기후 변화 완화의 시급성은 경제가 어떻게 탄소 전환의 길을 시작하고 머무를 수 있는지 검토하기위한 도구를 요구합니다. 전쟁의시기에 경제는 집에서 기본 생활 수준을 유지하면서 전투력을 지원하도록 구성된“전쟁 기계”가되었습니다. 대부분의 국가에서 우리의 평화 시대의 수수께끼는“우리는 저탄소로 갈 여유가 있습니까?”
입니다.그럴듯한 경로는 물리적 (및 기술적) 한계를 준수해야합니다. 결과를 이해하고 균형을 맞추고 효율성을 최적화 할 수있는 옵션을 탐색하기 위해 정치인과 시민 사회 모두에게 접근 할 수 있어야합니다. 필연적으로, 그러한 경로는 경제적 요인과 물리적 제약을 포괄해야하며, 주요 변수로 에너지 가격으로 모델링되어서는 안됩니다. 이것은 경제학자와 엔지니어의 생각을 연결하는 것을 의미하지만, 우리는 하품 격차를 관찰합니다. 이 문제는 결코 더 중요하지 않았습니다. 2015 년 파리 협약에 도입 된 기부금은 각 국가의 경제에 직접적인 영향을 미칩니다.
새로운 접근법이 필요한 이유
에너지 시스템에 대한 경제 모델링은 주로 완벽한 예측 및 무제한 재료 대체성과 같은 신고전주의 경제 가정을 사용합니다. 따라서 모델러는 거래되는 상품 및 서비스에 대해 아무것도 알 필요가 없습니다. 이것은 더 큰 시스템 내에서 몇몇 제품의 시장을 나타낼 수 있지만, 국가의 전체 경제는 물리적으로 경계 시스템이며 가격 신호만으로는 물리적 한계를 포착 할 수 없습니다. 저탄소 전환에 대한 물리적 한계의 예는 재생 가능한 에너지 용량 또는 건물의 에너지 효율성 향상과 같은 새로운 인프라 구축의 최대 그럴듯한 속도입니다.
모든 경제는 필요한 추가 상품과 서비스를 창출 할 수있는 능력이 제한되어 있습니다. 저탄소 전환을위한 물리적으로 그럴듯한 시나리오는 경제의 생산량을 새로운 인프라 구축으로 전환 해야하는 양을 통합해야합니다. 이 생산량을 바꾸는 것은 고용과 같은 다른 경제적 상호 작용에 체계적인 영향을 미칩니다.
엔지니어링 관점 :데이터, 데이터, 데이터
엔지니어링 관점이란 무엇을 의미합니까? 예를 들어, 모든 소스와 에너지 사용을 설명하는 국가 에너지 균형 데이터는 종종 Sankey 다이어그램 형식으로 표시됩니다 (그림 1). 우리는 에너지를 소스에서 최종 사용까지 흐름 (연간 TERAJOULES, TJ/Y)으로 볼 수 있습니다. 연소를 사용한 전기 생성과 같은 인프라에서 일부 에너지 흐름이 변형됩니다. 생성 용량 (Gigawatts, GW)은 실제 열 효율성을 계산하고 이용할 수있는 주식입니다. 
우리는 경제량 흐름에 대한 국가 기록의 형식과 비교합니다. 출발점은 중간 상품 및 서비스와 수입을 생산하고 공급하는 회사가 추가하는 것입니다. 최종 수요는 가계 소비 및 임대, 정부 서비스, 수출 및 결정적으로 투자 (자산 생성, 고정 자본)로 정의됩니다. 고정 자본 (투자)의 형성은 새로운 인프라를 유지하고 구축하기위한 상품과 서비스입니다.
