En-ROADS-dynamikken🔗

Når du bruker En-ROADS må du være oppmerksom på når og hvor mye skyveknapp-justeringer resulterer i avvik fra basis-scenariet. Be tilhørere reflektere over hvorfor dette skjedde for å belyse tenkningen i klima- og energisystemet som En-ROADS simulerer.

Det meste av dynamikken i En-ROADS kan besvares av disse forklaringene:

Komplekse interaksjoner mellom konkurrerende energiforsyninger og etterspørsel🔗

1. Forsinkelser og kapitalomsetning🔗

Nye energikilder (f.eks. fornybare energikilder og nye nullkarbonenergikilder) tar tiår (ikke år) å skalere opp tilstrekkelig til å konkurrere med kull, olje og gass globalt. En av hovedkildene til disse forsinkelsene er at ny energiinfrastruktur kun bygges når gammel infrastruktur nedlegges eller det er behov for å møte økt energibehov.

Bare rundt 6 % av all verdens energiinfrastruktur endres hvert år, siden infrastruktur som kullkraftverk og oljeraffinerier kan brukes i 30 år eller mer. Så mens nye nullkarbonenergikilder kan utgjøre mesteparten av markedsandelen til ny energikapital, vil det ta mange år før den gamle kapitalen omsettes og blir nedlagt. Klimaet blir bare hjulpet når bruk av kull, olje og gass reduseres, og i fravær av andre inngrep er beløpet relativt lite - omtrent 3% per år.

Dette tar for seg spørsmål som:

• "Hvorfor bidrar ikke subsidiering av fornybar energi, kjernekraft eller en ny nullkarbonenergikilde til å unngå mer oppvarming?"

Denne dynamikken er også relevant for å øke energieffektiviteten eller elektrifisering. Energibrukskapital, som kjøretøy, bygninger og industri, har imidlertid en gjennomsnittlig levetid som er mye kortere (10-15 år). Man kan for eksempel straks øke salget av nye elektriske biler, men den gjennomsnittlige mengden elektriske biler vil det ta tiår å øke til det samme nivå siden det tar tid for brennstoff-baserte biler å bli fjernet fra veiene.

For å illustrere dette punktet: Flytt skyveknappen Transport elektrifisering til høyt nivå av subsidiering. Se på "Elektrisk andel av total transport"-diagrammet og legg merke til at, selv om andel av elektrisk transport øker så vil det ta flere tiår før andelen øker over 50% av total transport. Sammenlign dette med diagrammet "Elektrisk andel av transport-salg" som øker mye hurtigere fordi salget mer øyeblikkelig reflekterer påvirkning fra subsidier.

Se dette scenariet i En-ROADS.

Implikasjoner av denne dynamikken: Politikk som bare fremmer alternativer til fossilt brensel vil det ta flere tiår å redusere karbondioksidutslipp – den eksisterende infrastrukturen tar lang tid å avvikles.

For å lære mer, se denne videoen om Kapitalomsetning.

2. Pris- og etterspørselseffekter🔗

Energietterspørselen faller hvis energiprisene stiger, og etterspørselen øker hvis prisene faller. Det er mer sannsynlig at folk og selskaper iverksetter tiltak for å spare energi (for eksempel slå av lys når de ikke brukes), eller investere i energieffektivitet (for eksempel å kjøpe energieffektive apparater eller isolere bygninger) når energiprisene er høye. Politikk bør utformes for å gjøre det mulig for folk som har en høy energibyrde (en stor del av inntektene sine å betale for energi) å få tilgang til rimelige energi og energieffektivitetsforbedringer.

Når det for eksempel settes en høy karbonpris, faller energietterspørselen fordi energiprisene øker. På den annen side stiger energietterspørselen når prisene faller når en type energi som fornybar energi eller en ny nullkarbonenergikilde subsidieres eller opplever et gjennombrudd i kostnadsforbedringen.

Mens du subsidierer lavkarbonenergiforsyninger som fornybar energi, kan du se at det endelige energiforbruket øker. Billig vind- og solspredning over hele verden reduserer de samlede energiprisene og øker energietterspørselen:

Se dette scenariet i En-ROADS.

