Η επίδραση κεντρικών ενεργειακών δεικτών στην οικονομική μεγέθυνση των χωρών της Ε.Ε. βάση του δείκτη συνεισφοράς της βιομηχανίας στο ΑΕΠ και αναζήτηση βέλτιστων ενεργειακών πολιτικών

Abstract

Energy and the different energy systems that have currently been developed play a pivotal role in the way modern societies are organised. The main challenges concerning energy and the problems that arise, relate to the ever-increasing demand for it, as a result of the growing population, changes in lifestyle and quality of life, and globalisation. Similarly, the excessive use and shortage of conventional energy sources, such as fossil fuels, requires immediate replacement and future planning. These measures could avert energy poverty and its consequences, prevent environmental degradation caused by the use of coal and drive the search for more sustainable and efficient methods of energy production. Previous literature shows, countries with increased poverty (Ethiopia, Uganda or Malawi) exhibit low greenhouse gas emissions (GHG), as a consequence of limited access to energy, such as electricity, and to technologies or goods, that can meet their basic needs, in an environmentally friendly way, which also supports sustainability and quality. On the contrary, developed countries, and in particular those with high living standards both economically and socially, face the challenge of very high GGE. These emissions, are now required to be reduced to zero, in order to become environmentally sustainable, in a society though that is nevertheless increasingly demanding in energy and better living conditions. Therefore, the challenges are to ensure energy security and to predict the energy needs of developed and developing societies in an environmentally sustainable way, by transforming conventional energy sources into low or zero CO2 emission sources. These can be supported with advanced technology, that is known to deliver more energy than current sources. Hence it is evident that the global energy challenge is to maintain, expand and further develop the modern standard of living in an energy, but also environmentally sustainable way, that is supported by the global economy. Within this context, it is clear that many member states of the European Union (EU) have low energy sufficiency and security, because they are highly dependent on energy imports and must resolve the environmental challenges caused by high GGEs. Consequently, the European Green Deal objectives require member states to make major transformations in energy infrastructure and upgrade/transition these countries to more efficient sources, such as renewables. All of the above, in combination to the need to achieve an energy-equitable relationship with other member states, so that the EU constitution ensures the prosperity and growth of all its member states, makes it imperative to take action both domestically and at the European level. The welfare and socio-economic growth of all countries initially require energy security. Irrespective of the fact that this security may come from self-sufficiency or from securing energy supplies from a variety of sources, it is eminent that each country can support its sectors and production stakeholders, according to recent standard. Therefore, this energy should be able to be supported and expanded in a way that significantly reduces the overall environmental footprint. This dual growth role can be achieved if energy efficiency is ensured and gradually increased, i.e. if countries can meet their energy needs and support their services at lower energy, economic and environmental costs. Those objectives are practically achievable, when energy efficiency is supported by new energy or renewable sources, such as wind, solar and biomass, innovative technologies, upgraded energy infrastructure. In