ИИ теперь принимает политические решения
Группа учёных Университета Женевы (UNIGE) разработала супер-модель для симуляции распространения трех зеленых технологий в швейцарских муниципалитетах к 2050 году. Она основана на доступной статистике и объединяет 12 существующих моделей роста технологий, проверяя их актуальность. Результаты, опубликованные в журнале PNAS Nexus, могут быть использованы при принятии политических решений.
Компьютерное моделирование стало ключевым инструментом для перехода к экологически чистой энергетике. Технология позволяет ученым и органам власти оценивать эффекты стратегий, направленных на смягчение изменения климата. Такой подход используется, например, для симуляции сценариев преобразования инфраструктур производства, хранения и потребления энергии в заданном районе.
Надежные инструменты прогнозирования становятся все более необходимыми, поскольку многие страны, включая Швейцарию, стремятся прийти к нейтральному уровню выбросов углерода к 2050 году. Однако существующие модели имеют ряд ограничений: они в малой степени или вообще не учитывают неопределенность и, следовательно, приводят к чрезмерной уверенности. Более того, их пространственное разрешение слишком низкое, чтобы поддерживать принятие решений на локальных уровнях. Наконец, для одной и той же области их прогнозы могут значительно различаться.
Для того чтобы справиться с существующими проблемами, Команда UNIGE разработала новую вероятностную модель. Вместо указания на конкретный результат как окончательный прогноз - отличительный признак детерминированных моделей - новая модель генерирует прогнозы, содержащие набор вероятностей, связанных с широким спектром возможных результатов.
—Ник Зелёнка, аспирант группы возобновляемых энергетических систем Института экологических наук (ISE) Университета Женевы и первый автор исследования.
Чтобы протестировать свою модель, исследователи выбрали Швейцарию (2148 муниципалитетов), так как местные данные о распространении энергетических технологий точны и находятся в свободном доступе. Используя статистику за период 2000–2021 годов, команда сгенерировала прогнозы уровня развития этих технологий до 2050 года с помощью суперкомпьютера. Полученные результаты позволяют каждому муниципалитету измерить разрыв между его целями и прогнозируемыми оценками.
Ученые так же провели анализ города Тун (43 000 жителей), в котором энергетические цели четко количественно определены. Чтобы прийти к нейтральному уровню выбросов углерода, город рассчитывает на фотоэлектрическую мощность более 120 МВт к 2050 году (в настоящее время менее 20 МВт) и на введение в эксплуатацию около 12 000 электромобилей (в настоящее время менее 500). Однако, согласно модели UNIGE, если Тун продолжит двигаться по текущему пути, он, вероятно, достигнет всего 90 МВт и менее 8000 электромобилей к 2050 году.
—Эвелина Трутневите, руководитель группы возобновляемых энергетических систем в Институте экологических наук (ISE) и доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в Научном факультете Университета Женевы, глава исследования.
Полученные в ходе исследования прогнозы выложены в свободном доступе и обновляются с учетом самых последних данных. Следующим шагом для исследовательской группы будет расширение модели на другие европейские страны, а также включение в нее большего количества энергетических технологий.
Компьютерное моделирование стало ключевым инструментом для перехода к экологически чистой энергетике. Технология позволяет ученым и органам власти оценивать эффекты стратегий, направленных на смягчение изменения климата. Такой подход используется, например, для симуляции сценариев преобразования инфраструктур производства, хранения и потребления энергии в заданном районе.
Надежные инструменты прогнозирования становятся все более необходимыми, поскольку многие страны, включая Швейцарию, стремятся прийти к нейтральному уровню выбросов углерода к 2050 году. Однако существующие модели имеют ряд ограничений: они в малой степени или вообще не учитывают неопределенность и, следовательно, приводят к чрезмерной уверенности. Более того, их пространственное разрешение слишком низкое, чтобы поддерживать принятие решений на локальных уровнях. Наконец, для одной и той же области их прогнозы могут значительно различаться.
Для того чтобы справиться с существующими проблемами, Команда UNIGE разработала новую вероятностную модель. Вместо указания на конкретный результат как окончательный прогноз - отличительный признак детерминированных моделей - новая модель генерирует прогнозы, содержащие набор вероятностей, связанных с широким спектром возможных результатов.
Наша модель была разработана для генерации прогнозов распределения трех конкретных энергетических технологий на муниципальном уровне: фотоэлектрических систем, тепловых насосов и электромобилей. Она использует данные, доступные для каждого муниципалитета, и объединяет 12 существующих моделей, одновременно тестируя их
—Ник Зелёнка, аспирант группы возобновляемых энергетических систем Института экологических наук (ISE) Университета Женевы и первый автор исследования.
Тестирование модели
Чтобы протестировать свою модель, исследователи выбрали Швейцарию (2148 муниципалитетов), так как местные данные о распространении энергетических технологий точны и находятся в свободном доступе. Используя статистику за период 2000–2021 годов, команда сгенерировала прогнозы уровня развития этих технологий до 2050 года с помощью суперкомпьютера. Полученные результаты позволяют каждому муниципалитету измерить разрыв между его целями и прогнозируемыми оценками.
Ученые так же провели анализ города Тун (43 000 жителей), в котором энергетические цели четко количественно определены. Чтобы прийти к нейтральному уровню выбросов углерода, город рассчитывает на фотоэлектрическую мощность более 120 МВт к 2050 году (в настоящее время менее 20 МВт) и на введение в эксплуатацию около 12 000 электромобилей (в настоящее время менее 500). Однако, согласно модели UNIGE, если Тун продолжит двигаться по текущему пути, он, вероятно, достигнет всего 90 МВт и менее 8000 электромобилей к 2050 году.
Если посмотреть на наши результаты в целом, кажется крайне маловероятным, что Швейцария достигнет нулевых чистых выбросов углерода к 2050 году без дальнейших изменений в политике, по крайней мере, если речь идет о солнечных фотоэлектрических элементах, тепловых насосах и электромобилях. Швейцарии придется увеличить свои усилия, недавний закон о безопасном электроснабжении из возобновляемых источников энергии является первым шагом в правильном направлении
—Эвелина Трутневите, руководитель группы возобновляемых энергетических систем в Институте экологических наук (ISE) и доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в Научном факультете Университета Женевы, глава исследования.
Полученные в ходе исследования прогнозы выложены в свободном доступе и обновляются с учетом самых последних данных. Следующим шагом для исследовательской группы будет расширение модели на другие европейские страны, а также включение в нее большего количества энергетических технологий.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...