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 besvarer spørsmål som:

• «Hvorfor hjelper det ikke å subsidiere fornybar energi, kjernekraft eller en ny nullutslippsenergikilde med å unngå mer oppvarming?»

Denne dynamikken er også relevant for økt energieffektivisering eller elektrifisering. Energibrukende kapital, som kjøretøy, bygninger og industri, har imidlertid en gjennomsnittlig levetid som er mye kortere (10–15 år). Man kan for eksempel stimulere salget av elbiler umiddelbart, men det tar flere tiår før andelen elbiler i hele bilparken stiger til samme nivå, fordi det tar tid før alle de gamle fossilbilene er tatt ut av bruk.

For å illustrere dette: Flytt skyveknappen Elektrifisering av transport til sterkt stimulert. Se på grafen «% eksisterende transport etter energibærer» (se den gule linjen i grafen til høyre), og legg merke til at selv om andelen elektrisk transport vokser, tar det flere tiår før den når over 50 % av all transport. Sammenlign dette med grafen «% transportsalg etter energibærer», som stiger mye raskere (se den gule linjen i grafen til venstre), fordi salget raskere gjenspeiler effekten av subsidien.

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. Folk og bedrifter er mer tilbøyelige til å spare energi (for eksempel ved å slå av lys som ikke er i bruk) eller investere i energieffektivisering (for eksempel ved å kjøpe energieffektive apparater eller etterisolere bygninger) når energiprisene er høye. Politikken bør utformes slik at folk med høy energibelastning (en stor andel av inntekten går til å betale for energi) får tilgang til rimelig energi og energieffektiviseringstiltak.

Når det for eksempel settes en høy karbonpris, faller energietterspørselen fordi energiprisene øker. Legg merke til at Totalt sluttforbruk av energikilder går ned, mens Gjennomsnittlig energipris for forbrukere går opp:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Omvendt øker energietterspørselen når prisene faller, for eksempel når en energitype som fornybar energi eller en ny nullutslippsenergikilde subsidieres eller får et gjennombrudd i kostnadsforbedring. Folk og bedrifter er mindre tilbøyelige til å spare energi eller investere i energieffektivisering når energiprisene er lave.

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 besvarer spørsmål som:

• «Hvorfor hjalp det ikke med et gjennombrudd for en ny nullutslippsenergikilde i dette scenarioet, der fornybar energi dominerer?»

For å illustrere dette: Se grafen «Globale kilder til primærenergi» i de tre scenarioene nedenfor. I den første grafen subsidierer vi bare fornybar energi; i den andre er det et gjennombrudd for en ny nullutslippsenergikilde; i den tredje grafen ser vi både økt subsidie for fornybar energi og et gjennombrudd for ny nullutslippsenergi. Tips: For å se temperaturen i 2100 med to desimaler holder du musepekeren over temperaturen.

I følgende scenario fører et høyt fornybart tilskudd til en 0.10 °C (0.2°F) reduksjon i temperaturen fra basis:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Et stort gjennombrudd i null-karbon fører til en 0.14 °C (0.24°F) reduksjon i seg selv:

Se dette scenariet i En-ROADS.

Når disse kombineres, i stedet for å se en tilleggs total 0.25°C (0.44°F)-reduksjon, ser vi bare en 0.23 °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 0.1 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 besvarer spørsmål som:

• «Hvorfor bør vi ha håp?»
• «Hvordan har vi råd til en overgang til en lavutslippsøkonomi?»
• «Er ikke kostnadene ved fornybar energi uoverkommelige?»

Dynamikken stordriftsfordeler er gode nyheter når det gjelder fornybar energi. De siste par tiårene har prisen på fornybar energi falt betydelig, og utbyggingen av fornybar energi har vokst eksponentielt. (Du kan se disse trendene fra 1990 til 2024 i grafene «Modellsammenligning – historikk» 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 ytterligere 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 jordbruksutslipp eller avtal og lekkasje til økt energi-forbruk?"

Her er hovedpunktene å huske om denne dynamikken:

1. Denne dynamikken kan slås av med knappen «Klimaendringer bremser den økonomiske veksten» under Simulering > Forutsetninger > Økonomi > «Økonomisk virkning av klimaendringer». Da fortsetter økonomien å vokse uten å bli påvirket av klimaendringer, noe som fører til mer klimagassforurensning og flere klimaendringer. Merk at endringer i Antagelser i En-ROADS bare påvirker det nåværende scenarioet, og den økonomiske virkningen av klimaendringer vil fortsatt være til stede i referansescenarioet. Se dette scenarioet i En-ROADS, og slå bryteren «Klimaendringer bremser den økonomiske veksten» PÅ og AV.

2. Tiltak (f.eks. karbonfjerning eller reduksjon av Utslipp fra landbruk eller Avfall og lekkasjer) som senker temperaturen uten å påvirke energikostnadene eller energieffektiviteten, vil likevel føre til økt energiforbruk. Temperaturreduksjonen fra disse tiltakene demper noe av den økonomiske virkningen av klimaendringer, noe som gir høyere BNP-vekst og dermed mer energiforbruk og flere klimagassutslipp.
   
   Merk at hvis de eneste tilgjengelige energikildene ikke slipper ut CO₂, vil en økning i energietterspørselen som følge av høyere BNP-vekst ikke påvirke klimaet.

3. Anslagene for hvordan klimaendringer påvirker økonomien, kjent som «skadefunksjonen», varierer. Skadefunksjonen i referansescenarioet bygger på en studie av Burke et al. fra 2018. Hvis brukerne vil velge en høyere eller lavere bane for skadefunksjonen, kan de velge blant funksjonene fra andre fagfellevurderte studier eller lage sin egen. Detaljer finnes i denne FAQ-en: Hvorfor bruker En-ROADS skadefunksjonen fra Burke et al. (2018) i referansescenarioet?

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 Landbruks-utslipp og Avfall og Lekkasje. Justering av disse skyveknappen 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 besvarer spørsmål som:

• «Vi har gjort mye på energiområdet – hvorfor har vi ikke løst klimakrisen?»

For å illustrere dette: Se grafene «Netto klimagassutslipp etter gass – areal» og «Netto klimagassutslipp», og juster skyveknappen Utslipp fra landbruk og Avfall og lekkasjer. Se scenarioet nedenfor – en kraftig reduksjon av utslippene av CH₄, N₂O og F-gasser gir en betydelig reduksjon i temperaturen i 2100.

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.