡to ¡ policy ¡instruments: ¡social ¡simulator ¡

Behaviour ¡of ¡incenIves ¡for ¡PV ¡

• ●
• 10

Budget PV (Milions of Euros ) Installed Power (kW)

• ●
• ●
• ●
• 10

Budget PV (Milions of Euros ) Installed Power (kW)

• ●
• ●
• ● ●
• ●
• ● ●
• ●
• ● ●
• ●
• 10

Budget PV (Milions of Euros ) Installed Power (kW)

Fiscal ¡incen?ves ¡ Investment ¡Grants ¡ Guarantee ¡fund ¡

• ●
• ● ●
• ●
• ●
• 10

Budget PV (Milions of Euros ) Installed Power (kW)

Interest ¡fund ¡

20K ¡simulaIons ¡ Per ¡incenIve ¡ ¡ mechanism ¡

Simulated ¡PV ¡adopIon ¡

Basic ¡Agent ¡Decision ¡Hypotheses ¡

• LocaIon ¡influences ¡the ¡PV ¡decision ¡
• Financial ¡issues ¡affect ¡the ¡PV ¡decision, ¡and ¡also ¡act ¡as ¡

restricIve ¡element ¡

• Other ¡main ¡parameters ¡affecIng ¡the ¡PV ¡decision ¡

(Jager2006): ¡ – idenIty ¡(environmental ¡sensiIvity) ¡ – feeling ¡of ¡belongingness ¡to ¡a ¡group ¡ – feeling ¡of ¡freedom ¡ – importance ¡of ¡creaIon ¡to ¡agent ¡ – trust ¡in ¡the ¡government ¡and ¡future ¡ – perceived ¡bureaucracy ¡

Important ¡issues ¡

• Scale ¡maKers: ¡how ¡to ¡produce ¡a ¡simulator ¡on ¡a ¡lower ¡scale ¡

that ¡is ¡realisIc ¡at ¡higher ¡scales ¡

• RealisIc ¡scales ¡are ¡computaIonally ¡intractable ¡
• Data ¡to ¡feed ¡in: ¡tons ¡of ¡data ¡concerning ¡energy ¡

consumpIon, ¡producIon, ¡policy ¡instruments ¡at ¡naIonal ¡and ¡ regional ¡level ¡

• ValidaIon ¡and ¡assessment ¡

Discussion ¡

¡

• IntegraIon ¡of ¡the ¡three ¡steps ¡
• Which ¡outcome ¡from ¡simulators ¡(stability) ¡
• Acceptability ¡by ¡policy ¡makers ¡
• Opinion ¡mining ¡ ¡
• Future ¡

– Mechanism ¡design ¡ – How ¡to ¡integrate ¡parIcipaIon ¡in ¡the ¡process ¡in ¡the ¡policy ¡ making ¡process ¡ – Business ¡models ¡

¡ ¡ ¡

Thank ¡you! ¡