• Energy Research
• English close
• Tsinghua University close

European physical journal special topics 228(2), 261-623 (2019). doi:10.1140/epjst/e2019-900045-4 Published by Springer, Berlin ; Heidelberg

Anthropogenic carbon emissions associated with energy consumption are rapidly increasing. Such carbon emissions are further directly related to global climate change. Thus, reducing carbon emissions to mitigate global climate change has been attracting increasing attention. Energy production and energy consumption is linked by energy networks. The network-constrained energy flow leads to a virtual circulation of embedded carbon emissions. This paper introduces the concept and significance of carbon emission flow (CEF), which helps identify the relationship between carbon emissions and energy consumption. Challenges for extending the CEF from an electricity network to multiple energy systems (MES) are analyzed, and CEF models in both the electricity network and MES are summarized. The distribution of CEF and transfer of carbon emissions are studied using realistic case studies based on the energy interconnection system of Southeast Asia and real-world MES in the Jing-Jin-Ji economic circle. Considering the electricity trade in Southeast Asia in 2050, the results show that significant amounts of carbon emissions are transferred among countries. Approximately 19698 ktCO2 of carbon emissions in Malaysia are attributable to electricity demands of other countries. Conversely, the Philippines and Vietnam would be responsible for additional carbon emissions of 10620 ktCO2 and 42375 ktCO2, respectively. With the CEF model, carbon emissions in different energy sectors can be reasonably quantified, thus facilitating the allocation of emission reduction targets in climate change negotiations and low-carbon policymaking. Keywords: Carbon emission flow, Global climate change, Electricity network, Multiple energy systems

Current ecological and social crises are fuelling the idea that societies have arrived at an impasse. The “old narrative” which prioritises the pursuit of economic growth does not provide meaningful solutions to the various challenges societies are currently facing. On the contrary, it seems to be a fundamental source of several of its predicaments. Criticisms of this old narrative have existed for decades, alongside the emergence of alternative visions of a good life for all within environmental limits. This report will show that the scientific literature in this field is converging towards a sound theoretical foundation for a new narrative based on the distinction between three dimensions: Wellbeing reflects the average wellbeing of the current generation. Inclusion relates to the distribution of wellbeing between regions and social groups. Sustainability refers to the wellbeing of future generations. In accordance with these dimensions, the main socio-political goal of the new narrative envisioned is therefore defined as sustainable and inclusive wellbeing. However, relative to the economic growth narrative, new narratives have only had a small impact on public policies of national governments or international governance, laws, and treaties. Why? This is one of the enduring questions in the “Beyond-Growth” debate this theoretical framework seeks to address. For this purpose, the theoretical framework develops a theory of institutional change conceptualising how narratives influence the policies, governance, and technical infrastructure (i.e. the metrics, accounts, and macroeconomic models) that shape our societies. The framework is applied to examine both the enduring dominance of the economic growth narrative and the reasons behind the limited success of new narratives thus far. Moreover, the theory of institutional change outlines how a shift from economic growth towards a new narrative may be orchestrated, thus tilting the scale towards sustainable and inclusive wellbeing. It is argued that the establishment of technical infrastructure presents a crucial lever to shape governance and policies, which may give rise to a virtuous circle supporting the institutionalisation of the sustainable and inclusive wellbeing narrative. Given the importance of the technical infrastructure to advance a new narrative within the political institutions, this report provides an interdisciplinary theoretical synthesis to guide the selection and development of metrics, accounting frameworks, and macroeconomic models in line with the sustainable and inclusive wellbeing narrative. The report concludes with eight practical recommendations on how various actors can support the tilting of the scale towards the sustainable and inclusive wellbeing narrative.

