La necessità di un'analisi approfondita dell'incertezza nella politica e nella pianificazione energetica

La transizione verso un sistema energetico decarbonizzato per raggiungere gli obiettivi climatici richiede un'enorme volontà politica e miliardi di dollari di investimenti nella trasformazione tecnologica e nella realizzazione di infrastrutture. Queste politiche e questi investimenti per la decarbonizzazione del nostro sistema energetico devono essere fatti oggi, nonostante le molte incognite sul futuro. L'aspetto critico che rende le decisioni sulla transizione energetica diverse da molti altri contesti politici incerti è che non solo non siamo sicuri del futuro, ma non abbiamo alcuna informazione sulle probabilità dei possibili risultati. In effetti, anche l'intera gamma dei possibili esiti è inconoscibile. Il concetto di prendere decisioni con questo grado di incertezza sulla portata degli stati futuri viene definito processo decisionale in condizioni di profonda incertezza (DMDU). Le politiche e le decisioni volte alla decarbonizzazione del sistema energetico devono affrontare la sfida del livello più alto di DMDU ("livello 5", Figura 1). 

La DMDU nella transizione energetica deve essere riconosciuta e affrontata in modo appropriato per massimizzare la probabilità di successo delle politiche e degli investimenti energetici, che abbiano un'ampia gamma di risultati futuri e siano adattabili al progredire della transizione. Particolarmente impegnativi sono i fatti che: 

1. Le incertezze sono irriducibili. Non possono essere significativamente ridotte con ulteriori ricerche o conoscenze. 

2. Esiste una varietà di soggetti interessati, spesso con prospettive diverse su ciò che costituisce il sistema, sui problemi da risolvere e sulle priorità e i valori da applicare al contesto decisionale. 

3. Le decisioni di investimento tendono ad avere conseguenze a lungo termine e le decisioni sbagliate sono particolarmente costose e dannose per la nostra capacità di raggiungere gli obiettivi climatici a breve termine. 

4. Le decisioni devono essere prese in tempi stretti, data l'urgenza di mitigare le emissioni per evitare i peggiori impatti del cambiamento climatico.  

5. La transizione energetica è un problema che dobbiamo risolvere al nesso di molteplici sistemi complessi. La traiettoria della transizione sarà determinata da complesse interazioni e interdipendenze tra condizioni economiche, tecnologiche, politiche e ambientali.  

La modellistica del sistema energetico è uno strumento importante che fornisce indicazioni ai responsabili politici sui possibili percorsi futuri per informare le politiche e i processi decisionali. Il problema è che molti approcci alla modellazione energetica semplificano eccessivamente l'incertezza, dando luogo a un'eccessiva fiducia nella solidità delle decisioni politiche che supportano. Le tecniche standard, come l'ottimizzazione dei costi, presuppongono un grado di incertezza conoscibile e un'unica misura concordata di "bontà". In questo caso, si fanno ipotesi deterministiche su tutti i parametri del sistema (come il costo livellato dell'energia, le traiettorie della domanda, l'adozione dei veicoli elettrici, ecc. Questo approccio viene definito "prevedere e poi agire", in cui si ipotizzano le condizioni future, si proiettano le decisioni ideali a breve termine e si utilizzano gli scenari per valutare una serie di condizioni (Figura 2). Sebbene sia uno strumento utile per aiutare a prendere decisioni in contesti di incertezza più semplici, questo approccio si rompe in condizioni di profonda incertezza.  

Per comprendere meglio la discrepanza tra i metodi "predict then act" e il settore delle politiche di transizione energetica, possiamo considerare la Figura 3, che è una rappresentazione della gamma di livelli di incertezza caratterizzati, abbinati a una gamma crescente di complessità dei valori degli stakeholder sull'asse delle ordinate. I modelli tradizionali di transizione energetica descritti in precedenza sono in genere modelli di ottimizzazione monobiettivo (ad esempio, la minimizzazione dei costi). I modelli più avanzati considerano l'ottimizzazione multi-obiettivo che può tentare di bilanciare ulteriori considerazioni, come l'uso del territorio o le emissioni cumulative. Tuttavia, anche i modelli di ottimizzazione multi-obiettivo non riescono a cogliere la realtà del valore della diversità nella pianificazione della transizione energetica. Inoltre, le ipotesi di input deterministici del modello presuppongono un livello di conoscenza dei progressi tecnologici ed economici. Nella figura 3, le due caratterizzazioni di questo approccio analitico (contabilità per valori limitati e incertezza minima) rientrano nel rettangolo rosso. Al contrario, il rettangolo verde della figura 3 rappresenta la vera natura del problema della transizione energetica. La politica di decarbonizzazione è intrinsecamente molto incerta e comprende criteri di valore ampi e diversi (ad esempio, costi, domanda di energia, ecc.). Tuttavia, gli approcci analitici tipicamente utilizzati per informare le decisioni politiche e di investimento - rappresentati dal rettangolo rosso - non soddisfano la natura complessa di questo ambito. Affidandosi ad approcci analitici che non soddisfano le esigenze delle politiche nel rettangolo verde, la nostra pianificazione della decarbonizzazione energetica è vulnerabile alle condizioni future invece di essere robusta e adattabile nel tempo.

