Världen förändras men inte tillräckligt snabbt. Jordens uppvärmning, orsakade av ökande utsläpp av växthusgaser, har väckt tillräckligt med oro bland världens politiska ledare för att de äntligen ska kunna agera. Parisavtalet, nu ratificerad av 168 medlemsländer inom FN:s ramkonvention om klimatförändringar (UNFCCC), har satt det ambitiösa målet att radikalt minska utsläppen av växthusgaser fram till mitten av detta århundrade. Syftet är att begränsa ökningen av genomsnittliga världstemperaturer till mindre än 2 ° C över förindustriella nivåer, och möjligen endast 1,5 ° C. Men forskare varnar för att utsläppen av växthusgaser fortfarande ökar och kommer att fortsätta att göra det under några år framöver - kanske så mycket att gränsen på 2 ° C blir omöjlig att upprätthålla och väsentligt högre medeltemperaturer kommer att uppnås.

Men mänskligheten ändrar sin ohållbara livsstil och oavsett vilka lösningar som utvecklas och implementeras, en sak är uppenbar:vi lever i en tid av övergång. På ekonomisk och teknisk nivå, och på nivån av geo-historiska konsekvenser, vi lever i början av antropocenen, en era då mänsklig handling har långvariga planeteffekter och som för närvarande diskuteras som en ny geologisk tidsperiod. De kommande decennierna kommer att se dramatiska förändringar i industriproduktionen med nya materialcykler, nya former av arbete, nödvändigt globalt samarbete, utbyte av teknik och, särskilt, inom energiproduktion. Ett framtida energisystem är av avgörande betydelse för alla andra processer och deras inverkan på jordsystemet.

De samhälleliga och kulturella konsekvenserna av utvecklingen inom energi- och resursområdet är dåligt förstådda. Det är alltför ofta synligt att humaniora å ena sidan och natur- och teknikvetenskap å andra sidan lever i olika världar. Allt för ofta, forskare tillbringar lite tid utanför sin egen disciplin. I många fall, tekniskt, det här kan fungera. Men när det gäller utmaningar på historiska och geo-historiska skalor, avsaknaden av ett brett historiskt perspektiv kan också kraftigt begränsa möjligheterna att hantera övergångsprocessen korrekt. En djupare förståelse av den historiska bakgrunden till energiomvandlingsprocesser är inte bara av akademiskt värde, det är det enda sättet att få en klar förståelse för dimensionen av pågående utveckling.

Av denna anledning, Human Science -sektionen i Max Planck Society undersöker möjligheten att etablera ett nytt forskningsinitiativ. Ett pilotprojekt, en avdelning, eller till och med ett helt nytt institut kan byggas kring en enkel men långtgående fråga:Hur interagerar tekniska förändringar i energiregimer med samhälleliga och kulturella förhållanden och, särskilt, med kunskapssystem? Det nya Max Planck -initiativet kommer att ta ett brett historiskt och systematiskt perspektiv på scenarier mellan neolitikum och nutid. Det kommer att involvera experter från olika akademiska områden för att etablera nya metoder för historisk energitransformationsforskning. Vikten av ett brett historiskt perspektiv blir den första grundprincipen. Den andra är övertygelsen om att den pågående energiomställningen interagerar med kärnan i vårt samhällssystem. Detta kräver ett brett uppfattat reflekterande tillvägagångssätt eftersom sådana grundläggande moderna begrepp som individuell frihet, rikedom och framsteg har samverkat med den nuvarande fossila energiregimen. Den tredje principen gäller energiomvandlingsprocesser, som måste analyseras i industriella anläggningars materiella sammanhang, gruvdistrikt och globala produktionscykler, konsumtion och föroreningar.

Nya former av analys och beskrivning måste fokusera på de historiska interaktionerna mellan specifika mikrosfärer och planetmakrosfären. Inte minst, Antropocen och tillhörande antropocenforskning kommer att vara en ledstjärna för den tvärvetenskapliga vetenskapliga strävan i det nya forskningsinitiativet.

