Μεθοδολογικό πλαίσιο για τον υπολογισμό του ανθρακικού αποτυπώματος και την επίτευξη της ανθρακικής ουδετερότητας σε εταιρείες ύδρευσης & αποχέτευσης στην Ελλάδα

Abstract

Η κλιματική αλλαγή αποτελεί μία από τις σημαντικότερες περιβαλλοντικές προκλήσεις της σύγχρονης εποχής. Οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (ΑτΘ) συνιστούν τον κύριο μοχλό επιδείνωσης των παγκόσμιων θερμοκρασιών, της μεταβολής του υδρολογικού κύκλου και της απώλειας φυσικών οικοσυστημάτων. Οι εγκαταστάσεις ύδρευσης και αποχέτευσης συνδέονται άμεσα με το φαινόμενο αυτό, καθώς, οι υποδομές και η λειτουργία τους απαιτεί σημαντική κατανάλωση ενέργειας και καυσίμων, χρήση χημικών ουσιών, ενώ παράλληλα παράγουν έμμεσες και άμεσες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου μέσω διεργασιών επεξεργασίας νερού και λυμάτων. Παρά την αυξανόμενη σημασία της περιβαλλοντικής διαχείρισης στον τομέα, η συστηματική ποσοτικοποίηση των εκπομπών άνθρακα και η ενσωμάτωσή της στον στρατηγικό σχεδιασμό των εταιρειών ύδρευσης και αποχέτευσης παραμένουν περιορισμένες, ιδιαίτερα σε επίπεδο ολοκληρωμένων και δυναμικών προσεγγίσεων. Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποσκοπεί στην ανάπτυξη ενός θεωρητικού και μεθοδολογικού πλαισίου για τον υπολογισμό του ανθρακικού αποτυπώματος υποδομών ύδρευσης και αποχέτευσης, αξιοποιώντας τη μεθοδολογία της Συστημικής Δυναμικής (System Dynamics – SD). Η διατριβή δημιουργεί ένα πολυδιάστατο πλαίσιο που συνδυάζει αφενός τις διεθνείς περιβαλλοντικές πολιτικές και κανονιστικές απαιτήσεις και αφετέρου τις αρχές της βιώσιμης ανάπτυξης και της κυκλικής οικονομίας. Εμπεριέχει φυσικά τα πρότυπα ποσοτικοποίησης εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (ISO 14064, GHG Protocol, PAS 2050), καθώς και τα ιδιαίτερα λειτουργικά χαρακτηριστικά των εταιρειών ύδρευσης και αποχέτευσης. Με τον τρόπο αυτό, επιχειρείται η γεφύρωση του κενού μεταξύ θεωρητικής γνώσης, κανονιστικής συμμόρφωσης και πρακτικών εργαλείων υποστήριξης αποφάσεων για τη μείωση του ανθρακικού αποτυπώματος στον κρίσιμο τομέα των υπηρεσιών ύδρευσης και αποχέτευσης. Η διατριβή ξεκινά με την ανάλυση του διεθνούς, ευρωπαϊκού και εθνικού νομοθετικού πλαισίου για την περιβαλλοντική προστασία και τη διαχείριση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου. Καταγράφονται οι βασικές διεθνείς συμφωνίες, όπως η Σύμβαση-Πλαίσιο των Ηνωμένων Εθνών για τις κλιματικές μεταβολές (UNFCCC), το Πρωτόκολλο του Κιότο, η Συμφωνία του Παρισιού, καθώς και η εξέλιξη των ευρωπαϊκών περιβαλλοντικών πολιτικών που οδήγησαν στην Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία και στους κλιματικούς στόχους της περιόδου 2022–2030. Επιπλέον, διερευνάται ο ρόλος της βιώσιμης ανάπτυξης και της κυκλικής οικονομίας ως θεμελιώδους στρατηγικού πλαισίου για τις επιχειρήσεις του κλάδου. Σε αυτό το πλαίσιο, η χρήση τυποποιημένων δεικτών βιωσιμότητας (GRI, SASB) και η εφαρμογή αρχών εταιρικής κοινωνικής ευθύνης ενισχύουν σημαντικά την περιβαλλοντική διαφάνεια και τις πρακτικές λογοδοσίας. Στη συνέχεια, διερευνάται το εννοιολογικό υπόβαθρο του ανθρακικού αποτυπώματος, με ανάλυση του φαινομένου του θερμοκηπίου, των περιβαλλοντικών και κοινωνικοοικονομικών επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής, καθώς και των μεθόδων ποσοτικοποίησης των εκπομπών. