Обзор Модели оценки глобальных изменений (МОГИ/GCAM)
Семинар «Пути к устойчивой энергетике»Бишкек, Кыргызстан12-14 июня 2018 г.
ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЛОБАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙТИХООКЕАНСКАЯ СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
МКО объединяет многие человеческих и естественных систем
МКО предоставляет выводы, которые невозможно получить в рамках одной дисциплиныМКО учитываем взаимодействие между сложными и нелинейными системамиМКО предоставляем исследователям в естественных науках информацию о человеческих системах, таких как выбросы парниковых газов, использование земельных ресурсовМКО используют для принятия решений на национальном, международном, региональном уровнях и в частном секторе
Human Systems
Natural Earth Systems
ENERGY
Economy Security
Settlements
Food
Health
Managed Ecosystems
TechnologyScience
TransportPopulation
Sea Ice Carbon Cycle
Earth System Models
EcosystemsOceans
Atmospheric Chemistry
Hydrology
Coastal Zones
Что такое модель комплексной оценки (MКО)?
Человеческие системы
Экономика Безопасность Пища Управляемые экосистемы
Население
Поселения Наука Технологии Здоровье
ТранспортЭНЕРГИЯ
Химия атмосферы
Лед морей Береговая зона
Углеродный цикл
ЭкосистемыГидрологияОкеаныМоделиСистемы
Земли
Естественные системы
2
Модель оценки глобальных изменений (МОГИ) /Global Change Assessment Model (GCAM) является моделью комплексной оценки с «высоким разрешением»
Модель Организация
AIMКомплексная модель Азии /Asia Integrated Model
Национальные институты исследований
окружающей среды; Цубака, Япония
GCAMМодель оценки глобальных изменений /Global Change Assessment Model
Объединенный исследовательский институт
глобальных изменений;
Колледж Парк, Мэриленд, США
IGSMКомплексная модель глобальной системы /Integrated Global System
Model
Совместна программа, Массачусетский
технологический институт; США
IMAGEКомплексная модель для оценки глобальной окружающей среды
/ The Integrated Model to Assess the Global Environment
Агентство оценки окружающей среди
Нидерландов; Битховен
MESSAGEМодель для альтернативных стратегий энергоснабжения и их влияния на
/Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General
Environmental Impact
Международный институт прокладного
системного анализа; Лаксембург, Австрия
REMINDРационализованная модель инвестиций и технологического развития
/Regionalized Model of Investments and Technological Development
Потсдамский институт исследования
влияния климата; Германия
Модели высокого разрешения and команды
3
Общие характеристики глобальных комплексных моделей высокого разрешения
Модели высокого разрешения:Глобальны по масштабу Включают представительство систем энергии, сельского хозяйства/ использования землиВключают все антропогенные источники выбросов Включают некоторое представление климатической системы
Однако, существую отличия между моделями:Пространственное разрешениеГазы и субстанцииДетали энергетической системыПредставительство системы сельского хозяйства/ использования землиЭкономические предположенияСтепень предвиденияСложность компонентов системы «Земля»Степень интеграции компонентов модели 4
Comparison of Emissions Trajectories Consistent With Various Atmospheric CO2 Concentrations Developed by the IPCC (S350-S750) and by Wigley,
Richels, and Edmonds (S350a-S750a)
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1990 2015 2040 2065 2090 2115 2140 2165 2190 2215 2240 2265 2290
PgC
/yr
S350
S450
S550
S650
S750
WRE 350
WRE 450
WRE 550
WRE 650
WRE 750
Исследование комплексных оценок и развитие моделей определяется проблемами, которые оны пытаются решить
1980-тые
Прогноз выбросов и концентраций
энергия-экономика-климат
5
ЭНЕРГИЯ-ЭКОНОМИКА-климат
Исследование комплексных оценок и развитие моделей определяется проблемами, которые оны пытаются решить
Energy Supply
Цены на выбросы углерода
Энергия, технологии и уменьшение последствий
Стоимость технологий
С 1990-тых до конца 2000-ных
$0
$100
$200
$300
$400
$500
$600
$700
$800
$900
$1,000
2020 2040 2060 2080 2100
Inde
x (y
r 20
00 =
1)
MINICAM_Level1
MINICAM_Level2
MINICAM_Level3
MINICAM_Level4 Cumulative Carbon Emissions and Cumulative
Compliance Cost across Scenarios
$0
$2
$4
$6
$8
$10
$12
$14
450 ppmv 550 ppmv 650 ppmv 750 ppmv
Cum
ulat
ive
Glo
bal C
ompl
ianc
e C
ost
(Tril
lion
U.S
. 200
0$, 5
% D
isco
unt R
ate)
0
200
400
600
800
1,000
1,200
1,400
Cum
ulat
ive
Car
bon
Emis
sion
s (G
TC)
All Advances
Reference Technology
Cumulative Emissions
Advanced Technology
1980-е
Прогноз выбросов и концентраций
Comparison of Emissions Trajectories Consistent With Various Atmospheric CO2 Concentrations Developed by the IPCC (S350-S750) and by Wigley,
Richels, and Edmonds (S350a-S750a)
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1990 2015 2040 2065 2090 2115 2140 2165 2190 2215 2240 2265 2290
PgC
/yr
S350
S450
S550
S650
S750
WRE 350
WRE 450
WRE 550
WRE 650
WRE 750
Энергия
6
Примеры вопросов перед сообществом комплексного модерирования
Тип 1: Куда приведет реализация НОВ? Как реализовывать и усиливать действия? Что на самом деле реалистично для разных стран?
Тип 2: Как эти усилия по уменьшению негативных последствий будут связаны с другими целями (напр.,ЦУР)? Будут ли они ограничены рамками энергия-вода-земля?