I enlighet med traditionen i Max Planck Society, de forskare som är involverade i Max Planck -initiativet kommer att ha gott om utrymme att utveckla sina egna idéer och arbeta med problem med grundforskning. Denna typ av arbetsmiljö kommer att hjälpa till att förstå de samhälleliga utmaningarna för energi- och resursdynamiken bakom klimatförändringarna. Unga forskare kommer att ha stora möjligheter och frihet, men kommer också att ingå i en verkligt tvärvetenskaplig arbetsmiljö.

Att förstå energi och samhällsförändring

Reflekterande över händelser från början av industrialiseringens tid, det är tänkbart att de kommande åren och decennierna också kommer att bli vändpunkter i mänsklighetens historia. Uppfinningen av ångmaskinen förändrade världens ansikte. Möjligheten att flytta föremål som var nästan orörliga med kraften från värme och ånga, och möjligheten att skala upp fabriksproduktionen med maskiner till tidigare oöverträffade nivåer har slagit in vår art i den moderna eran. I gryningen av industriåldern, kol var energibäraren som drev ångmotorer och sedan kraftverk. Tillsammans med stål, kol möjliggjorde byggandet av järnvägar, storskaliga fabriker, och elektrifiering av städer.

Sedan dess, nya material och teknik har gjort sitt för att förändra världens ansikte - och människor, för. Upp till var tredje kväveatom i våra kroppar anses ha sitt ursprung i industriella Haber -Bosch -anläggningar för ammoniak och gödningsmedel. Kemiska industriella processer har haft en global inverkan på jordbruket, biologisk, kulturella och politiska processer.

Efter att kol kom olja, sedan plast, och sedan kisel. De avancerade integrerade kretsarna baserade på de elektroniska egenskaperna hos detta element gav datorer oöverträffad kraft att beräkna och simulera alla typer av problem. Datoråldern ledde till Internetets ålder med alla fantastiska kulturfenomen vi upplever idag. Men även om vi fortfarande kämpar för att förstå de globala kulturella konsekvenserna av internetåldern, med världsomspännande idéutbyte, åsikter, mode eller musik, vi står inför brådskan att införliva våra insikter i den större bilden av hur mänskligheten kommer att leva i framtiden. Framtida generationers välbefinnande beror på våra beslut, till exempel hur vi delar kunskap och gör den produktiv.

Vi står vid ett vägskäl men våra kartor över områdena framöver är delvis tomma. Och det beror inte bara på behovet av ytterligare forskning om den grundläggande kemikalien, fysiska och biologiska processer i jordsystemet. Det är också så att vi inte vet tillräckligt om hur mänskliga samhällen interagerar med detta system och hur de kommer att klara utmaningarna av klimatförändringar och andra förändringar av vår planetmiljö. Det är inte klart vilken politisk, ekonomiska och tekniska åtgärder kommer att leda oss in i en mer hållbar framtid. Forskning hjälper oss att bestämma det snabbaste och mest effektiva sättet att implementera säkra och pålitliga nät för förnybara energikällor, som är mer utsatta för fluktuationer än konventionella fossila eller kärnkraftverk. Många politiska frågor är kopplade till dessa problem. Om man tittar på en integrerad regional enhet som Europeiska unionen, med alla dess åsikter och olika intressen, man får en uppfattning om hur svårt det blir att hitta globala avtal om stegen mot en hållbar framtid inom energiproduktion.