På den annen side fører implementering av en karbonpris til at energikostnadene øker og forbruket reduseres:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Hvorfor svekker tilbakemeldingssløyfen for pris-etterspørsel noen av de positive effektene av å subsidiere fornybar energi eller andre nullkarbon-energikilder?

Tilbakemeldingssløyfen for pris-etterspørsel er en av grunnene til at subsidiering av fornybare og andre nullkarbonformer av energi er mindre effektiv til å redusere CO₂-utslipp enn du kanskje forventer.

Her er de viktigste punktene å huske om denne dynamikken:

1. Fornybar energi eller andre lav- eller nullkarbonformer av energi hjelper bare klimaet når de erstatter kull, olje og gass, og forhindrer at disse kildene slipper ut klimagasser.
2. Når du subsidierer fornybar eller kjernekraft, eller du legger til et gjennombrudd i en ny nullkarbonkilde for energi som er veldig billig, reduserer dette de totale kostnadene for energi og etterspørsel går opp.
3. Denne økte etterspørselen etter energi svekker de positive effektene av fornybar energi/kjernekraft/ny nullkarbonenergi av to grunner:
   • Den økte etterspørselen etter energi dekkes for det meste av lavkarbonenergi, men som et resultat er mindre lavkarbonenergi tilgjengelig for å fortrenge fossilt brensel.
   • Noe av den økte etterspørselen kan dekkes av fossilt brensel som ellers ikke ville vært nødvendig, noe som avgir klimagasser.

Hvis de eneste energikildene som er tilgjengelig ikke avgir CO₂, vil en økning i energietterspørselen ikke ha noen effekt på klimaet. Men i de fleste scenarier er det viktig å disincentivisere brenningen av kull, olje og gass i tillegg til å insentivisere lavkarbonenergikilder.

For å lære mer, se denne videoen på tilbakemeldingssløyfen for pris og etterspørsel.

3. Konkurranse mellom energikilder: "fortrengt etterspørsel" og "klemme ballongen"🔗

Mange antar at hvis verden fremmet flere langsiktige nullkarbonenergikilder som kjernekraft, vind og sol, ville deres bidrag til karbonreduksjon være additiv. I stedet konkurrerer de faktisk. Mer av en, mindre av en annen.

Dette tar for seg spørsmål som:

• Hvorfor hjalp det ikke å få et gjennombrudd i en ny nullkarbonenergiforsyning i dette fornybardominerte scenariet?

For å illustrere dette punktet: Se diagrammet "Globale kilder til primær energi" i de tre scenariene nedenfor. I det første diagrammet subsidierer vi fornybar energi alene; i det andre er det et gjennombrudd i en ny nullkarbon-energiforsyning; i det tredje diagrammet ser vi både et fornybart tilskudd og et nytt nullkarbon-gjennombrudd.

I følgende scenario fører et høyt fornybart tilskudd til en 0.2 °C (0.4°F) reduksjon i temperaturen fra basis:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Et stort gjennombrudd i null-karbon fører også til en 0.2 °C (0.4°F) reduksjon i seg selv:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Når disse kombineres, i stedet for å se en tilleggs total 0.4°C-reduksjon, ser vi bare en 0.2 °C (0.4°F) reduksjon i temperaturen fra basis på grunn av energiforsyningene som konkurrerer med hverandre om markedsandel:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Hvis du vil vite mer, kan du se denne videoen på "Crowding Out and Squeezing the Balloon."

4. Utfyllende retningslinjer: Elektrifisering🔗

Fornybar energi, kjernekraft og ny nullkarbonenergi produserer energi i form av elektrisitet i En-ROADS. Bygninger, industri og transport må kunne bruke elektrisitet for å kunne dra nytte av disse renere energikildene. Elektrifisering av bygninger og industri (for eksempel ved å bytte til elektriske varmepumper) og transport (bytte fra forbrenningsmotorer til elektriske kjøretøy) er derfor avgjørende for å endre energimiksen. Legg merke til i En-ROADS hvor betydelig subsidiering av fornybar energi fører til en 0,2 grader celsius reduksjon i temperatur:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Og så å legge til en politikk for å øke transportelektrifiseringen senker temperaturen ytterligere og øker etterspørselen etter fornybar energi:

Se dette scenariet i En-ROADS.

