آزاد- پیچیدگی بازخورد در مدل‌های یکپارچه اقتصاد-آب‌وهوا – مدل ونسیم

این آرشیو حاوی مدل اقتصاد-آب‌وهوا است، همانطور که در پایان‌نامه فیدمن مستند شده است.

زیرشاخه FREE6-corrected شامل یک نسخه باینری از مدل است، با یک خطای اصلاح شده – زمان اختلاط اقیانوس سطحی با جو 1.5 سال تنظیم شده است. FINAL TIME شبیه‌سازی نیز برای سهولت استفاده از آزمایش‌های شبیه‌سازی زمانی که بهینه‌سازی انجام نمی‌شود، روی 2100 تنظیم شده است. تعداد فایل‌های کنترلی موجود برای سادگی کاهش یافته است. این نسخه‌ای است که کاربران به احتمال زیاد مایل به کار با آن خواهند بود.

زیرشاخه FREE6-original شامل مدل و فایل‌های کنترلی دقیقاً همانطور که در رساله دکتری فیدمن مستند شده است.

چکیده

پیچیدگی بازخورد در مدل‌های یکپارچه اقتصاد-آب‌وهوا

توماس اس. فیدمن

ارائه شده به دانشکده مدیریت آلفرد پی. اسلون برای تکمیل بخشی از الزامات مدرک دکترای فلسفه در مدیریت

ارزیابی تأثیرات اقتصادی و اکولوژیکی تغییرات آب‌وهوایی ناشی از فعالیت‌های انسانی به یک فعالیت عمده با یک جامعه مدل‌سازی قابل توجه تبدیل شده است. بیش از 20 مدل اقتصاد-آب‌وهوا برای پرداختن به سوالات مختلف سیاست‌گذاری توسعه یافته‌اند. در حالی که این مدل‌های یکپارچه بسیار متنوع هستند، اکثر آنها مفروضات و ویژگی‌های مشترکی دارند. آنها معمولاً از یک ساختار توابع تولید نئوکلاسیک برای نشان دادن سیستم انرژی-اقتصاد استفاده می‌کنند. پتانسیل فناوری توسط کشش‌های جایگزینی، نرخ‌های برون‌زای بهبود فناوری و قیمت‌های انرژی پشتیبان نشان داده می‌شود. تخصیص عوامل به صورت نزدیک‌بینانه یا بین دوره‌ای بهینه است. تأثیر مالیات کربن بر سیستم انرژی در یک زمان معین اغلب می‌تواند به یک معامله ساده بین هزینه‌های کاهش و انتشار گازها کاهش یابد (اگرچه سختی‌های ذخیره سرمایه تصویر کوتاه‌مدت را در برخی مدل‌ها پیچیده می‌کند). پویایی‌های درون‌زای اصلی این مدل‌ها شامل انباشت سرمایه، غلظت جوی گازهای گلخانه‌ای و دمای سیستم جو و اقیانوس است.

این مدل‌ها به شدت از مدل‌های انرژی-اقتصاد دهه‌های 70 و 80 الهام گرفته‌اند، که با مسائل امنیت انرژی انگیزه گرفته و پتانسیل تأثیرات افزایش قیمت انرژی بر رشد اقتصادی را بررسی می‌کردند. مدل‌های پویایی سیستم در آن دوره انگیزه مشابهی داشتند، اما به دنبال جایگزین‌هایی برای مفروضات بهینه‌سازی و تعادل بودند. آنها به جای آن بر پویایی عدم تعادل و پیچیدگی بازخورد، با قوانین تصمیم‌گیری رفتاری و ذخایر و جریان‌های صریح سرمایه، نیروی کار و پول تمرکز کردند.

این تحقیق بر اساس مدل‌های پویایی سیستم قبلی از تعاملات اقتصاد انرژی ساخته شده است، و مدلی را ایجاد می‌کند که پیامدهای تعدادی از فرآیندهای بازخورد را که در زمینه تغییرات آب‌وهوایی بررسی نشده‌اند، آزمایش می‌کند. از جمله اینها تغییرات فناوری درون‌زا و تصمیم‌گیری منطقی محدود، با تأخیرها و سوگیری‌های ادراکی است. الزامات انرژی در سرمایه گنجانده شده است و ظرفیت تولید انرژی به ذخایر سرمایه صریح بستگی دارد. جستجوی سیاست‌های بهینه از سایر تصمیمات جدا شده است و از معیارهای بین دوره‌ای منصفانه استفاده می‌کند. برای تقویت ارتباط بین این تحقیق و سایر مطالعات، این مدل به گونه‌ای ساخته شده است که پارامترسازی مناسب مورد نئوکلاسیک موجود در مدل‌هایی مانند DICE نوردهاوس (1994) را بازیابی کند.

هدف اصلی این مدل شناسایی ویژگی‌های ساختاری است که بیشترین پیامد را برای سیاست‌گذاری دارند و بنابراین شایسته پیگیری بیشتر هستند. آزمایش‌ها با مدل نشان می‌دهد که تخلیه منابع نفت و گاز تعاملات حیاتی با سیاست آب‌وهوا دارد. گنجاندن یادگیری با انجام و سایر مکانیسم‌های وابسته به مسیر نشان می‌دهد که تلاش‌های کاهش مؤثرتر خواهد بود و باید سخت‌گیرانه‌تر از مدل‌هایی با پیش‌بینی‌های فناوری برون‌زا باشد. گنجاندن تأخیرها و سوگیری‌ها از ویژگی‌های ساختاری و رفتاری سیستم انرژی، پتانسیل کاهش انتشار طولانی‌مدت بالاتری را ایجاد می‌کند اما محدودیت‌های قابل توجهی را تحمیل می‌کند که از کاهش سریع جلوگیری می‌کند. تخفیف منصفانه و در نظر گرفتن خسارات ناملموس تلاش‌های کاهش نشان داده شده را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. در هر دو حالت قطعی و نامشخص، عدم اقدام کوتاه‌مدت یک سیاست ضعیف است.

