Lorsque l'Accord de Paris de 2015 a fixé l'objectif à long terme de maintenir le réchauffement climatique "bien en dessous de 2 degrés Celsius, par rapport aux niveaux préindustriels" pour éviter les pires impacts du changement climatique, il n'a pas précisé comment ses près de 200 pays signataires pourraient collectivement atteindre cet objectif. Chaque nation a été laissée à elle-même pour réduire les émissions de gaz à effet de serre conformément à l'objectif 2C. Désormais, une nouvelle stratégie de modélisation développée dans le cadre du programme conjoint du MIT sur la science et la politique du changement global qui explore des centaines de voies de développement futures potentielles fournit de nouvelles informations sur les choix énergétiques et technologiques nécessaires pour que le monde atteigne cet objectif.

Décrit dans une étude parue dans la revue Earth's Future , la nouvelle stratégie combine deux techniques de modélisation informatique bien connues pour définir les choix énergétiques et technologiques nécessaires au cours des prochaines décennies afin de réduire suffisamment les émissions pour atteindre l'objectif de Paris.

La première technique, l'analyse de Monte Carlo, quantifie les niveaux d'incertitude pour des dizaines d'indicateurs énergétiques et économiques, notamment la disponibilité des combustibles fossiles, les coûts des technologies énergétiques avancées et la croissance démographique et économique ; intègre ces informations dans un modèle multirégional et multisectoriel de l'économie mondiale qui capture les impacts intersectoriels des transitions énergétiques ; et exécute ce modèle des centaines de fois pour estimer la probabilité de différents résultats. L'étude du MIT se concentre sur les projections jusqu'à l'an 2100 de la croissance économique et des émissions pour différents secteurs de l'économie mondiale, ainsi que sur l'utilisation de l'énergie et de la technologie.

La deuxième technique, la découverte de scénarios, utilise des outils d'apprentissage automatique pour filtrer des bases de données de simulations de modèles afin d'identifier les résultats d'intérêt et leurs conditions de survenance. L'étude du MIT applique ces outils d'une manière unique en les combinant avec l'analyse de Monte Carlo pour explorer comment différents résultats sont liés les uns aux autres (par exemple, les résultats à faibles émissions impliquent-ils nécessairement de grandes parts d'électricité renouvelable ?). Cette approche peut également identifier des scénarios individuels, parmi les centaines explorés, qui aboutissent à des combinaisons spécifiques de résultats d'intérêt (par exemple, des scénarios avec de faibles émissions, une croissance élevée du PIB et un impact limité sur les prix de l'électricité), et également fournir un aperçu des conditions nécessaire pour cette combinaison de résultats.

En utilisant cette approche unique, les chercheurs du programme conjoint du MIT trouvent plusieurs modèles possibles de développement énergétique et technologique dans le cadre d'un objectif climatique ou d'un résultat économique à long terme spécifié.

"Cette approche montre qu'il existe de nombreuses voies vers une transition énergétique réussie qui peuvent être bénéfiques pour l'environnement et l'économie", déclare Jennifer Morris, chercheuse au programme conjoint du MIT et auteure principale de l'étude. "À cette fin, il peut être utilisé pour guider les décideurs du gouvernement et de l'industrie afin qu'ils fassent des choix judicieux en matière d'énergie et de technologie et évitent les biais dans les perceptions de ce qui "doit" se produire pour obtenir certains résultats."

Par exemple, tout en atteignant l'objectif 2C, le niveau mondial de production combinée d'électricité éolienne et solaire d'ici 2050 pourrait être inférieur à trois fois ou supérieur à 12 fois le niveau actuel (qui est légèrement supérieur à 2 000 térawattheures). Ce sont des voies énergétiques très différentes, mais les deux peuvent être compatibles avec l'objectif des 2 C. De même, il existe de nombreux bouquets énergétiques différents qui peuvent être compatibles avec le maintien d'une croissance élevée du PIB aux États-Unis tout en atteignant l'objectif des 2 C, avec différents rôles possibles pour les énergies renouvelables, le gaz naturel, le captage et le stockage du carbone et la bioénergie. L'étude révèle que les énergies renouvelables sont l'option d'investissement dans l'électricité la plus robuste, avec une croissance considérable prévue pour chacun des objectifs de température à long terme explorés.

Les chercheurs constatent également que les objectifs climatiques à long terme ont peu d'impact sur la production économique pour la plupart des secteurs économiques jusqu'en 2050, mais exigent que chaque secteur accélère considérablement la réduction de son intensité d'émissions de gaz à effet de serre (émissions par unité de production économique) afin d'atteindre niveaux proches de zéro au milieu du siècle.

"Compte tenu de la gamme de voies de développement qui peuvent être compatibles avec l'atteinte d'un objectif de 2 degrés Celsius, les politiques qui ne ciblent que des secteurs ou des technologies spécifiques peuvent inutilement réduire l'espace de solutions, entraînant des coûts plus élevés", déclare l'ancien codirecteur du programme conjoint du MIT, John Reilly. , co-auteur de l'étude. "Nos résultats suggèrent que les politiques conçues pour encourager un portefeuille de technologies et d'actions sectorielles peuvent être une stratégie judicieuse qui protège contre les risques."