På samme måte, i et annet scenario, er det ikke nok å beskatte olje for å motvirke bruk av dette brennstoffet:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Du må også legge til retningslinjer som oppmuntrer til elektrifisering, noe som gjør det mulig for ting som var avhengige av olje å bruke andre energikilder.

Se dette scenariet i En-ROADS.

5. Stordriftsfordeler og læring🔗

Kostnadene ved energiforsyninger som fornybar energi faller etter hvert som kumulativ erfaring oppnås gjennom en tilbakemeldingssløyfe for læring, også kjent som "stordriftsfordeler". Hver dobling av kumulativ installert kapasitet for fornybar energi reduserer kostnadene med rundt 20 %, noe som skaper en forsterkende sløyfe (dette kalles "fremdriftsforhold fremdriftsforhold: Den relative mengden kostnadsreduksjon per dobling av kumulativ produksjon av en teknologi. Når det gjelder fornybar energi, antas fremdriftsforholdet å være 20%, det vil si for hver dobling av produksjonen, reduseres kostnadene med 20%. Kostnadene kommer ned etter hvert som leverandørkjedene, forretningsmodellene og produksjonsindustrien vokser. Også kjent som læringseffekten eller lærings-/opplevelseskurven."). I grafikken under fører økt kapasitet (1) og installasjon (2) av nye energikilder til økt læring (3), prisnedgang (4), økt attraktivitet for fornybar energi (5) og dermed enda større kapasitet og installasjoner:

Dette tar for seg spørsmål som:

• "Hvorfor skulle vi ha håp?"
• "Hvordan har vi råd til en overgang til en lavkarbonøkonomi?"
• "Er ikke kostnadene ved fornybar energi uoverkommelige?"

Dynamikken i stordriftsfordelene er gode nyheter når det gjelder fornybar energi. De siste tiårene har prisen på fornybar energi falt betydelig, og installasjonen av fornybar energi har vokst eksponentielt. (Du kan se disse trendene fra 1990 til 2020 i diagrammene "Modellsammenligning - historisk" i En-ROADS).

Fremdriftsforholdet fremdriftsforhold: Den relative mengden kostnadsreduksjon per dobling av kumulativ produksjon av en teknologi. Når det gjelder fornybar energi, antas fremdriftsforholdet å være 20%, det vil si for hver dobling av produksjonen, reduseres kostnadene med 20%. Kostnadene kommer ned etter hvert som leverandørkjedene, forretningsmodellene og produksjonsindustrien vokser. Også kjent som læringseffekten eller lærings-/opplevelseskurven. for fornybar energi er 0,80, noe som er ganske lavt sammenlignet med andre energikilder som kjernekraft og kull (0,98). Husk at et fremdriftsforhold på 0,80 betyr at hver dobling av kumulativ installert kapasitet senker kostnadene med 20 %. For kull reduserer hver dobling av kumulativ installert kapasitet kostnadene bare 2%. Kull og andre eldre energikilder har allerede oppnådd betydelige kostnadsreduksjoner på grunn av teknologiske fremskritt de siste tiårene.

Dette tar også opp spørsmålet "Hvorfor er subsidiering av fornybar energi nyttig?"

Subsidier reduserer kostnadene for fornybar energi, noe som fører til mer installasjon av fornybar energi, og mer kumulativ erfaring (sosial aksept, opplæring av installatører og ingeniører, større tilgjengelighet av fabrikker for å lage delene, etc.). Læringssløyfen går raskere enn den ville gjort uten subsidier. Det samme ville skje uten subsidier, men det ville være tregere. I mellomtiden ville mer kull, olje og gass bli forbrent og avgi klimagasser.

For å illustrere dette punktet: Se på diagrammet "Fornybar primær energi-etterspørsel" i et scenario der fornybar energi subsidieres. Det øker den eksponentielle veksten som drives og opprettholdes av den forsterkende læringssløyfefiguren som er vist ovenfor.

Se dette scenariet i En-ROADS.

Hvis du vil vite mer, kan du se denne videoen om Stordriftsfordeler.