Paris är bara början

Massiva globala investeringar i förnybar energiproduktion är nödvändiga för att undvika överdriven miljöuppvärmning. Gränsen på 2 ° C är inte ett godtyckligt beslut. Konsensus bland forskare är att ännu högre temperaturer kommer att få dramatiska konsekvenser för många regioner i vår värld, några av dem ser vi redan idag. Globala nederbördsmönster kommer att förändras, orsakar hård torka på vissa ställen och kraftiga åskväder på andra. De förändrade vädersystemen kommer att leda till omfattande förändringar inom jordbruket och öka risken för svält, vilket i sin tur kommer att framkalla migration och förmodligen väpnade konflikter i många av de fattigare delarna av vår planet. Ökningen av atmosfärstemperaturen kommer inte att fördelas jämnt och vissa regioner kommer faktiskt att bli kallare. Andra områden, såsom Persiska viken eller delar av Afrika, kommer att uppleva mycket högre temperaturer, särskilt under sommarmånaderna, vilket kan innebära att människor måste stanna inomhus under perioder med intensiv värme. Underutvecklade länder kommer att drabbas mest av global uppvärmning, även om de är minst beredda att hantera det och inte har bidragit till det. Den överlägset största andelen växthusgaser har släppts ut från industrialiserade regioner, särskilt Europa och USA, men Kina och andra industriländer går nu med i klubben.

Parisavtalet är av avgörande betydelse men har också sina nackdelar. Det är inte bindande; inga sanktioner får åberopas mot länder som inte når sina löften om att minska utsläppen av växthusgaser. Även metoderna för att mäta koldioxidutsläpp är inte otvetydigt överens om av många regeringar. Istället, de är orsaken till pågående och framtida diskussioner.

Elproduktion, lagring och distribution är bara ett av de viktigaste problemen i kampen mot klimatförändringar. Utsläppen av all slags trafik - till lands, sjö- och flygfordon - är ännu svårare att ersätta med hållbara energikällor än elproduktion. Detsamma gäller utsläpp från jordbruk, värme- och industriprocesser.

Läget i klimatpolitiken

Än, det finns någon anledning till optimism. I en globalt konkurrenskraftig ekonomi, energipriserna är viktiga bidragsgivare till varje nations konkurrenskraft. Tack vare decennier av dedikerat arbete av forskare över hela världen, kostnaden för elproduktion från förnybara energikällor har nått ungefär nivån på fossila bränslen. Priserna på vindkraft i vindrika regioner har varit konkurrenskraftiga under en tid. Och de senaste åren har man sett en snabb minskning av kostnaden för solcellsproduktion. I vissa områden med hög solstrålning, solcellsanläggningar är redan den billigaste energikällan som finns - så länge solen skiner. Att lagra värme eller el för natten eller på regniga dagar är dyrt och utgör grundläggande vetenskapliga och tekniska utmaningar. Att integrera flyktig elektricitet i energisystem som består av både elektriska och molekylära energibärare, det är inte tillräckligt att betrakta förnybar energi och lagring som "drop-in" -lösningar. Vi måste göra om hela systemet för energi och materialförsörjning. Omdesignen inkluderar teknisk, ekonomisk, reglerande och samhälleliga aspekter och måste baseras på en noggrann förståelse av sambandet mellan tekniska och samhälleliga interaktioner förmedlade genom ekonomiska och reglerande åtgärder. Med detta perspektiv, det är dags att börja med en holistisk övervägande av strukturer och koncept i våra energisystem. Energimarknaderna rör sig med växande fart. Det är kanske inte en ren chans att Parisavtalet undertecknades 2015 - samma år som den nybyggda förnybara elkraftskapaciteten för första gången i historien överträffade tillägget av fossila kraftverk. Vikten av dessa tekniska och ekonomiska framsteg kan inte överbetonas. Investerare och försäkringsbolag börjar tänka på att investera i förnybara energipaket i mycket stora skalor.

För att minska investeringsrisker, aktörer på finansmarknaderna försöker hitta de bästa sätten att genomföra enorma investeringspaket, där misslyckandet - tekniskt eller politiskt - i ett stort projekt inte kommer att äventyra hela investeringen. Dessa överväganden är särskilt viktiga eftersom många investeringsmöjligheter kommer att finnas i delar av världen som inte är politiskt, socialt eller ekonomiskt stabilt. Förhandlingarna i Paris handlade främst om att hitta ett avtal som nästan alla länder skulle vara redo att skriva under. Ett år senare vid klimatmötet i Marrakesh, Marocko, många diskussioner fokuserade på nya tekniska lösningar och affärsmöjligheter.