Modelling net zero scenarios for Switzerland

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/503003-WP5

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Dieses übergreifende Arbeitspaket wendet Energiesystemmodelle (ESMs) und interdisziplinäre Methoden der Technologiebewertung auf die Technologie- und Anwendungsbereiche von ACHIEVE an, wobei es in engem Austausch mit den anderen Arbeitspaketen steht. Es hat dabei sowohl eine rahmengebende als auch eine zusammenfassende Funktion, um realistische Szenarien auf Systemebene (Sektoren, Schweiz, Europa) zu entwickeln und daraus abgeleitete Empfehlungen zu formulieren.  Durch integrierte Systemmodellierung entwickelt dieses Arbeitspaket umfassende Analysen von Massnahmen und Technologien zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen im Schweizer und europäischen Kontext, um Einblicke in ihre ökologischen, wirtschaftlichen, technischen und sozialen Merkmale und ihre Entwicklung in den kommenden Jahrzehnten auf dem Weg zu Netto-Null zu ermöglichen. Obwohl integrierte Bewertungsmodelle (IAMs) in der globalen Klimapolitik häufig verwendet werden, gibt es kein solches IAM für die Schweiz und die wirtschaftlichen Auswirkungen der Energiepolitik werden oft durch Ad-hoc-Anwendungen von weniger umfassenden Modellen bewertet. Wir werden diese Lücke mit unserer IAM-Entwicklung schliessen, die Bottom-up-ESMs für die Schweiz und Europa integriert, unter Berücksichtigung des Luftverkehrs, natürlicher Kohlenstoffsenken in der Landwirtschaft sowie in Wäldern und Böden, der Anwendung eines breiten Spektrums an Methoden zur CO₂-Entfernung, ressourcenbedingter Einschränkungen, wirtschaftlicher Auswirkungen sowie gesellschaftlicher Widerstände. Diese integrierte Bewertung ermöglicht die Ausarbeitung spezifischer, breit abgestützter politischer Optionen, um den Übergang zu Netto-Null zu ermöglichen und zu beschleunigen.

Kurzbeschreibung (Englisch)

This cross-cutting work package applies interdisciplinary methods of technology assessment and energy system models (ESMs) to the technology and application areas addressed in ACHIEVE, with a strong interaction with other WPs, having both a framing and synthesizing function, to develop realistic system level (sector, Switzerland, Europe) scenarios and derive connected recommendations. This work package progresses beyond the state-of-the-art in the holistic assessment and integrated system modelling of GHG emissions reduction measures and technologies beyond the energy system in a Swiss and European context – by developing more comprehensive characterizations of these options and by employing those in novel (and transferable) methodological frameworks to provide unique insights on their environmental, economic, technical as well as social characteristics and their evolution over the coming decades on transition pathways towards net zero. Though Integrated Assessment Models (IAMs) are commonly used in global climate policies, there is no such IAM for Switzerland and the economic impact of energy policies is often assessed by ad-hoc applications of less comprehensive models. We will close this gap with our IAM development, which will integrate bottom-up Swiss and European ESMs with explicit consideration of aviation, a proxy general equilibrium module to quantify overall economic impacts, natural carbon sinks in agriculture, forests and soils, application of a broad range of Carbon Dioxide Removal methods, and representations of resource related constraints and social transition barriers. The integrated assessment of GHG emission reduction options will result in the formulation of specific, broadly accepted policy options to enable and accelerate transition towards net zero.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Ce volet transversal mobilise des méthodes interdisciplinaires d'évaluation technologique et des modèles énergétiques pour analyser les technologies et les domaines d'application abordés dans ACHIEVE. Il interagit étroitement avec les autres volets, en jouant un rôle à la fois structurant et intégrateur, afin de développer des scénarios réalistes aux niveaux sectoriel, national et européen et d'en déduire des recommandations cohérentes. Ce volet fait progresser l'état de l'art en matière d'évaluation holistique et de modélisation intégrée des mesures et technologies de réduction des émissions de gaz à effet de serre, au-delà du seul système énergétique. Il développe des caractérisations plus complètes de ces options et les applique dans des cadres méthodologiques innovants et transférables, offrant des analyses approfondies de leurs caractéristiques environnementales, économiques, techniques et sociales, ainsi que de leur évolution possible sur les trajectoires de transition vers la neutralité carbone. Alors que les modèles d'évaluation intégrée sont couramment utilisés pour guider les politiques climatiques à l'échelle mondiale, il n'en existe aucun équivalent pour la Suisse. Les impacts économiques y sont souvent étudiés à l'aide de modèles moins complets et développés pour des usages ponctuels. Ce volet comble cette lacune par la création d'un modèle intégré dédié au contexte suisse, combinant des modèles énergétiques suisses et européens détaillés, un module d'équilibre général simplifié permettant d'évaluer les impacts macroéconomiques, une représentation explicite de l'aviation, des puits naturels de carbone dans l'agriculture, les forêts et les sols, une large gamme de méthodes d'élimination du CO2, ainsi que des contraintes liées aux ressources et aux obstacles sociaux à la transition. L'analyse intégrée des options de réduction des émissions produira des recommandations politiques spécifiques et largement acceptées, permettant d'accélérer la transition de la Suisse vers la neutralité carbone.

Kurzbeschreibung (Italienisch)

Questo WP trasversale applica metodi interdisciplinari di valutazione tecnologica e modelli dei sistemi energetici (ESM) alle tecnologie e ai settori considerati in ACHIEVE, interagendo strettamente con gli altri WP. Il WP supera lo stato dell’arte nell’analisi olistica e nella modellizzazione integrata dei sistemi in un contesto svizzero ed europeo, andando oltre la sola prospettiva energetica. Sviluppa infatti caratterizzazioni più complete delle varie opzioni e le integra in quadri metodologici innovativi (e trasferibili), in grado di fornire una comprensione unica dei loro aspetti ambientali, economici, tecnici e sociali, nonché della loro evoluzione nei prossimi decenni lungo i percorsi di transizione verso la neutralità climatica. Sebbene i modelli di valutazione integrata (IAM) siano ampiamente utilizzati nella politica climatica globale, non esiste attualmente un IAM equivalente per la Svizzera, e gli impatti economici delle politiche energetiche sono spesso valutati attraverso modelli meno completi o applicazioni ad hoc. Colmeremo questa lacuna sviluppando un IAM dedicato alla Svizzera, che integrerà modelli ESM svizzeri ed europei di tipo bottom-up, includerà in modo esplicito il settore dell’aviazione, un modulo proxy di equilibrio generale per quantificare gli impatti economici complessivi, i serbatoi naturali di carbonio di agricoltura, foreste e suoli, un’ampia gamma di tecnologie di rimozione della CO₂, oltre alla rappresentazione dei vincoli sulle risorse e delle barriere sociali alla transizione. La valutazione integrata delle opzioni di riduzione delle emissioni di gas serra porterà alla definizione di opzioni politiche specifiche, solide e ampiamente condivisibili, in grado di abilitare e accelerare il percorso della Svizzera verso la neutralità climatica.