6. Økonomisk skade fra klima-forandringer🔗

Temperatur-økning fra klima-forandringer skader økonomien og reduserer forbruket, og marginalt reduserer fremtidige negative effekter fra klima-forandringer. En økning i den globale temperaturen er knyttet til forandringer i klima-mønstre - slik som mer hyppige klima-ulykker, lavere avlings-utbytte på grunn av tørke, og annet-noe som skader økonomien. Dette reduserer vekst i BNP og det globale energi-forbruket. Mindre forbruk produserer lavere drivhusgass-utslipp, noe som igjen reduserer temperatur-økning. Dette er kompenserende eller balanserende tilbake-sløyfe:

Dette fører til flere spørsmål slik som:

• "Tar En-ROADS høyde for kostnader for påvirkning av klimaforandringer?"
• "Hvorfor fører Karbon-fjerning tiltak til økt energi-forbruk eller CO₂-utslipp fra energi?"
• "Hvorfor fører metan & andre gasser til økt energi-forbruk?"

Her er hoved-punktene å huske på om denne dynamikken:

1. Dynamikken kan slås av med knappen "Klima-forandring forsinker økonomisk vekst" under Simulering >Antagelser >Økonomi > "Økonomisk påvirkning av klima-forandring". "Dette resulterer i at økonomien forsetter å øke, uten å bli påvirket av klima-forandring, noe som fører til mer forurensning fra drivhus-gasser og mer klima-forandring. Legg merke til at å forandre Antagelser i En-ROADS kun påvirker gjeldende scenario, og at økonomisk påvirkning fra klima-forandringer vil fortsette å være til stede i basis-scenario. Se på dette scenario i En-ROADS, og sett knappen for "Klima-forandring forsinker økonomisk vekst" PÅ og AV.)

2. Når det implementeres handlinger, slik som de relatert til Skogplanting eller Metan & Andre gasser, som reduserer temperatur uten å påvirke energi-kost eller energi-effektivitet så vil energi-forbruket øke. Temperatur-reduksjon forårsaket av den implementerte handlingen, så vil økonomisk påvirkning fra temperatur-forandring reduseres, som igjen vil øke på grunn av høyere vekst i BNP, og derved høyere energiforbruk og mer drivhus-gass utslipp.
   
   Legg merke til at hvis de eneste kildene til energi tilgjengelig ikke slipper ut CO₂ så vil en økning i energi-etterspørsel på grunn av høyere vekst i BNP ikke påvirke klimaet.

3. Estimater for effekten av klimaforandringer på økonomien, kjent som "skade-funksjonen", varierer. Grunnlaget for basis-scenariets skade-funksjon er en studie fra Burke et al. 2018. Hvis brukeren ønsker å velge en høyere eller lavere bane for skade-funksjonen, så velges funksjoner fra tilsvarende studier eller det utvikles en egen bane. Detaljer finnes i FAQ: Why does En-ROADS include the damage function from Burke et al. (2018) in the Baseline Scenario?

For å lære mer, les forklaring om økonomisk påvirkning av klima-forandring i En-ROADS.

Drivere for basis-scenariet🔗

For å få en dypere forståelse av modellens atferd er det viktig å forstå hvilke faktorer som driver basis-scenariet. Lær mer om basis- scenariet i En-ROADS basis scenario kapittel.

1. Drivere for vekst🔗

En utfordring for å begrense fremtidig oppvarming i denne simuleringen er den kraftige veksten i det globale BNP BNP: Bruttonasjonalprodukt. Den totale verdien (pengene) av produserte varer og tjenester som tilbys i et land i løpet av ett år. (Brutto verdensprodukt). Dette er drevet av skyveknapper for befolkning og økonomisk vekst. Mer produksjon og forbruk av varer og tjenester krever mer energi. Selv om energieffektivisering og endringer i drivstoffblandingen kan bidra til å redusere energiutslippene, dempes suksessen av veksten i BNP. En del av denne veksten er forsinket av påvirkninger av klima-forandringer slik som lavere avlings-utbytte, mer intense natur-katastrofer, økning i hav-nivå og tap av naturmangfold. Denne påvirkningen på BNP er beskrevet som "taps-funksjon" og forsinker økning i forbruk og energi-etterspørsel. Imidlertid så vil energi-etterspørsel og CO₂-utslipp fra energi øke gjennom hele dette århundre noe som fører til at mange brukere utforsker ulike fremtids-scenarier for befolkningen (for eksempel ved å styrke kvinner i utviklingsland, noe som kan redusere befolkningsveksten) og økonomisk vekst målt i BNP per person (for eksempel ved å finne måter å møte økonomiske behov uten å øke forbruket).

