När vårt klimat värms upp under de kommande decennierna, Ian Sue Wing, en BU-docent i jord och miljö, oroar sig för att det ökade energibehovet för luftkonditionering skulle kunna öka utsläppen av växthusgaser. "Det är det som håller mig vaken på natten, " säger han. Kredit:Cydney Scott
Många av konsekvenserna av klimatförändringarna rapporteras väl i pressen:stigande hav, hårdare stormar, torka och översvämningar, och ett ökande antal värmerelaterade sjukdomar och dödsfall. Nu Ian Sue Wing, en Boston University College of Arts &Sciences docent i jord och miljö, Bas van Ruijven, en tidigare gästforskare vid Frederick S. Pardee Center for the Study of the Longer-Range Future, och Enrica De Cian, professor vid Ca' Foscari-universitetet i Venedig i Italien, projektera ett annat oroande resultat:en betydande ökning av globala energibehov, till stor del förväntas uppstå från användning av kylning och luftkonditionering.
I en ny tidning publicerad i Naturkommunikation , Sue Wing, De Cian, och van Ruijven (nu vetenskapsman vid International Institute for Applied Systems Analysis i Laxenburg, Österrike), varna för att år 2050, även en blygsam uppvärmning av vårt klimat skulle kunna öka världens energibehov med så mycket som 25 procent. Och om utsläppen av växthusgaser fortsätter oförminskat, vi skulle kunna kräva upp till 58 procent mer energi än vad som skulle behövas i ett stabilt klimat.
Anthony Janetos, ordförande för BU:s Climate Action Plan Task Force och en CAS-professor i jord och miljö, säger fynden understryker behovet av att snabbt implementera koldioxidfria alternativ för att generera energi, så att klimatförändringen i sig – och all luftkonditionering som kommer att användas för att kyla en varmare värld – inte hamnar på att öka efterfrågan på mer fossilbränslegenererad el.
"Vi har länge vetat att energiefterfrågan skulle växa som en funktion av befolkningstillväxt och ekonomisk utveckling, säger Janetos, som också är chef för Pardee Center for the Study of the Longer-Range Future. "Men för första gången, detta dokument har gett oss uppskattningar av tillväxten i energiefterfrågan som en funktion av klimatförändringen i sig - en potentiellt störande positiv feedback."
Sue Wing säger att tidigare forskning som fokuserade på områden som USA antydde att ett värmande klimat faktiskt kan minska energiförbrukningen. Men när forskargruppen kopplade statistiska modeller av energiefterfrågan med globala temperaturprognoser under uppvärmningsscenarier (simulerade av 21 oberoende klimatmodeller och 5 olika scenarier för ekonomisk tillväxt och befolkningstillväxt), resultaten visade på betydande ökningar av energibehovet.
Men att förstå att beräkningen är komplicerad, Sue Wing säger, eftersom klimatförändringarnas inverkan på ett områdes energibehov beror på samspelet mellan två osäkra drivkrafter:hur områdets befolkning och inkomst beräknas växa, och hur dess rådande lokala temperaturmönster förväntas förändras.
"I tropiska områden, när klimatet värms upp, det kommer helt enkelt att bli varmare, " säger Sue Wing. "För att människor i tropiska områden ska hålla sig svala, de kommer att behöva använda mer el. Men när du rör dig mot polerna, saker och ting blir mer komplicerade."
Det beror på att i tempererade områden, ett värmande klimat kommer att öka energianvändningen för kylning under sommaren men minska energianvändningen för uppvärmning under vintern.
"I tropikerna, vi ser en positiv effekt – energiökning – men när du rör dig bort från tropikerna, vi ser en positiv och en negativ effekt, " säger han. "När du lägger ihop de två positiva och de negativa, man kan i princip få ett negativt... .men det vi faktiskt ser är ett avsevärt positivt"—en betydande nettoökning av energianvändningen.
Forskarnas beräkningar visar att år 2050 den globala efterfrågan på energi till följd av socioekonomisk utveckling kommer att vara två till tre gånger vad den är idag, växer med en faktor på 1,4 till 2,7 i industriländer, och med en faktor 2 till 4 i fattigare men snabbt utvecklande länder i tropikerna. Måttlig uppvärmning skulle öka den globala basnivån av energibehov med 11 till 17 procent, medan kraftig uppvärmning skulle öka den med 25 till 58 procent.
Regionalt, efterfrågan på energi kan öka med mer än 50 procent i tropikerna och södra delarna av USA, medan Sydeuropa och Kina kunde se ökningar större än 25 procent. Den totala energiförbrukningen kan faktiskt minska i norra Europa, Ryssland, Kanada, och USA:s nordvästra Stillahavsområdet, men med ett mycket mindre belopp än de ökningar som förväntas för andra platser.
Enkelt uttryckt, efterfrågan på el kommer med stor sannolikhet att öka över stora delar av världen.
Dessa fynd lyfter fram två viktiga obesvarade frågor:hur mycket av den ytterligare efterfrågan kommer att tillfredsställas av ökad energitillförsel kontra beteendeförändringar som bevarande, och om produktionen av den extra energi som behövs kan öka utsläppen av växthusgaser, sätter igång en ond cirkel som kan påskynda den globala uppvärmningen.
"Vid denna punkt, vi vet inte, " säger Sue Wing, som förklarar att utfallet beror på de val som görs idag av företag och privata medborgare. "För att kyla mitt hus, Jag skulle kunna köpa en större luftkonditionering och den skulle använda mer elektricitet, " säger han. "Eller om högre efterfrågan gör el dyrare, Jag kunde välja att öppna mitt fönster eller köra en fläkt."
Hur vi väljer att generera den extra elen för kylning kommer också att få stora konsekvenser för klimatet. Internationella energibyrån uppskattade att 2018, två tredjedelar av det globala energibehovet tillgodoses av olja och gas, medan mindre än 10 procent kom från sol och vind. Vattenkraft och kärnkraft producerade cirka 25 procent av den globala elektriciteten.
"Det är fokus för vår forskning just nu, " säger Sue Wing. "Det som händer kommer inte bara att påverka klimatet, det kommer att påverka energimarknaderna, och det kommer att påverka hur vi tänker kring energipolitik. Det kan förändra de ekonomiska och politiska relationerna mellan länder."
År 2050, huruvida förnybara källor kan skalas upp tillräckligt snabbt för att göra skillnad – och vad det kan kosta – är fortfarande en öppen fråga.
"Vi skulle kunna använda kol, eller så kan vi använda förnybara källor, och de två valen betyder väldigt olika saker för vår framtid. Med kol, [en ökad efterfrågan] kommer att innebära mer utsläpp av växthusgaser. Det är det som håller mig vaken på natten."