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στα πρότυπα ISO 14064 και GHG Protocol, τα οποία προσφέρουν το θεμέλιο για την ορθή καταγραφή, επαλήθευση και αναφορά των εκπομπών σε επίπεδο οργανισμού, καθώς και στη μέθοδο PAS 2050 για τον κύκλο ζωής προϊόντων και υπηρεσιών. Η κριτική αποτίμηση της σχετικής βιβλιογραφίας καταδεικνύει ότι, παρά την παροχή εργαλείων στατικής αποτύπωσης των εκπομπών ΑτΘ από τις υφιστάμενες μεθοδολογικές προσεγγίσεις, παραμένει εμφανής η αδυναμία τους να αναπαραστήσουν επαρκώς τη δυναμική και πολυσύνθετη φύση των λειτουργικών συστημάτων ύδρευσης και αποχέτευσης, στα οποία οι εκπομπές διαμορφώνονται μέσω σύνθετων πολυπαραγοντικών αλληλεξαρτήσεων, χρονικών υστερήσεων και μη γραμμικών σχέσεων μεταξύ κρίσιμων παραμέτρων. Για την αντιμετώπιση αυτής της πολύπλοκης δυναμικής, η διατριβή αναπτύσσει ένα μεθοδολογικό πλαίσιο που περιλαμβάνει τον καθορισμό των ορίων του συστήματος, την αναγνώριση των πηγών εκπομπών (Scope 1, 2 και 3), καθώς και τη διαδικασία ποσοτικοποίησης των άμεσων και έμμεσων εκπομπών που προκύπτουν από τη λειτουργία των υποδομών ύδρευσης και αποχέτευσης. Η μελέτη εντοπίζει και ποσοτικοποιεί τις πηγές εκπομπών από τη χρήση καυσίμων στα αντλιοστάσια και στις μονάδες επεξεργασίας, τις διάχυτες εκπομπές από βιολογικές διεργασίες, τις εκπομπές από κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, τη μεταφορά προσωπικού, την παραγωγή και καύση ιλύος, καθώς και τις απορροφήσεις CO₂ μέσω φυσικών διεργασιών. Επιπλέον, εξετάζονται τα οικονομικά εργαλεία και μηχανισμοί που μπορούν να υποστηρίξουν τη μετάβαση προς την ανθρακική ουδετερότητα, όπως τα συστήματα εμπορίας δικαιωμάτων εκπομπών και οι εγγυήσεις προέλευσης πράσινης ενέργειας. Το κεντρικό στοιχείο της διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός δυναμικού μοντέλου υπολογισμού του ανθρακικού αποτυπώματος με τη χρήση της Συστημικής Δυναμικής. Μέσω της αξιοποίησης διαγραμμάτων αιτιακού βρόχου (Casual Loop Diagram) και αποθέματος-ροής (Stock & Flow Diagram), η παρούσα μεθοδολογική προσέγγιση καθιστά δυνατή τη δυναμική αναπαράσταση της πολύπλοκης συμπεριφοράς ενός μοντέλου διαχείρισης εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σε εταιρείες ύδρευσης και αποχέτευσης. Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει την οπτικοποίηση των σχέσεων αλληλεξάρτησης μεταξύ κρίσιμων παραμέτρων, των χρονικών καθυστερήσεων, αλλά και των βρόχων ανατροφοδότησης που διαμορφώνουν τη συνολική πορεία των εκπομπών. Έτσι, διευκολύνεται ο εντοπισμός των βέλτιστων στρατηγικών παρέμβασης για τη βελτίωση της περιβαλλοντικής επίδοσης των εταιρειών. Το μοντέλο αναπτύσσεται σε εννοιολογικό επίπεδο, περιλαμβάνοντας τη διατύπωση βασικών εξισώσεων, τις παραμέτρους λειτουργίας και τις πιθανές δυναμικές επιδράσεις διαφορετικών σεναρίων λειτουργίας ή στρατηγικών μετριασμού εκπομπών, ενώ βασίζεται σε τεκμηριωμένες διεθνείς πρακτικές και πρότυπα, παρέχοντας