accordance, it could be promoted by energy efficient buildings, transport and industries, while maintaining constant consumption control by all sectors. Thus energy indicators, which provide important information on countries' access and dependence on a variety of energy sources, as well as their energy use, while focusing on parameters associated to economic growth, such as Gross Domestic Product (GDP), and environmental footprint, indicated by CO2 emissions and population size, can fully assess the correlation between energy indicators and economic growth and expand this information to policy making. Additionally, according to the current literature on energy efficiency formulas, the contributions of industry production to GDP (Servsi) (Choi et al., 2012), reflects the contribution of the industrial sector in the economy and its growth capablities, the energy and its needs, as well as its environmental footprint. However, it has not been extensively studied, despite the important information it for each country. In accordance, the thesis aims to elucidate the impact of key energy indicators on the economic growth of the 27 EU member states, in a more holistic and macroscopic way, examining energy indicators over a 26-year period (1995-2020). These will be investigated while estimating the average contribution of their industry to GDP (Av.Servsi) and how this characteristic differentiates their energy indicators and hence their needs and in particular their energy landscape. The main objective is to gather important information for energy managers and policy makers, and to further advance the current econometric models. These information might provide the necessary tools to achieve optimal energy policies for all Member States, as it was evident that these fail to respond adequately, as far as uniform policy framework of energy efficiency is concerned. The first chapters include: a) the energy efficiency theories and the general or by consumption sector approaches, found in literature (chapter 1); b) the energy efficiency policies globbaly but in particular to EU countries, that have been adopted and implemented so far, as well as their effectiveness on the investigated energy indicators (chapter 2); and c) the literature that examines energy indicators and their energy formulas. Chapter 4 analyses the research gap that emerged with regard to the energy indicators and their impact on EU member states’ economic growth, taking into account the contribution of their industry to GDP. Furthermore, the research questions are presented and the data collection methodology is described, including the collection of the energy indicators from Eurostat and world bank. Following, chapter 5 analyses GDP as the key parameter representing economic growth for state members, followed by the contribution of industrial production to GDP index (Servsi). The average value of Servsi formed the novel indicator for grouping the EU members into to two categories of low (<15) and high (>15) Αv.Servsi countries. The next chapter (chapter 6) follows the correlation analysis between the energy indicators and GDP. This is then followed by chapters 7 to 11, the descriptive analysis of the energy indicators that had a large and significant correlation to GDP, according to high or low Av. Servsi group. These analyses are then strengthened by the empirical analysis of chapter 12 and the development of two new energy efficiency formulas that complement the previous data. These are the discussed in more detail and in accordance to the previous literature. Possible energy policies that may appropriately benefit all EU member-states and leverage their potential are proposed. The current work suggests that a unified European energy framework may implement only the consumption by transport, the security