Background sulle dinamiche di En-ROADS🔗

Quando utilizzi En-ROADS, presta attenzione a quando e quanto le regolazioni del dispositivo di scorrimento comportano deviazioni dallo scenario di base. Chiedi al tuo pubblico di riflettere sul perché ciò è accaduto per illuminare il pensiero sulle dinamiche del sistema climatico ed energetico che En-ROADS simula.

Alla maggior parte delle dinamiche in En-ROADS si può rispondere con queste spiegazioni:

1. Driver dello scenario di base🔗

Per ottenere una comprensione più profonda dei comportamenti del modello, è importante comprendere quali fattori guidano lo scenario di base.

Fattori di crescita

Una sfida per limitare il riscaldamento futuro in questa simulazione è la forte crescita del PIL globale, che è la popolazione moltiplicata per il PIL pro capite. L'efficienza energetica e le modifiche al mix di combustibili possono aiutare a ridurre le emissioni energetiche, ma il loro successo è smorzato dalla crescita costante del PIL. Riconoscere questo fatto porta molti partecipanti a esplorare diversi futuri per la popolazione (ad esempio, conferendo potere alle donne nei paesi in via di sviluppo, che potrebbe ridurre la crescita della popolazione) e la crescita economica misurata in PIL pro capite (ad esempio, trovando modi per soddisfare i bisogni economici senza aumentare consumo).

Risponde a domande come:

• "Abbiamo fatto molto per l'efficienza energetica e l'energia pulita: perché le emissioni non si sono ridotte abbastanza in modo sostanziale?"

Per illustrare questo punto: vedere la visualizzazione dei grafici Kaya di seguito per uno scenario a basse emissioni con una maggiore efficienza energetica e una transizione verso fonti di energia a basse emissioni di carbonio. Anche se l'intensità energetica del PIL migliora e anche l'intensità di carbonio dell'energia diminuisce, la popolazione globale e il PIL pro capite continuano a crescere.

Le emissioni non di CO₂ influiscono in modo significativo sulla temperatura

Il metano, N₂O, e i gas fluorurati sono controllati dal cursore Metano e altro. La regolazione di questo ha un grande impatto sulla temperatura. Ciò implica cambiamenti significativi nella gestione e nel consumo del bestiame, nella gestione dei rifiuti, nell'uso dei fertilizzanti e nell'industria. Queste emissioni rappresentano attualmente circa il 28% delle emissioni totali di gas serra.

Risponde a domande come:

• "Abbiamo fatto molto nel campo dell'energia: perché non abbiamo risolto la crisi climatica?"

Per illustrare questo punto: vedere i grafici “Emissioni nette di gas a effetto serra per Gas – Area” e "Emissioni nette di gas a effetto serra" e regolare il cursore Metano e altro. Vedere lo scenario seguente: una forte riduzione delle emissioni di metano e altro consente di ottenere una significativa riduzione della temperatura del 2100.

2. Interazioni complesse tra domanda e offerta di energia in competizione🔗

Economia di scala e apprendimento

I costi delle forniture energetiche come le energie rinnovabili diminuiscono man mano che l'esperienza cumulativa viene acquisita attraverso un ciclo di feedback dell'apprendimento, noto anche come "economie di scala". Ogni raddoppio della capacità installata cumulata delle rinnovabili riduce i costi di circa il 20%, creando un anello di rinforzo (questo è noto come “progress ratio”). L'aumento della capacità (1) e l'installazione (2) di nuove fonti energetiche porta a un aumento dell'apprendimento (3), a una diminuzione del prezzo (4), all'aumento dell'attrattività delle rinnovabili (5) e quindi a capacità e installazioni ancora maggiori:

Risponde a domande come:

• "Perché dovremmo avere speranza?"
• "Come possiamo permetterci una transizione verso un'economia a basse emissioni di carbonio?"
• "I costi delle rinnovabili non sono proibitivi?"

Per illustrare questo punto: Guarda il grafico "Domanda di energia primaria da fonti rinnovabili" in uno scenario in cui le fonti rinnovabili sono sovvenzionate. Si innesca una crescita esponenziale iniziale che è guidata e sostenuta dalla figura del ciclo di apprendimento rafforzata mostrata sopra.

Ritardi e Turnover di Capitale

Le nuove fonti di energia (ad esempio, le rinnovabili e le nuove fonti di energia a zero emissioni di carbonio) impiegano decenni (non anni) per espandersi sufficientemente per competere con carbone, petrolio e gas a livello globale. Una delle principali cause di questi ritardi è che la nuova infrastruttura energetica viene costruita solo quando la vecchia infrastruttura va in pensione o c'è la necessità di soddisfare l'aumento della domanda di energia. Solo il 6% circa di tutte le infrastrutture energetiche mondiali cambia ogni anno, poiché infrastrutture come centrali elettriche a carbone e raffinerie di petrolio possono essere utilizzate per 30 o più anni. Quindi, mentre le nuove fonti di energia a zero emissioni di carbonio possono costituire la maggior parte della quota di mercato del nuovo capitale energetico, ci vorranno molti anni prima che il vecchio capitale si riattivi e venga ritirato. Il clima è aiutato solo quando carbone, petrolio e gas vengono ritirati e, in assenza di altri interventi, tale quantità è relativamente piccola, circa il 3% all'anno.