ένα επαναχρησιμοποιήσιμο πλαίσιο για μελλοντικές εμπειρικές μελέτες. Η συνεισφορά της παρούσας διατριβής διαρθρώνεται σε τρεις διακριτούς άξονες. Αφενός προσφέρει θεωρητική προστιθέμενη αξία, καθώς παρέχει μια ολοκληρωμένη σύνθεση της διεθνούς βιβλιογραφίας, των κανονιστικών απαιτήσεων και των μεθόδων υπολογισμού εκπομπών στον τομέα των εταιρειών ύδρευσης και αποχέτευσης, ενοποιώντας υφιστάμενες γνώσεις από τη διαχείριση νερού και λυμάτων, την περιβαλλοντική λογιστική και τη δυναμική μοντελοποίηση σε ένα ενιαίο πλαίσιο προσαρμοσμένο στις ανάγκες του κλάδου. Αφετέρου εισάγει μεθοδολογική καινοτομία, προτείνοντας ένα δυναμικό εργαλείο (Συστημική Δυναμική) υπολογισμού του ανθρακικού αποτυπώματος, ικανό να υποστηρίξει στρατηγικές αποφάσεις για βιώσιμη διαχείριση υδάτων. Ενώ τέλος, παρέχει πρακτική αξία, προσφέροντας στους οργανισμούς ύδρευσης και αποχέτευσης ένα προσαρμόσιμο μεθοδολογικό πλαίσιο για την εκτίμηση των εκπομπών τους, με δυνατότητα εφαρμογής σε διαφορετικά λειτουργικά περιβάλλοντα και γεωγραφικές κλίμακες. Τα κύρια ευρήματα της διατριβής αναδεικνύουν ότι οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (ΑτΘ) στον τομέα των εταιρειών ύδρευσης και αποχέτευσης επηρεάζονται κυρίως από την κατανάλωση ενέργειας, τη χρήση καυσίμων, τις χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στις διεργασίες επεξεργασίας νερού και λυμάτων, καθώς και από τις άμεσες και έμμεσες πηγές εκπομπών που εντοπίζονται στις επιμέρους υποδομές του συστήματος. Η εφαρμογή της Συστημικής Δυναμικής παρέχει τη δυνατότητα δυναμικής αποτύπωσης και ανάλυσης των σχέσεων μεταξύ των μεταβλητών που επηρεάζουν το συνολικό ισοζύγιο εκπομπών, υπερβαίνοντας τους περιορισμούς των στατικών μεθόδων ποσοτικοποίησης και συμβάλλοντας στη διαμόρφωση πιο ολοκληρωμένων στρατηγικών υπολογισμού και διαχείρισης του ανθρακικού αποτυπώματος. Η διατριβή ολοκληρώνεται με την επισήμανση περιορισμών, ενώ προτείνονται μελλοντικές έρευνες για την εμπειρική εφαρμογή του μοντέλου, την ενσωμάτωση προηγμένων μεθόδων μηχανικής μάθησης και ανάλυσης κύκλου ζωής, καθώς και τη σύνδεση με μηχανισμούς αγορών άνθρακα και συστήματα λήψης αποφάσεων σε επίπεδο πολιτικής. Συνολικά, η παρούσα διατριβή παρέχει ένα καινοτόμο θεωρητικό και μεθοδολογικό εργαλείο για την ποσοτικοποίηση και κατανόηση του ανθρακικού αποτυπώματος των εταιρειών ύδρευσης και αποχέτευσης, ενισχύοντας τη δυνατότητα των οργανισμών αυτών να συμβάλουν ουσιαστικά στην παγκόσμια προσπάθεια αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής. Συμπερασματικά, η διατριβή καταλήγει ότι ο υπολογισμός του ανθρακικού αποτυπώματος με συστημική προσέγγιση μπορεί να αποτελέσει βασικό εργαλείο για τη μετάβαση σε πιο βιώσιμες, ανθεκτικές και χαμηλών εκπομπών υποδομές ύδρευσης και αποχέτευσης. Η υιοθέτηση τέτοιων μοντέλων μπορεί να ενισχύσει την ικανότητα των επιχειρήσεων ύδατος να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις της διεθνούς νομοθεσίας, να υποστηρίξει τη συμμόρφωση με τα πρότυπα ISO 14064 και GHG Protocol, καθώς και να ενσωματώσει πρακτικές περιβαλλοντικής βιωσιμότητας στον επιχειρησιακό σχεδιασμό τους.