of natural gas supply, the population maintenance and the energy efficiency growth for households. Whereas, expanding nuclear and renewable energy and further implementing renewable electricity, together with increasing industrial energy efficiency may contribute significantly to the economic growth of low Av.Servsi countries. On the contrary, addressing solid fuel supply for industrial productivity, reducing electricity dependency by imports and decreasing CO2 emissions, appeared significant for the economic growth of high Av.Servsi countries. The current findings argued that the European energy policy unified framework can target transport, natural gas and population stability, as well as household energy efficiency. Whereas, other energy indicators showed a differential impact on economic growth i.e. GDP according to their low or high Av. Servsi index. Individualised policy making clearly emerged for each group EU countries and its potential to appropriately exploit the characteristics formed by industrial contribution to GDP.

Η ενέργεια και τα διαφορετικά ενεργειακά συστήματα που έχουν αναπτυχθεί έως σήμερα, διαδραματίζουν εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στον τρόπο και την οργάνωση των σημερινών κοινωνιών. Οι μεγαλύτερες προκλήσεις που αφορούν την ενέργεια και τα προβλήματα που δημιουργούνται στην αναζήτηση αυτής, αφορούν την ολοένα και αυξανόμενη ζήτησή της, όπως αυτή προκύπτει από τον αυξανόμενο πληθυσμό, τις αλλαγές στον τρόπο ζωής και στην ποιότητα αυτής, καθώς και από την παγκοσμιοποίηση. Παρομοίως, η υπέρμετρη χρήση και η εξάντληση των συμβατικών ενεργειακών πηγών, όπως αυτών των ορυκτών καυσίμων, οι οποίες απαιτούν άμεση αντικατάσταση ή μελλοντικό σχεδιασμό για την αποφυγή ενεργειακής φτώχειας και τις επιπτώσεις αυτής, καθώς και η περιβαλλοντική υποβάθμιση που προκαλεί η χρήση του άνθρακα, καθιστούν επιτακτική την ανάγκη εύρεσης πιο βιώσιμων και αποδοτικών μεθόδων παραγωγής ενέργειας. Όπως παρατηρείται στη βιβλιογραφία, στις χώρες με αυξημένη φτώχεια (Αιθιοπία, Ουγκάντα ή Μαλάουι) φαίνονται χαμηλές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (GHG), κάτι που οφείλεται κυρίως στην περιορισμένη πρόσβασή τους σε ενέργεια, όπως η ηλεκτρική και σε τεχνολογίες ή αγαθά που μπορούν να καλύψουν τις βασικές τους ανάγκες με καθαρό για το περιβάλλον τρόπο, αλλά και που μπορούν να υποστηρίξουν μια ζωή βιώσιμη και ποιοτική. Αντιθέτως, οι ανεπτυγμένες χώρες και ειδικότερα αυτές με υψηλό βιοτικό επίπεδο και οικονομικά αλλά και κοινωνικά, αντιμετωπίζουν την πρόκληση των πολύ υψηλών GGE, τις οποίες πρέπει να μηδενίσουν ώστε να μπορούν να γίνουν περιβαλλοντικά βιώσιμες, σε μια κοινωνία ωστόσο με ολοένα αυξανόμενες και υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις αλλά και με καλύτερες συνθήκες ζωής. Κατά συνέπεια η πρόκληση είναι να εξασφαλιστεί η ενεργειακή ασφάλεια και να προβλεφθούν οι ενεργειακές ανάγκες των ανεπτυγμένων και υπό ανάπτυξη κοινωνιών, διαφυλάσσοντας την προστασία του περιβάλλοντας με μετασχηματισμό των συμβατικών ενεργειακών πηγών σε πηγές που έχουν χαμηλή ή και μηδενική εκπομπή CO2, και που υποστηριζόμενες τεχνολογικά μπορούν να αποδώσουν περισσότερη ενέργεια από τις μέχρι σήμερα πηγές. Συνοψίζοντας, η παγκόσμια ενεργειακή πρόκληση αφορά την επέκταση, διατήρηση και περαιτέρω ανάπτυξη του επιπέδου ζωής του σύγχρονου κόσμου με ενεργειακά αλλά παράλληλα και περιβαλλοντικά βιώσιμο τρόπο, που μπορεί να υποστηρίξει η παγκόσμια οικονομία. Παρατηρώντας υπό αυτό το πρίσμα την Ευρώπη, διαφαίνεται ότι σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Ένωσης (Ε.