Esistono metodi quantitativi che supportano i tipi di decisioni che rientrano nel rettangolo verde. Incorporare questi metodi DMDU nell'analisi energetica è fondamentale per rappresentare in modo appropriato la complessità e l'incognita intrinseca della nostra traiettoria di decarbonizzazione. Tuttavia, il processo di analisi DMDU è spesso complesso, specializzato e limitato a un gruppo ristretto di esperti, il che può isolare le importanti informazioni ottenute da tale analisi all'interno di un ambito teorico, lasciando i responsabili politici all'oscuro e infondendo un senso di eccessiva fiducia nelle loro posizioni politiche. Nonostante i progressi della letteratura sui nuovi metodi e sulle applicazioni della DMDU in questo campo, la maggior parte delle decisioni politiche rimane informata da modelli deterministici eseguiti in base a una serie limitata di scenari. Dobbiamo cambiare questo paradigma di analisi energetica e sforzarci invece di identificare mezzi trasparenti, d'impatto e tempestivi per infondere un'incertezza profonda rilevante per le decisioni nel mondo della politica. 

Il programma di analisi dei sistemi energetici di Clean Air Task Force ha condotto una tavola rotonda al meeting annuale della Society for Decision Making Under Deep Uncertainty, tenutosi a Delft nel 2023, incentrata proprio su questo tema: come trasferire gli approcci accademici alla DMDU in contesti decisionali applicati alla politica energetica. Il panel ha riunito esperti all'intersezione tra analisi tecnica e politica per discutere le sfide e gli ostacoli che si frappongono alla traduzione dell'incertezza per informare le decisioni politiche e il modo in cui queste possono essere affrontate. La discussione ha approfondito cinque argomenti:  

1. Limitazioni che impediscono all'analisi dell'incertezza profonda di essere applicata in modo coerente in un contesto politico.  

2. Sviluppo di strumenti, linee guida e strutture di facile utilizzo che consentano ai non esperti di eseguire valutazioni significative dell'incertezza.  

3. Approcci collaborativi nell'analisi dell'incertezza, che coinvolgono diverse parti interessate come ricercatori, responsabili politici, rappresentanti dell'industria e comunità locali.  

4. Strategie di comunicazione efficaci per i risultati dell'analisi dell'incertezza, che garantiscano una comunicazione chiara e concisa, comprensibile per i responsabili politici, gli stakeholder e il pubblico in generale.  

5. Sviluppare la capacità di mettere in grado una più ampia gamma di individui e organizzazioni di condurre un'analisi approfondita dell'incertezza. 

Dalla tavola rotonda sono emerse tre sfide fondamentali che ostacolano l'incorporazione degli approcci analitici del DMDU nel campo della politica energetica applicata: 

1. Tempistica - Gli approcci DMDU sono spesso ad alta intensità di calcolo e storicamente non sono stati in grado di sostenere il ritmo delle discussioni e dei negoziati sulla politica energetica. 

2. Complessità - Gli approcci DMDU portano in genere a risultati dinamici e complessi che comportano molti scenari, avvertenze e compromessi. Per gli stakeholder questo può risultare molto più opprimente rispetto alle previsioni a singolo punto dei modelli deterministici, che possono sembrare più accessibili e praticabili. 

3. Dinamiche politiche - I politici appaiono più forti, credibili e sicuri quando proiettano o indicano certezze rispetto a quando rappresentano accuratamente la natura sconosciuta e le complessità di un problema. 

Il team di Analisi dei Sistemi Energetici (ESA) di CATF è impegnato a sostenere approcci analitici che forniscano ai nostri decisori politici indicazioni informate, obiettive e trasparenti sulle politiche e sugli approcci alla decarbonizzazione. In qualità di professionisti dell'analisi politica con competenze nella teoria del DMDU, il nostro ruolo è quello di contribuire a colmare questo divario tra i metodi accademici e il processo decisionale applicato. L'ESA continuerà a collaborare con accademici, professionisti, sostenitori e responsabili politici per riunire questo insieme eterogeneo di stakeholder e lavorare insieme per affrontare le barriere e le sfide che impediscono l'applicazione delle tecniche DMDU alla pianificazione della decarbonizzazione del sistema energetico.