Dette tar for seg spørsmål som:

• *"Vi har gjort mye innen energieffektivitet og ren energi – hvorfor har ikke utslippene blitt betydelig nok redusert?" *

For å illustrere dette punktet: Se Kaya Diagrammer-visningen nedenfor for et lavutslippsscenario med økt energieffektivitet og overgang til lavkarbonenergikilder. Selv om energiintensiteten i BNP bedres, og karbonintensiteten i energi også avtar, fortsetter den globale befolkningen og BNP per person å vokse.

Se dette scenariet i En-ROADS.

Hvis du vil vite mer, kan du se denne videoen om Kaya-diagrammene.

2. Ikke-CO₂-utslipp påvirker temperaturen betydelig🔗

Metan (CH₄), N₂O og F-gassene styres av skyveknappen Metan og andre gasser. Justering av denne har stor innvirkning på temperaturen. Dette innebærer betydelige endringer i husdyrforvaltning og forbruk, avfallshåndtering, gjødselbruk og industri. Disse utslippene utgjør i dag rundt 26 % av de totale klimagassutslippene.

Dette tar for seg spørsmål som:

• "Vi har brukt mye innsats rettet mot energi – hvorfor har vi ikke løst klimakrisen?"

For å illustrere dette punktet: Se diagrammene "Klimagassutslipp fra gass – areal" og "klimagassutslipp" og juster skyveknappen Metan og andre gasser. Se scenariet nedenfor – kraftig reduksjon av utslipp av metan & andre gasser fører til en betydelig reduksjon i 2100-temperaturen.

Se dette scenariet i En-ROADS.

Klimaets systemdynamikk🔗

1. Badekardynamikk - CO₂-utslipp må være lik eller lavere enn CO₂-fjerning for at temperatur skal stabilisere seg🔗

Metaforen til et badekar bidrar til å forklare dynamikken i stigende CO₂-konsentrasjon i atmosfæren. Hvis mer CO₂ kommer inn i atmosfæren (som vann som strømmer inn i et badekar) enn det som fjernes (som vanndrenering fra karet), vil mengden CO₂ i atmosfæren (mengden vann i karet) fortsette å øke. For å flate ut CO₂-konsentrasjonen og dermed temperaturen, må vi bringe CO₂-utslippene ned til lik fjerning. Hvis badekaret flyter over, slår du av springen først.

Dette tar for seg spørsmål som:

• "Utslippene stabiliseres, så hvorfor går temperatur eller CO₂-konsentrasjonen fortsatt opp?"

For å illustrere dette punktet: Se diagrammene "CO₂-utslipp og -fjerning" og "CO₂-konsentrasjon" i et scenario der CO₂-utslippene stabiliseres. Selv om CO₂-utslippene (i rødt under) går ned, fortsetter CO₂-konsentrasjonen (i blått til høyre nedenfor) å øke fordi utslippene er større enn fjerning.

Se dette scenariet i En-ROADS.

Hvis du vil vite mer, kan du se denne videoen om karbondioksid-badekaret.

For å forstå mer om kvantiteter, strømmer og badekaret som rammer inn nedenfor, sjekk ut vår Climate Leader læringsserie.

2. Forsinkelser i klimasystemet🔗

I et scenario der CO₂-konsentrasjonen stabiliserer seg, fortsetter den globale overflatetemperaturen å øke i en årrekke på grunn av varmeubalanser mellom havene og atmosfæren (dette kalles klima treghet). Havet har absorbert det meste av varmen fanget av drivhusgasser, men det går sent å nå termisk likevekt med atmosfæren. Merk at simuleringen slutter i 2100 i En-ROADS, og tiden for temperatur for å stabilisere seg etter at CO₂-konsentrasjonen har stabilisert seg, kan være senere enn 2100.

Se dette scenariet i En-ROADS.

Vennligst besøk support.climateinteractive.org for andre spørsmål og brukerstøtte.