能源转型指导政策制定者的超级模型

我们如何确保能源政策能够实现其目标?为了找到答案，科学家和公共当局可以依靠不同准确度的计算机模型。然而，这些模型有许多局限性，包括它们对于生成区域规模的预测不是很有效。

日内瓦大学(UNIGE)的一个团队设计了一个超级模型，用于模拟到2050年三种绿色技术在瑞士各城市的传播。它基于现有的统计数据，结合了12个现有的技术增长模型，同时测试了它们的相关性。研究结果发表在《PNASNexus》杂志上，可以帮助为政治决策提供信息。

计算机建模是能源转型的关键工具。通过创建现实模型，它使科学家和公共当局能够在或多或少的长期内衡量旨在缓解气候变化的战略的效果。例如，它用于模拟给定区域的能源生产、存储和消费基础设施转型的场景。

随着包括瑞士在内的许多国家都致力于到2050年实现碳中和，可靠的预测工具变得越来越必要。然而，可用于指导政治决策的模型有其局限性。他们很少或根本不考虑不确定性，因此导致过度自信。它们的空间分辨率太低，无法支持地方层面的决策。最后，对于同一区域，他们的预测可能会有很大差异。

在本地范围内进行投影

为了解决这个问题，UNIGE团队开发了一种新的“概率”模型，该模型由瑞士联邦能源办公室的SWEET计划赞助并由SURE联盟执行。它不是将特定结果作为确定性预测(确定性模型的标志)，而是生成包含一组与各种可能的未来结果相关的概率的预测。它还可用于确定哪个现有模型与某个城市或地区最相关。

“该模型旨在对三种特定能源技术的城市规模分布进行预测：光伏、热泵和电池电动汽车。它由每个城市的可用数据提供，并结合了12个现有模型，同时时间来测试它们，”博士NikZielonka解释道。UNIGE环境科学研究所(ISE)可再生能源系统小组的学生，也是该研究的第一作者。

在瑞士所有城市进行测试

为了测试他们的模型，研究人员选择了瑞士(2,148个城市)，因为当地有关能源技术传播的数据准确且易于获取。该团队利用2000年至2021年期间的数据，使用超级计算机对这些技术到2050年的发展水平进行了预测。这些结果使每个城市能够衡量预测的现实与其目标之间的差距。

科学家们在图恩(43,000名居民)开展了这项演习，其中的能源目标得到了明确的量化。为了实现碳中和，该市预计到2050年光伏发电容量将超过120兆瓦(目前不足20兆瓦)，并在道路上投放约12,000辆电动汽车(目前不到500辆)。然而，根据UNIGE模型，如果图恩继续沿着目前的道路前进，到2050年，其发电量可能仅为90兆瓦，电动汽车数量将少于8,000辆。

2050年的愿景是不现实的

“如果我们从整体上看我们的结果，如果政策没有进一步改变，瑞士似乎不太可能在2050年实现零净碳排放，至少在太阳能光伏、热泵和电力的所需水平方面是如此。瑞士环境科学研究所(ISE)可再生能源系统小组负责人、瑞士环境科学研究所(ISE)副教授EvelinaTrutnevyte表示：“瑞士必须加大努力，而最近的‘Mantelelass’是朝着正确方向迈出的第一步。”UNIGE理学院地球与环境科学系领导了这项研究。

作为本研究的一部分获得的预测是免费提供的，并且还根据最新数据进行了更新。研究团队的下一步计划是将这种模式推广到其他欧洲国家。它还将涉及在模型中包含更多能源技术，同时结合更多现有模型。

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