Vi ser redan de förödande konsekvenserna av den globala uppvärmningen, med ständigt stigande havsnivåer, extrema stormar, långvariga torka och intensifierade skogsbränder. Nu, efter två års forskning och modellering, forskare har kommit fram till ett banbrytande nytt ramverk för att uppnå – och till och med slå – målet att begränsa uppvärmningen till 1,5°C.

Forskningen av ledande forskare vid University of Technology Sydney (UTS), German Aerospace Center och University of Melbourne, har finansierats av Leonardo DiCaprio Foundation (LDF) som en del av dess nya One Earth-initiativ.

Välkomna ramverket, LDF-grundaren Leonardo DiCaprio säger:"Med takten med brådskande klimatvarningar som nu ökar, det är uppenbart att vår planet inte kan vänta på meningsfull handling. Denna ambitiösa och nödvändiga väg visar att en övergång till 100 % förnybar energi och kraftfulla åtgärder för att skydda och återställa våra naturliga ekosystem, tagen tillsammans, kan leverera ett mer stabilt klimat inom en enda generation."

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) specialrapport varnade i oktober förra året för att planeten måste hållas under den farliga temperaturökningen på 1,5°C över förindustriella nivåer om vi ska undvika en försämring av de klimatrelaterade effekterna vi är nu. ses vid 1°C. Parisavtalet om klimatförändringar från 2016 satte ett mål att hålla uppvärmningen under 1,5°C.

Denna nya forskning har tagit fram den mest detaljerade energimodellen hittills – och den första som uppnår negativa utsläpp genom naturliga klimatlösningar. Dess föreslagna övergång till 100 % förnybar energi i mitten av seklet, tillsammans med åtgärder som återplantering av skog, skulle inte bara ha fördelar för klimatet utan också skapa miljontals permanenta jobb. Forskarna säger att detta skulle kunna uppnås till ungefär en fjärdedel av kostnaden för nuvarande subventioner för fossila bränslen.

Forskningen modellerar 72 regionala energinät i steg per timme fram till 2050 och inkluderar en omfattande bedömning av tillgängliga förnybara resurser som vind och sol, tillsammans med konfigurationer för att möta beräknad energiefterfrågan och lagring mest effektivt för alla sektorer under de kommande 30 åren.

"Forskare kan inte helt förutsäga framtiden, men avancerad modellering gör det möjligt för oss att kartlägga de bästa scenarierna för att skapa ett globalt energisystem lämpligt för 2000-talet, " huvudförfattare Dr Sven Teske, Forskningschef vid UTS Institute for Sustainable Futures säger. "Med fart kring Parisavtalet som släpar efter, det är avgörande att beslutsfattare runt om i världen kan se att vi kan, faktiskt, möta den globala energiefterfrågan till en lägre kostnad med rena förnybara energikällor."

Forskningen kommer att tas till veckans World Economic Forum i Davos. Dr. Teske diskuterade arbetet vid COP24-mötet nyligen, den 24:e konferensen för parterna i FN:s ramkonvention om klimatförändringar.

Samtidigt som klimatforskare har skapat hundratals modeller för att hjälpa beslutsfattare att förstå effekterna av klimatförändringar och hur man kan mildra dem, nästan alla dessa modeller har förlitat sig på teknologier som är dyra och som inte har visat sig fungera i stor skala när man försöker uppnå inte bara ett tak för utsläpp utan "negativa" utsläpp, där kolet i atmosfären reduceras.

Denna modell är den första som uppnår de erforderliga negativa utsläppen genom naturliga klimatlösningar, inklusive restaurering av förstörda skogar och andra marker, tillsammans med en övergång till 100 % förnybar energi i mitten av seklet.

"Med hänvisning till en växande mängd forskning, vi visar att genom att använda markåterställningsinsatser för att möta negativa utsläppskrav, tillsammans med en övergång till 100 % förnybar energi till 2050, ger världen en god chans att hålla sig under 1,5°C-målet, "Malte Meinshausen, grundare av Climate and Energy College vid University of Melbourne och Potsdam Institute Fellow, säger.

A transition to 100% renewables and the implementation of natural climate solutions offer additional benefits beyond keeping the climate system in check, säger forskarna. The energy transition will be able to recycle our natural gas infrastructure and create millions of permanent jobs. Natural climate solutions could also dramatically increase sustainable livelihoods in the developing world, offering better water security and reduced soil erosion.

"Nature is the key to solving the climate crisis, " the Executive Director of the Leonardo DiCaprio Foundation, Justin Winters, säger. "För närvarande, our wildlands and oceans absorb one-half of all CO2 emissions. While the renewable energy transition is imperative to solving the climate crisis, it isn't enough. As this climate model shows, in order to keep the global temperature rise to no more than 1.5°C, we have to keep our natural carbon sinks intact, scale up restoration efforts and shift to regenerative agriculture."

The proposed energy transition outlined in the climate model is estimated to cost about $1.7 trillion per year. That may sound like a lot, Dr. Teske says, but it pales in comparison to the vast subsidies that governments provide to prop up the polluting fossil fuels largely responsible for climate change. These are estimated at more than $5 trillion a year, or $10 million a minute every day, according to the IMF. We could be creating the clean energy future we so desperately need for a third of that cost.

The Climate Model will be published in Achieving the Paris Climate Agreement Goals:Global and Regional 100% Renewable Energy Scenarios with Non-energy GHG Pathways for +1.5°C and +2°C early this year. The book will be published by Springer Nature as an Open Access title.