에너지 또는 경제량 흐름에 관계없이 주식, 흐름 및 실제 데이터의 원칙은 전체 경제에 적용될 수 있습니다. 우리가 채굴 할 수있는 데이터 세트에는 국가 계정 (GDP 데이터), 고정 자본, 에너지 공급, 사용, 운송, 인구 및 주택으로 정량화 된 인프라가 포함됩니다. 우리는 흐름 균형 데이터와 흐름을 변환 할 수있는 용량의 주식을 찾고 있습니다. 흐름이 용량의 재고로 변환되는 경우, 출력 흐름 및 입력 요구 사항에 대한 과거 데이터 시간 변동 계수에서 도출 할 수 있습니다 (그림 3). 이 모든 것은 그림 1과 같이 상자의 폭으로 표시되는 주식과 같이 사용할 수 있지만, 우리가 아는 한, 주식 및 흐름 모델에는 적용되지 않았다.
.투명 모델링 원리
역동적 인 시스템의 경우 원동력 또는 운동량을 유지하는 문제가 있습니다. 경제의 경우, 이것은 정부, 중앙 은행 및 사회의 거룩한 성배입니다 (경제학자는 말할 것도 없습니다). 최종 수요는 상품 및 서비스 공급에 대한 요구입니다. 결과적으로 고정 자본에서의 생산은 에너지, 일자리 및 기타 상품 및 서비스의 투입에 대한 수요가 필요합니다. 그러나 경제는 수요를 선도하는 것으로 간주되지만 상품과 서비스를 생산할 수있는 고정 자본의 주식에 의해 단기적으로 제한됩니다.
다음은 많은 경제학자들의 모델에서 벗어난 지점입니다. 그들의 최적화 접근법은 그들이 한 시점에 머무르며, 공급이 수요와 같은 수요와 동일 할 때까지 가격을 반복한다는 것을 의미합니다. 그들의 접근 방식은 가격 탄력성에 달려 있습니다. 즉, 가격이 변함에 따라 공급 수요와 수요가 얼마나 바뀔 수 있는지를 의미합니다.
대조적으로, 당사의 시스템 역학 모델은 작은 시간 단계에서 지속적으로 진행되며 피드백 제어 루프를 적용합니다. 우리의 모델에서, 더 많은 투자를위한 신호를 통해서만 수요 증가를 충족시킬 수 있습니다. 투자는 최종 수요의 한 구성 요소이기 때문에 변화의 변화는 경제를 통해 회복되는 수요를 선도하는 결과의 일부입니다. 우리의 단순하면서도 강력한 제안은 미래 시나리오가 미래의 해마다 에너지 균형만큼 국가 계정을 생산해야한다는 것입니다. 왜 시나리오의 해마다 동일한 회계 제약 조건을 준수하지 않아야 하는가?
영국 사례 연구
영국에서 풍력, 핵 및 CCS (탄소 포획 및 격리)에 대한 가장 빠른 그럴듯한 빌드 속도를 사용하여 모델을 설명하면 정책 입안자들에게 흥미로운 트레이드 오프가 나타납니다. 저탄소 전환에 대한 현재 영국 예측은 화석 연료 생성을위한 CCS에 대한 상당한 투자에 의존합니다. CCS 구현에 대한 우리의 첫 번째 대안은 가장 빠른 그럴듯한 속도로 핵 새 건물의 확장입니다. 이것은 배출량 감소를 크게 달성하지 못하며 건설의 긴 리드 타임으로 인해 주목할만한 지연이 있습니다 (그림 2). 그러나 CCS를 구현하는 것보다 비용이 적습니다.
우리의 두 번째 대안은 계획된 해외 풍력 전기 생산량을 두 배로 늘리고 핵 새로운 건물의 확장이 감소하는 것입니다. 이는 CCS 옵션에 비해 고정 자본에 대한 전체 경제 투자 감소로 달성 할 수 있습니다. 또한,이 전환은 CC의 석탄 및 가스 공급망에 대한 의존성을 줄임으로써 에너지 안보 문제를 줄입니다. 우리의 연구는 CC를 해외 바람으로 대체하는 것이 실행 가능한 투자 전략임을 보여줍니다. 2017 년부터 2035 년까지의 누적 탄소 배출량은 약 200 MTCO 2 감소합니다. 가장 빠른 핵 건물의 옵션과 비교하여 CCS 또는 해외 바람의 경우 (그림 2).