Тип 3: Как мы можем планировать инвестиции и стратегии, принимая во внимание влияние на климат и широкий диапазон дополнительных факторов и динамики?
Тип 4: Где находятся самые существенные будущие климатические риски для национальной безопасности, внутри стан и на международной арене?
Вы можете помочь нам интерпретировать и понять все это? Насколько вы уверенны в этом?
Включение климатических воздействий, адаптации и уязвимости
Повышенный «реализм», особенно в отношении
региональной динамики
7
МОГИ (GCAM) имеет длинную историю…
GCAM одна из четырех моделей выбранных для создания репрезентативных путей концентраций (RCPs) для пятого доклада МГЭИК
GCAM одна из шести моделей выбранных для создания общих направлений социально-экономического развития (SSPs)
GCAM одна из трех моделей использованных для создания сценариев для Научной программы исследования изменения климата (CCSP)
GCAM была ключевым инструментом анализа в Технологической программе изменения климата (CCTP)
GCAM использовали в практически всех основных оценках климата/энергии/экономики на протяжении последних 20 лет :
Каждое климатическое исследования Форума энергетического моделирования
Каждый оценочный доклад МГЭИК
GCAM использовали для стратегического планирования частные энергетические и другие компании
GCAM сейчас используют исследовательские институты и правительства во всем мире
8
Предположения сценария
Политики
Характеристики технологий
Производительность труда
НаселенияУравнения,
отношения и параметры
модели
Смоделированный сценарий
Концентрации и температура
Использование земли
С/г производство
Предложение и спрос энергоресурсов
Цены
Выбросы
Политики
Характеристики технологий
Производительность
Население
Что делают модели комплексной оценки?
9
Что такое GCAM?
283 региона земельных
ресурсов
32 регионаЭнергия
Экономика
235 водных бассейнов
GCAM это модель оценки глобальных измененийGCAM соединяет системы Экономика, Энергия, Использование земельных ресурсов, Вода, and Земля Работает с интервалом 5 лет
Предназначена для анализа последствий политических решений
GCAM является моделью с открытым кодомДокументация доступна здесь: wiki.umd.edu/gcamИспользуемая для анализа:
Социально-экономического развитияСоблюдение климатического договораРазвития технологий и ресурсовЭнергетической политики
10
Что внутри модели GCAM?
Ресурсная база Углеродный циклРынки энергоресурсов
Другие рынки
С/Х рынки
Предложения
Спрос
Спрос на с/х продукцию
С/Х предложение
Сельское хозяйство и использование земельных ресурсов
- Культуры - Скот- Продукция лесной
промышленности
- Культуры - Скот- Лес- Биоэнергия
- Транспорт- Здания- Промышленность
- Уголь, газ, нефть - Возобновляемые- Электроэнергия- Водород
- Цены на ископаемое топливо
- Цены на ЭЭ- Цены на водород- Цены на биоэнергию
- Разрешение на выбросы
- Стандарты
- Цены на культуры- Цены на скот- Цены на лес- Цены на биоэнергию
Региональный ВВП
ЭКОНОМИКА
Выбросы от сжигания топлива и промышленности
Выбросы от изменений в
землепользовании
Землепользование и растительный
покров
Атмосфера
Океан
Земля
Расчет концентраций, воздействий
Другое (аэрозоли,
уровень моря и т.д.
СИСТЕМА ЭНЕРГИЯ СИСТЕМА КЛИМАТ
Технологии превращения энергии
Технологии использования энергии
Рабочая сила
Производитель-ность труда
Технологии в сельском хозяйстве
Характеристики земельных ресурсов
11
Часто задаваемые вопросы
Вопрос:GCAM оптимизирует?
Ответ:Не совсем.GCAM является моделью рыночного равновесия, так что она подстраивает цены пока предложение и спрос не уравновесятсяОднако, GCAM предполагает что производители максимизируют прибыль и минимизируют издержки И, в некоторых случаях, экономическая теория благосостояния говорит нам что рыночное равновесие является оптимальным (по Парето)GCAM не оптимизирует между периодами
12
Что можно сделать с помощью GCAM?
Цены и производимое количество:Сектора энергетики ТранспортПервичные энергетические ресурсыПродукция сельского хозяйства
Использование земельных ресурсовКультуры (по видам)ПастбищаНеобрабатываемые земле
Использование водыПервичный спрос по секторамРеакция на дефицит
Парниковые газыЭкономическая цена принимаемых решений
Перераспределение доходов
13
Цена
на
выбр
осы
угле
рода
Модель оценки глобальных изменений
Ресурсная базаРынки энергоресурсов
Предложения
Спрос- Транспорт- Здания- Промышленность
- Уголь, газ, нефть - Возобновляемые- Электроэнергия- Водород
- Цены на ископаемое топливо
- Цены на ЭЭ- Цены на водород- Цены на биоэнергию
ЭКОНОМИКА
СИСТЕМА ЭНЕРГИЯ СИСТЕМА КЛИМАТ
Технологии превращения энергии
Технологии использования энергии
14
Структура системы «Энергия»
Производство нефти
Превращение биоэнергии
Генерация электрической
энергии
Переработка
Водород
Производство природного
газа
Производство
угля
Производство биоэнергии
Переработка газа
Ядерная
Гидро
Солнечная
Рынок жидкого топлива
Рынок биоэнергии
Рынок газа
Рынок водорода
Рынок электро-энергии
Энергия ветра
Геотермальная
Здания
Промыш-ленность
Транспорт
Рынок угля
Уран
Производства ресурсов Трансформация ресурсов Конечное использование
Рынки
15
Top Related