Ε.) πολλά κράτη-μέλη έχουν χαμηλή ενεργειακή αυτοδυναμία και ασφάλεια, γιατί είναι σε υψηλό βαθμό εξαρτώμενα από τις εισαγωγές ενέργειας και αντιμετωπίζουν υψηλές περιβαλλοντικές προκλήσεις, γιατί παρουσιάζουν υψηλά επίπεδα GGE. Συνεπώς οι στόχοι της Πράσινης Συμφωνίας της Ευρώπης απαιτούν από τα κράτη-μέλη μεγάλες αλλαγές στην ενεργειακή υποδομή και αναβάθμιση/μετάβαση των χωρών αυτών σε πιο αποδοτικές πηγές, όπως οι ανανεώσιμες. Όλα τα παραπάνω, σε συνδυασμό με την ανάγκη για επίτευξη μιας ενεργειακά ισότιμης σχέσης με τα άλλα κράτη-μέλη, ώστε η Ε.Ε. να αποτελεί κράτος δικαίου και να εξασφαλίζει την ευημερία και ανάπτυξη όλων των κρατών-μελών του, θέτουν επιτακτική την ανάγκη για λήψη μέτρων τόσο σε εγχώριο όσο και σε πανευρωπαϊκό επίπεδο. Η ευημερία και η κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη όλων των χωρών απαιτούν αρχικά ενεργειακή ασφάλεια, είτε αυτή προέρχεται από την αυτοδυναμία είτε από την εξασφάλιση παροχής ενέργειας από ποικίλες πηγές, ώστε να μπορέσει μια χώρα να υποστηρίξει τους τομείς και τους φορείς παραγωγής και ανάπτυξης και σύμφωνα με τα σύγχρονα δεδομένα, η ενέργεια αυτή θα πρέπει να μπορεί να διατηρηθεί και να επεκταθεί, με τρόπο που μειώνει σημαντικά το περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Ο διττός αυτός ρόλος της μεγέθυνσης μιας χώρας μπορεί να επιτευχθεί εάν εξασφαλιστεί και σταδιακά αυξηθεί η ενεργειακή αποδοτικότητα αυτής, δηλαδή εάν μπορούν οι χώρες να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες και να υποστηρίξουν τις υπηρεσίες τους με χαμηλότερο ενεργειακό, οικονομικό και περιβαλλοντικό κόστος. Οι παραπάνω στόχοι είναι πρακτικά επιτεύξιμοι, όταν η ενεργειακή αποδοτικότητα υποστηρίζεται από νέες πηγές ενέργειας, ανανεώσιμες πηγές, όπως αιολική, ηλιακή και βιομάζας, καινοτόμες τεχνολογίες, αναβαθμισμένες ενεργειακές υποδομές και ενεργειακά αποδοτικά κτήρια, μέσα μεταφοράς και βιομηχανίες, ενώ επιτυγχάνεται συνεχής έλεγχος της κατανάλωσης και των συμπεριφορών αυτής από όλους τους τομείς. Κατά συνέπεια δείκτες όπως οι ενεργειακοί, που παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την αποδοτικότητα των χωρών στην πρόσβαση και εξάρτησή τους από διάφορες πηγές ενέργειας, στην ενεργειακή τους χρήση, και σε παραμέτρους που συνδέουν την αποδοτικότητα με αυξημένη οικονομική ανάπτυξη, όπως το Ακαθάριστο Εγχώριο Προϊόν (ΑΕΠ) και σε δείκτες που σχετίζονται με το περιβαλλοντικό αποτύπωμα, όπως οι εκπομπές CO2 και το μέγεθος του πληθυσμού, βοηθούν στην αξιολόγηση της σχέσης των ενεργειακών δεικτών με την οικονομική μεγέθυνση και στην επέκταση αυτής της πληροφορίας για τη λήψη αποφάσεων σχετιζόμενων με τις ενεργειακές πολιτικές. Παράλληλα, σύμφωνα με τη βιβλιογραφία που εξετάζει τις συναρτήσεις ενεργειακής αποδοτικότητας, το μερίδιο συνεισφοράς της βιομηχανίας στο ΑΕΠ (Servsi) (Choi et al., 2012), φαίνεται να αποτελεί σημαντική παράμετρο που αντικατοπτρίζει τον τομέα της βιομηχανίας, ενός σημαντικού τομέα, που εμπεριέχει τόσο την ενέργεια και τις ανάγκες αυτής όσο και την οικονομία και τις ικανότητες ανάπτυξής της, καθώς και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Ωστόσο, δεν είναι εκτενώς μελετημένος, παρόλο που φαίνεται να εμπεριέχει σημαντικές για την κάθε χώρα πληροφορίες. Για αυτό τον σκοπό, η παρούσα διατριβή επιδιώκει να αποσαφηνίσει την επίδραση βασικών ενεργειακών δεικτών στην οικονομική ευημερία των 27 κρατών-μελών της Ε.Ε. πιο ολιστικά και μακροσκοπικά, εξετάζοντας τους ενεργειακούς δείκτες για ένα διάστημα 26 ετών (1995-2020), εκμεταλλευόμενη τη μέση συνεισφορά της βιομηχανίας τους στο ΑΕΠ (Av.Servsi) και τον τρόπο που αυτή η ομαδοποίηση διαφοροποιεί τις ανάγκες και το ενεργειακό τους τοπίο. Κύριος στόχος είναι η συλλογή πληροφοριών για τους διαχειριστές ενέργειας και τους υπεύθυνους χάραξης ενεργειακών πολιτικών, καθώς και η ενίσχυση των έως τώρα οικονομετρικών μοντέλων, ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη ενεργειακή πολιτική όλων των κρατών-μελών, καθώς διαφαίνεται ότι δεν ανταποκρίνονται με τον ίδιο τρόπο στο ενιαίο πολιτικό πλαίσιο της ενεργειακής αποδοτικότητας. Στα πρώτα κεφάλαια αναπτύσσονται: α) Οι θεωρίες που διαμορφώνουν τον όρο της ενεργειακής αποδοτικότητας και οι προσεγγίσεις που αυτή έχει στη βιβλιογραφία γενικά και ανά τομέα κατανάλωσης (κεφάλαιο 1), β) οι πολιτικές που έχουν έως τώρα ληφθεί και εφαρμοστεί για την αύξηση της ενεργειακής αποδοτικότητας και η αποτελεσματικότητα αυτών έως σήμερα, ειδικότερα για τα κράτη της Ε.