بازتاب‌ها و مسیرهای آینده

لیست کارهای من برای مدل شامل موارد زیر است:

1 – به‌روزرسانی داده‌ها و آزمایش کالیبراسیون

2 – افزودن ترسیب (روش احمقانه: مخازن کربن اضافی؛ روش هوشمندانه: هماهنگی با لایه‌های جنگلداری و اقیانوس صریح)

3 – افزودن سن طبقه‌بندی به ذخایر سرمایه اقتصادی

4 – تقسیم به دو منطقه

5 – تقسیم به بخش‌های اقتصادی (صنعت، خدمات، حمل و نقل)

6 – افزودن حامل‌های انرژی واسطه (سوخت‌های مایع، سوخت‌های حرارتی، برق، هیدروژن)

7 – افزودن هزینه‌های تعدیل در ذخایر سرمایه انرژی

8 – افزودن سوخت مایع پشتیبان (به عنوان مثال، مشتق شده از منابع زغال سنگ یا ماسه قیر فراوان‌تر)

9 – افزودن مالیات دستمزد/سود و بازیافت درآمد مالیات کربن

10 – ارتقاء بخش‌های آب‌وهوا، کربن برای مطابقت با لایه‌های حرارتی اقیانوس در آب‌وهوا با لایه‌های چرخه کربن، و صریح کردن تعادل تابشی

11 – بهبود نمایش رفتاری اجاره تخلیه، به عنوان مثال، برای گنجاندن انتظارات تطبیقی صریح برای قیمت‌های انرژی پشتیبان

12 – افزودن منحنی‌های یادگیری در گزینه‌های مصرف نهایی/حفاظت

13 – افزودن تحقیق و توسعه عمدی (به عنوان مکمل منحنی‌های یادگیری موجود و اقتصاد مقیاس)

14 – افزودن ورودی‌های نویز (به عنوان مثال، چرخه تجاری، تغییرات طبیعی آب‌وهوا)

15 – مقاوم‌سازی مجوزها در برابر مسیرهای انتشار دو اوج

16 – ساختن مقاوم‌سازی‌ها غیر رایگان با یک تصمیم سرمایه‌گذاری صریح

17 – بازاندیشی/بازسازی شدت انرژی و فکر کردن در مورد تخمین‌های رسمی در برابر داده‌ها، ایجاد معاوضه‌های سختی رفتاری/ساختاری

18 – تقسیم الزامات انرژی گنجانده شده توسط سوخت یا حامل

19 – پیگیری استحکام در برابر ورودی‌های شدید، به ویژه در جذب کربن و تعادل تابشی آب‌وهوا

20 – افزودن سوخت‌های اولیه بیشتر (تقسیم نفت/گاز، افزودن ماسه‌های قیر/کروژن، تقسیم هیدرو/هسته‌ای، تقسیم انرژی‌های تجدیدپذیر جدید)

21 – افزودن گازهای گلخانه‌ای غیر کربنی (متان، ناکس، آئروسل‌ها، CFCها و غیره)

کمی از 1 ایده خوبی خواهد بود، مهم نیست چه اتفاقی بیفتد.

هدف از ترکیبی از 3، 6، 8، 11، 18 حذف چیزی است که من آن را تنها نقص قابل توجه مدل می‌دانم – اینکه قیمت‌های نفت/گاز در بلندمدت بسیار بالا می‌رود. این نقص واقعاً به نتیجه اقتصادی نفوذ نمی‌کند زیرا حجم مرتبط آن بسیار کم می‌شود، اما با این وجود بد است. دلیل این اتفاق این است که الزامات انرژی نفت/گاز در ذخایر سرمایه گنجانده شده است و بنابراین در بهترین حالت می‌تواند با نرخ زوال نمایی (تنظیم شده توسط طول عمر سرمایه و نرخ مقاوم‌سازی) کاهش یابد. از سوی دیگر، هزینه استخراج منابع به طور فوق نمایی افزایش می‌یابد، زیرا به دلیل این واقعیت که عرضه نفت/گاز محدود است و هیچ پشتیبانی وجود ندارد که در کوتاه‌مدت کاملاً قابل جایگزینی باشد، به طور مجانبی تقریباً بی‌نهایت است. بنابراین، حتی پس از اینکه قیمت‌ها به اندازه کافی بالا رفتند تا بهره‌برداری جدید نفت/گاز را متوقف کنند، باقیمانده ناشی از الزامات گنجانده شده در حال زوال به اندازه کافی بزرگ است که منبع را به فرسودگی شدید سوق دهد. در واقعیت، این اتفاق نمی‌افتد، زیرا سرمایه مصرف‌کننده نفت/گاز باقیمانده رها می‌شود و/یا تبدیل سایر منابع اولیه (سوخت‌های زیستی، زغال سنگ) جایگزین‌های کاملاً قابل جایگزینی (اگرچه احتمالاً گران) ایجاد می‌کند.