Γραμμικά και μη γραμμικά μαθηματικά και στατιστικά υποδείγματα υδρογονοποίησης της οικονομίας και νέες μορφές ενέργειας

Abstract

This Ph.D. thesis focuses on the study and development of relevant models for the analysis of the hydrogenation of the economy and new forms of energy. This research is particularly important in the context of the global effort to transition to cleaner and more sustainable energy sources, with hydrogen emerging as one of the main pillars of the energy revolution of the 21st century. This Ph.D. thesis examines the development of advanced models for the analysis of the penetration of hydrogen in the economy, taking into account many variables such as technological developments, economic conditions and environmental constraints. Also, the application of advanced statistical methods for the evaluation of hydrogenation, including methods of hydrogen production, storage and distribution, is examined. The economic impacts of the transition to a hydrogen economy are investigated, with an emphasis on changes in the labor market, investment opportunities and macroeconomic impacts, as well as an analysis of the interaction between hydrogenation and other new forms of energy, such as solar and wind, with the aim of optimizing the energy mix. Furthermore, the examination of the geopolitical impacts of hydrogenation of the economy, including rare earths, changes in international relations and energy dependencies, is recorded. The research methodology includes a wide range of advanced techniques and tools with the application of econometric models for modeling economic trends and evaluating policies. Furthermore, the development and application of dynamic systems for understanding the complex interactions between economic, technological and environmental factors is recorded. The results of our research provide valuable information for policymakers, offering a robust framework for making informed decisions on energy policies and transition strategies. For economists, it provides new tools for analyzing and modeling the economic impacts of the green energy transition. For engineers, it offers guidance for the development and optimization of hydrogen-related technologies. For investors, it provides information on future trends and opportunities in the energy sector. Finally, this Ph.D. thesis proposes specific strategies and policies to accelerate the transition to a hydrogen economy, taking into account the specificities of various economic and geographical regions. In conclusion, this Ph.D. thesis offers a comprehensive and multidimensional framework for understanding, analyzing and modeling the hydrogenation of the economy. The findings and methodologies developed are expected to have a significant impact on academic research, policymaking, and industrial innovation in the clean energy sector in the coming decades.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή (Δ.Δ.) εστιάζει στη μελέτη και ανάπτυξη υποδειγμάτων για την ανάλυση της υδρογονοποίησης της οικονομίας και των νέων μορφών ενέργειας. Η έρευνα αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική στο πλαίσιο της παγκόσμιας προσπάθειας για μετάβαση σε καθαρότερες και πιο βιώσιμες πηγές ενέργειας, με το υδρογόνο να αναδεικνύεται ως ένας από τους βασικούς πυλώνες της ενεργειακής επανάστασης του 21ου αιώνα. Η παρούσα Δ.Δ. εξετάζει την ανάπτυξη προηγμένων μοντέλων για τη μοντελοποίηση και ανάλυση της διείσδυσης του υδρογόνου στην οικονομία, λαμβάνοντας υπόψη πολλές μεταβλητές, όπως τεχνολογικές εξελίξεις, οικονομικές συνθήκες και περιβαλλοντικούς περιορισμούς. Επίσης, εξετάζεται η εφαρμογή προηγμένων στατιστικών μεθόδων για την αξιολόγηση της υδρογονοποίησης, συμπεριλαμβανομένων των μεθόδων παραγωγής, αποθήκευσης και διανομής υδρογόνου. Γίνεται διερεύνηση των οικονομικών επιπτώσεων της μετάβασης σε μια οικονομία βασισμένη στο υδρογόνο, με έμφαση στις αλλαγές στην αγορά εργασίας, τις επενδυτικές ευκαιρίες και τις μακροοικονομικές επιδράσεις, καθώς και ανάλυση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της υδρογονοποίησης και άλλων νέων μορφών ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική, με στόχο τη βελτιστοποίηση του ενεργειακού μείγματος. Ακόμα, καταγράφεται η εξέταση των γεωπολιτικών επιπτώσεων της υδρογονοποίησης της οικονομίας, συμπεριλαμβανομένων των σπάνιων γαιών, των αλλαγών στις διεθνείς σχέσεις και τις ενεργειακές εξαρτήσεις. Η μεθοδολογία της έρευνας περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα προηγμένων τεχνικών και εργαλείων με εφαρμογή οικονομετρικών μοντέλων για την μοντελοποίηση των οικονομικών τάσεων και την αξιολόγηση πολιτικών. Ακόμα, πραγματοποιείται ανάπτυξη και εφαρμογή δυναμικών συστημάτων για την κατανόηση των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων μεταξύ οικονομικών, τεχνολογικών και περιβαλλοντικών παραγόντων. Τα αποτελέσματα της έρευνάς μας παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής, προσφέροντας ένα ισχυρό πλαίσιο για τη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων σχετικά με τις ενεργειακές πολιτικές και τις στρατηγικές μετάβασης. Για τους οικονομολόγους, παρέχει νέα εργαλεία για την ανάλυση και μοντελοποίηση των οικονομικών επιπτώσεων της πράσινης ενεργειακής μετάβασης. Για τους μηχανικούς, προσφέρει κατευθύνσεις για την ανάπτυξη και βελτιστοποίηση τεχνολογιών σχετικών με το υδρογόνο. Για τους επενδυτές, παρέχει πληροφορίες για τις μελλοντικές τάσεις και ευκαιρίες στον τομέα της ενέργειας. Τέλος, η Δ.Δ. προτείνει συγκεκριμένες στρατηγικές και πολιτικές για την επιτάχυνση της μετάβασης σε μια οικονομία υδρογόνου, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες διαφόρων οικονομικών και γεωγραφικών περιοχών. Συμπερασματικά, η παρούσα Δ.Δ. προσφέρει ένα ολοκληρωμένο και πολυδιάστατο πλαίσιο για την κατανόηση, ανάλυση και πρόβλεψη της υδρογονοποίησης της οικονομίας. Τα ευρήματα και οι μεθοδολογίες που αναπτύχθηκαν αναμένεται να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην ακαδημαϊκή έρευνα, τη χάραξη πολιτικής και τη βιομηχανική καινοτομία στον τομέα της καθαρής ενέργειας τις επόμενες δεκαετίες.