Ε. που έδειξαν να έχουν υψηλή συμβολή στους ενεργειακούς και άλλους δείκτες που ερευνήθηκαν (κεφάλαιο 2) και γ) οι έρευνες που εξετάζουν τους ενεργειακούς δείκτες και τις συναρτήσεις που αυτοί αποδίδουν ως προς τη μέτρηση της ενεργειακής αποδοτικότητας (κεφάλαιο 3). Έπειτα στο κεφάλαιο 4 αναλύεται το ερευνητικό κενό που προκύπτει ως προς τους ενεργειακούς δείκτες και την επίδραση αυτών στην οικονομική μεγέθυνση των κρατών-μελών της Ε.Ε., λαμβάνοντας υπόψη τη συνεισφορά της βιομηχανίας τους στο ΑΕΠ. Επιπλέον αναπτύσσονται τα ερευνητικά ερωτήματα, καθώς περιγράφονται οι δείκτες και η συλλογή αυτών από τη Eurostat. Εν συνεχεία στο κεφάλαιο 5, αναλύεται το ΑΕΠ ως κεντρικός άξονας της μελέτης της οικονομικής μεγέθυνσης των κρατών και μετά ο δείκτης συνεισφοράς της βιομηχανίας στο ΑΕΠ (Servsi), όπου δημιουργείται η καινοτόμος ομαδοποίηση των 27 χωρών της Ε.Ε με βάση τον μέσο όρο αυτού και η διάκρισή τους σε χώρες υψηλού ή χαμηλού Αv. Servsi. Στο επόμενο κεφάλαιο (κεφάλαιο 6) ακολουθεί η ανάλυση συσχετίσεων των ενεργειακών δεικτών με το ΑΕΠ και κατά συνέπεια στα επόμενα κεφάλαια (κεφάλαια 7 έως 11) περιγράφονται οι ενεργειακοί δείκτες που έδειξαν μεγάλη και σημαντική επίδραση στο ΑΕΠ ανά ομάδα υψηλού ή χαμηλού Αv. Servsi. Για την ενίσχυση των πληροφοριών και την εξυπηρέτηση των συμπερασμάτων της μελέτης, στο κεφάλαιο 12 περιγράφεται εμπειρική μελέτη και αναπτύσσονται συμπληρωματικές ενεργειακές συναρτήσεις ανά ομάδα χωρών. Οι παραπάνω αναλύσεις συζητούνται αναλυτικά σε σύγκριση με την αντίστοιχη βιβλιογραφία και αναπτύσσονται πιθανές προτάσεις για τις ενεργειακές πολιτικές, που μπορούν να ωφελήσουν στο μεγαλύτερο δυνατό τις χώρες της Ε.Ε. Από το σύνολο των αναλύσεων υποστηρίζεται ότι σε ενιαίο ενεργειακό πλαίσιο μπορούν να ενταχθούν μόνο ο τομέας κατανάλωσης των μεταφορών, η διαφύλαξη της ενεργειακής σταθερότητας του φυσικού αερίου, η εξοικονόμηση ενέργειας στα νοικοκυριά και ο πληθυσμός. Επιπλέον, μέσα από τις αναλύσεις είναι δυνατόν να φανεί ότι η ενίσχυση της πυρηνικής ενέργειας, των ανανεώσιμων πηγών και της ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και η εξοικονόμηση ενέργειας από τη βιομηχανία, εντείνουν την οικονομική μεγέθυνση μόνο των χωρών χαμηλού Av.Servsi,. Αντίθετα η εξασφάλιση των στερεών καυσίμων, η υποστήριξη της βιομηχανικής παραγωγικότητας, η μείωση της εξάρτησης εισαγωγών ηλεκτρισμού και η μείωση των εκπομπών CO2 δείχνουν ότι υποστηρίζουν περισσότερο την οικονομική μεγέθυνση των χωρών με υψηλό Av.Servsi. Τα ευρήματα της παρούσας μελέτης υποστήριξαν ότι συλλογικά το ευρωπαϊκό πλαίσιο ενεργειακής πολιτικής μπορεί να στοχεύσει στις μεταφορές, τη σταθερότητα του φυσικού αερίου, τη διατήρηση του πληθυσμού και την εξοικονόμηση ενέργειας από τα νοικοκυριά. Αντιθέτως, δεν μπορεί να είναι ενιαία για όλα τα κράτη-μέλη σε άλλους τομείς, όπως τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, τα στερεά καύσιμα και τον ηλεκτρισμό, καθώς διαπιστώθηκε ότι διαφορετικοί παράγοντες μπορούν να αυξήσουν την ενεργειακή αποδοτικότητα των δύο εξεταζόμενων ομάδων χωρών, με χαμηλή ή υψηλή συνεισφορά της βιομηχανίας στο ΑΕΠ. Προκύπτουν συνεπώς, σαφείς ενδείξεις ότι θα ήταν ίσως πιο αποτελεσματική η δημιουργία διαφορετικών ενεργειακών πολιτικών για την κάθε ομάδα των 27 χωρών της Ε.Ε., καθώς τα αποτελέσματα επισημαίνουν τη διαφορετική δυναμικότητα της κάθε χώρας με βάση τη συνεισφορά της παραγωγικότητας της βιομηχανίας στο ΑΕΠ και το αντίκτυπο που μπορεί να επιφέρει η κάθε πολιτική που επιδρά στους δείκτες ενέργειας, στην οικονομική μεγέθυνσή τους.