영국 계획의 저탄소 측정 패키지의 전체 패키지의 경우, 2035 년까지 낮은 배출 시나리오에 대한 고정 자본 (전체 경제적 의미)에 대한 투자는 2035 년까지 일반적인 시나리오 (BAU)와 같이 비즈니스보다 19% 높습니다. 최고 비용 시나리오에는 2020 년대 후반 CCS 배포가 포함됩니다. 바람과 핵의 가장 빠른 그럴듯한 빌드 속도는 모두 훨씬 저렴하지만 일반적으로 바람은 가장 낮습니다.
2035 년에 완전한 저 배출 계획의 경제적 인 영향은 BAU의 GDP의 12%에서 15%로 필요한 투자 증가가 증가한다는 것입니다. 이 3%의 추가 투자는 가계 소비와 같은 경제의 다른 최종 사용자와의 최종 수요가 필요합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 감소는 비교적 작을 수는 있지만, 이러한 투자에 대한 정책 조치는 강력한 정치적 리더십과 광범위한 지원이 필요할 것이며, 이것이 생활 수준을 눈에 띄게 줄이는 비평가들의 도전을 완화시킬 것입니다. 정책 입안자들은 서비스 산업의 일자리에서 2035 년까지 230,000 명 건설로 고용이 전환 될 것이기 때문에 실업은 조치 패키지에 의해 영향을받지 않는다는 것을 강조해야한다.
.학습 한 교훈
우리의 접근 방식의 중요성은 모델링 프레임 워크가 모든 국가에 적용 할 수 있다는 것입니다. 거의 모든 국가는 연합 국가의 국가 계정 시스템을 준수하는 소비와 고정 자본 데이터를 모으고 있습니다. 우리의 모델은 에너지, 운송 및 인구 데이터와 결합 된 강력한 도구입니다. 예를 들어, 서비스 산업에 대해 단위 출력 당 필요한 작업 수의 시계열 트렌드는 다양한 국가에서 유사한 유사성을 보여줍니다 (그림 3)
전체 경제 결과를 조사하면 두 가지 결론이 이루어졌습니다. 첫째, 서비스 산업의 확장에 의해 주도되는 높은 고용으로 재무 생산성을 유지할 수 있습니다. 둘째, 일정에 따라 CCS 기술을 배치 할 수 없거나 새로운 핵에 대한 가장 빠른 그럴듯한 빌드 율을 구현하는 데 지연 될 수 없음과 비슷한 재무 및 고용 결과를 가진 해상 풍력의 동등한 생산 능력에 의해 커버 될 수 있습니다.
이러한 결과는 최근에 저널 Applied Energy 에 발표 된 영국의 누적 이산화탄소 배출에 대한 기술 경로를 선택한 결과라는 기사에 설명되어 있습니다. , 최근 탄소 배출에 대한 비즈니스의 비즈니스 시나리오를 생성하기위한 사회 경제 및 에너지 데이터 모델링, 최근 Journal of Cleaner Production 에 발표되었습니다. . 이 모델링에 대한 데이터가 선택되고 Sankey 다이어그램으로 표현되는 방법은 지속 가능한 도시와 사회에 발표 된 에너지 및 사회 경제 활동에 의해 경제를 특성화하기위한 프레임 워크에 설명되어 있습니다. . 그들이 보정되는 방법은 저널 지속 가능한 생산 및 소비 에 발표 된 강력한 데이터 중심 거시적 경제 에너지 모델로 설명됩니다. . 이 작업은 Simon H. Roberts (Arup, London, UK) Colin J. Axon (Brunel University London, UK), Barney D. Foran (호주 Charles Sturt University), Benjamin S. Warr (Insead, France) 및 Nigel H. Goddard (에든버러 대학)에 의해 수행되었습니다.