Risponde a domande come:

• "Perché sovvenzionare le energie rinnovabili, il nucleare o una nuova fonte di energia a zero emissioni di carbonio non aiuta a evitare un ulteriore riscaldamento?"

Questa dinamica è rilevante anche per aumentare l'efficienza energetica, tuttavia, il capitale che utilizza energia come veicoli, edifici e industria ha una vita media molto più breve (10-15 anni). Ad esempio, è possibile promuovere immediatamente l'aumento dell'efficienza energetica delle nuove auto, ma l'efficienza energetica media di tutte le auto impiega decenni per migliorare poiché ci vuole tempo prima che tutte le vecchie auto inefficienti vengano tolte dalla strada.

Per illustrare questo punto: sposta il cursore New Zero-Carbon su un enorme passo avanti. Esaminare il grafico "Fonti globali di energia primaria" e notare che, anche se le fonti a basse emissioni di carbonio crescono, occorrono diversi decenni prima che la capacità di combustibili fossili si esaurisca per avere un impatto significativo. Si noti che carbone, petrolio e gas naturale crescono costantemente negli anni 2020 e 2030 e ci vuole tempo prima che le emissioni di gas serra si allontani dallo scenario di base.

Implicazioni di questa dinamica: le politiche che si limitano a promuovere alternative ai combustibili fossili impiegano diversi decenni per ridurre le emissioni di anidride carbonica: l'infrastruttura esistente impiega molto tempo per essere ritirata. Pertanto, il raggiungimento degli obiettivi climatici richiede anche disincentivi diretti alla costruzione e all'utilizzo di infrastrutture per i combustibili fossili.

Effetti su prezzo e domanda

La domanda di energia diminuisce se i prezzi dell'energia aumentano e la domanda aumenta se i prezzi diminuiscono. La prima dinamica è evidente quando i prezzi del carbonio aumentano. La seconda dinamica si verifica quando l'energia a zero emissioni di carbonio, come le energie rinnovabili o una nuova fonte di energia a zero emissioni di carbonio, viene sovvenzionata o registra una svolta nel miglioramento dei costi.

Mentre sovvenzioni le forniture di energia a basse emissioni di carbonio come le energie rinnovabili, osserva l'aumento del consumo finale di energia. La diffusione economica di energia eolica e solare in tutto il mondo riduce i prezzi complessivi dell'energia e aumenta la domanda di energia:

D'altra parte, l'attuazione di un prezzo del carbonio provoca un aumento dei costi energetici e una diminuzione dei consumi:

Affollamento o schiacciamento del palloncino

Molti presumono che se il mondo promuovesse diverse fonti di energia a zero emissioni di carbonio a lungo termine come nucleare, eolica e solare, il loro contributo alla mitigazione del carbonio sarebbe additivo. Invece, in realtà competono. Più dell'uno, meno dell'altro.

Risponde a domande come:

• "Perché non è stato d'aiuto avere una svolta in una nuova fornitura di energia a zero emissioni di carbonio in questo scenario dominato dalle rinnovabili?"

Per illustrare questo punto: vedere il grafico "Fonti globali di energia primaria" nei tre scenari seguenti. Nel primo grafico, sovvenzioniamo solo le rinnovabili; nel secondo, c'è una svolta in una nuova fornitura di energia a zero emissioni di carbonio; nel terzo grafico, vediamo sia un sussidio per le rinnovabili sia una nuova svolta a zero emissioni di carbonio.

Nel seguente scenario, un elevato sussidio per le energie rinnovabili porta a una riduzione della temperatura di 0,2 gradi Celsius:

Un enorme passo avanti in New Zero-Carbon porta anche da solo a una riduzione di 0,2 gradi Celsius:

Quando combinati, invece di vedere una riduzione aggiuntiva di 0,4 gradi Celsius, vediamo solo una riduzione della temperatura di 0,3 gradi a causa delle forniture energetiche in competizione tra loro per la quota di mercato:

3. Dinamica sistemica del clima🔗

Dinamica della vasca da bagno: la temperatura e le concentrazioni di CO₂ sembrano debolmente reattive alle emissioni di CO₂

Le emissioni devono diminuire in modo significativo solo per modificare leggermente la crescita della temperatura e le concentrazioni di CO₂. Questa dinamica controintuitiva è una caratteristica importante del sistema del carbonio e del clima. Una breve spiegazione per questa dinamica includerebbe il fatto che lo slancio nel ciclo del carbonio e il clima portano a lunghi ritardi tra le emissioni e la temperatura.

Risponde a domande come:

• "Le emissioni sono stabilizzate, quindi perché la temperatura o la concentrazione di CO₂ continuano ad aumentare?"

Per illustrare questo punto: vedere i grafici "CO₂ Emissioni e rimozioni" e "CO₂ Concentrazione" in uno scenario in cui le emissioni di CO₂ si stabilizzano. Anche se le emissioni di CO₂ (in rosso sotto) si sono appiattite, le concentrazioni di CO₂ (in blu sotto a destra) continuano ad aumentare:

Allo stesso modo, in uno scenario molto più rigoroso in cui la concentrazione di CO₂ si stabilizza, il cambiamento di temperatura continua ad aumentare:

Per saperne di più su titoli, flussi e l'inquadratura della vasca da bagno di seguito, dai un'occhiata alla nostra serie di apprendimento Climate Leader.

Visita support.climateinteractive.org per ulteriori richieste e supporto.