Quando l'accordo di Parigi del 2015 ha fissato l'obiettivo a lungo termine di mantenere il riscaldamento globale "ben al di sotto dei 2 gradi Celsius, rispetto ai livelli preindustriali" per evitare i peggiori impatti dei cambiamenti climatici, non ha specificato come le sue quasi 200 nazioni firmatarie potrebbero collettivamente raggiungere quell'obiettivo. Ogni nazione è stata lasciata a se stessa per ridurre le emissioni di gas serra in linea con l'obiettivo delle 2 C. Ora una nuova strategia di modellizzazione sviluppata al MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change che esplora centinaia di potenziali percorsi di sviluppo futuro fornisce nuove intuizioni sulle scelte energetiche e tecnologiche necessarie affinché il mondo raggiunga tale obiettivo.

Descritto in uno studio apparso sulla rivista Earth's Future , la nuova strategia combina due ben note tecniche di modellazione al computer per valutare le scelte energetiche e tecnologiche necessarie nei prossimi decenni per ridurre le emissioni sufficientemente per raggiungere l'obiettivo di Parigi.

La prima tecnica, l'analisi Monte Carlo, quantifica i livelli di incertezza per dozzine di indicatori energetici ed economici, tra cui la disponibilità di combustibili fossili, i costi delle tecnologie energetiche avanzate e la crescita demografica ed economica; alimenta tali informazioni in un modello multiregionale e multisettoriale dell'economia mondiale che coglie gli impatti intersettoriali delle transizioni energetiche; ed esegue quel modello centinaia di volte per stimare la probabilità di risultati diversi. Lo studio del MIT si concentra sulle proiezioni per l'anno 2100 di crescita economica ed emissioni per diversi settori dell'economia globale, nonché sull'uso dell'energia e della tecnologia.

La seconda tecnica, la scoperta di scenari, utilizza strumenti di apprendimento automatico per esaminare i database di simulazioni di modelli al fine di identificare i risultati di interesse e le loro condizioni in cui si verificano. Lo studio del MIT applica questi strumenti in un modo unico, combinandoli con l'analisi Monte Carlo per esplorare in che modo i diversi risultati sono correlati tra loro (ad esempio, i risultati a basse emissioni implicano necessariamente grandi quote di elettricità rinnovabile?). Questo approccio può anche identificare scenari individuali, tra le centinaia esplorati, che si traducono in specifiche combinazioni di risultati di interesse (ad es. scenari con basse emissioni, crescita elevata del PIL e impatto limitato sui prezzi dell'elettricità) e anche fornire informazioni sulle condizioni necessario per quella combinazione di risultati.

Utilizzando questo approccio unico, i ricercatori del programma congiunto del MIT trovano diversi possibili modelli di sviluppo energetico e tecnologico nell'ambito di uno specifico obiettivo climatico a lungo termine o risultato economico.

"Questo approccio mostra che ci sono molti percorsi per una transizione energetica di successo che possono essere vantaggiosi per l'ambiente e l'economia", afferma Jennifer Morris, ricercatrice del programma congiunto del MIT e autrice principale dello studio. "A tal fine, può essere utilizzato per guidare i responsabili delle decisioni nel governo e nell'industria a compiere valide scelte energetiche e tecnologiche ed evitare pregiudizi nella percezione di ciò che 'necessita' che accada per ottenere determinati risultati."

Ad esempio, pur raggiungendo l'obiettivo delle 2 C, il livello globale di generazione combinata di elettricità eolica e solare entro il 2050 potrebbe essere inferiore a tre volte o superiore a 12 volte il livello attuale (che è poco più di 2.000 terawattora). Questi sono percorsi energetici molto diversi, ma entrambi possono essere coerenti con l'obiettivo delle 2 C. Allo stesso modo, ci sono molti diversi mix energetici che possono essere coerenti con il mantenimento di un'elevata crescita del PIL negli Stati Uniti e al contempo il raggiungimento dell'obiettivo delle 2 C, con diversi possibili ruoli per le energie rinnovabili, il gas naturale, la cattura e lo stoccaggio del carbonio e la bioenergia. Lo studio rileva che le rinnovabili sono l'opzione di investimento per l'elettricità più solida, con una crescita considerevole prevista per ciascuno degli obiettivi di temperatura a lungo termine esplorati.

I ricercatori hanno anche scoperto che gli obiettivi climatici a lungo termine hanno scarso impatto sulla produzione economica per la maggior parte dei settori economici fino al 2050, ma richiedono che ciascun settore acceleri in modo significativo la riduzione dell'intensità delle proprie emissioni di gas serra (emissioni per unità di produzione economica) in modo da raggiungere livelli prossimi allo zero entro la metà del secolo.

"Data la gamma di percorsi di sviluppo che possono essere coerenti con il raggiungimento di un obiettivo di 2 gradi C, le politiche che prendono di mira solo settori o tecnologie specifici possono restringere inutilmente lo spazio delle soluzioni, portando a costi più elevati", afferma l'ex co-direttore del programma congiunto del MIT John Reilly , coautore dello studio. "I nostri risultati suggeriscono che le politiche progettate per incoraggiare un portafoglio di tecnologie e azioni settoriali possono essere una strategia saggia che protegge dai rischi".