Résumé. Alors que les impacts négatifs des extrêmes hydrologiques augmentent dans de nombreuses régions du monde, une meilleure compréhension des facteurs de changement des risques et des impacts est essentielle pour une gestion efficace des risques d'inondation et de sécheresse et pour l'adaptation au climat. Cependant, il existe actuellement un manque de données empiriques complètes sur les processus, les interactions et les rétroactions dans les systèmes homme-eau complexes conduisant à des impacts d'inondation et de sécheresse. Nous présentons ici un ensemble de données de référence contenant des données socio-hydrologiques d'événements appariés, c'est-à-dire deux inondations ou deux sécheresses survenues dans la même zone. Les 45 événements appariés se sont produits dans 42 zones d'étude différentes et couvrent un large éventail de conditions socio-économiques et hydro-climatiques. L'ensemble de données est unique en ce qu'il couvre à la fois les inondations et les sécheresses, le nombre de cas évalués et la quantité de données socio-hydrologiques. L'ensemble de données de référence comprend : 1) des rapports de style d'examen détaillés sur les événements et les processus clés entre les deux événements d'une paire ; 2) le tableau de données clés contenant des variables qui évaluent les indicateurs qui caractérisent les lacunes de gestion, le danger, l'exposition, la vulnérabilité et les impacts de tous les événements ; 3) un tableau des indicateurs de changement qui indiquent les différences entre le premier et le deuxième événement d'une paire. Les avantages de l'ensemble de données sont qu'il permet des analyses comparatives entre tous les événements appariés sur la base des indicateurs de changement et permet des évaluations détaillées spécifiques au contexte et à l'emplacement sur la base des données et des rapports détaillés des zones d'étude individuelles. L'ensemble de données peut être utilisé par la communauté scientifique pour des analyses de données exploratoires, par exemple axées sur les liens de causalité entre la gestion des risques, les changements de danger, l'exposition et la vulnérabilité et les impacts des inondations ou de la sécheresse. Les données peuvent également être utilisées pour le développement, l'étalonnage et la validation de modèles socio-hydrologiques. L'ensemble de données est accessible au public via les services de données de GFZ (Kreibich et al. 2023, lien pour examen : https://dataservices.gfz-potsdam.de/panmetaworks/review/923c14519deb04f83815ce108b48dd2581d57b90ce069bec9c948361028b8c85/). Resumen. A medida que aumentan los impactos adversos de los extremos hidrológicos en muchas regiones del mundo, es esencial comprender mejor los impulsores de los cambios en el riesgo y los impactos para una gestión eficaz del riesgo de inundaciones y sequías y la adaptación al clima. Sin embargo, actualmente existe una falta de datos empíricos exhaustivos sobre los procesos, interacciones y retroalimentaciones en sistemas complejos de agua-humanos que conducen a los impactos de inundaciones y sequías. Aquí presentamos un conjunto de datos de referencia que contiene datos sociohidrológicos de eventos emparejados, es decir, dos inundaciones o dos sequías que ocurrieron en la misma área. Los 45 eventos emparejados ocurrieron en 42 áreas de estudio diferentes y cubren una amplia gama de condiciones socioeconómicas e hidroclimáticas. El conjunto de datos es único en cuanto a la cobertura tanto de inundaciones como de sequías, en el número de casos evaluados y en la cantidad de datos sociohidrológicos. El conjunto de datos de referencia comprende: 1) informes detallados de estilo de revisión sobre los eventos y procesos clave entre los dos eventos de un par; 2) la tabla de datos clave que contiene variables que evalúan los indicadores que caracterizan las deficiencias de gestión, el peligro, la exposición, la vulnerabilidad y los impactos de todos los eventos; 3) una tabla de los indicadores de cambio que indican las diferencias entre el primer y el segundo evento de un par. Las ventajas del conjunto de datos son que permite análisis comparativos en todos los eventos emparejados basados en los indicadores de cambio y permite evaluaciones detalladas específicas del contexto y la ubicación basadas en los amplios datos e informes de las áreas de estudio individuales. El conjunto de datos puede ser utilizado por la comunidad científica para análisis de datos exploratorios, por ejemplo, centrados en los vínculos causales entre la gestión de riesgos, los cambios en los peligros, la exposición y la vulnerabilidad y los impactos de inundaciones o sequías. Los datos también se pueden utilizar para el desarrollo, calibración y validación de modelos sociohidrológicos. El conjunto de datos está disponible para el público a través de GFZ Data Services (Kreibich et al. 2023, enlace para revisión: https://dataservices.gfz-potsdam.de/panmetaworks/review/923c14519deb04f83815ce108b48dd2581d57b90ce069bec9c948361028b8c85/). Abstract. As the adverse impacts of hydrological extremes increase in many regions of the world, a better understanding of the drivers of changes in risk and impacts is essential for effective flood and drought risk management and climate adaptation. However, there is currently a lack of comprehensive, empirical data about the processes, interactions and feedbacks in complex human-water systems leading to flood and drought impacts. Here we present a benchmark dataset containing socio-hydrological data of paired events, i.e., two floods or two droughts that occurred in the same area. The 45 paired events occurred in 42 different study areas and cover a wide range of socio-economic and hydro-climatic conditions. The dataset is unique in covering both floods and droughts, in the number of cases assessed, and in the quantity of socio-hydrological data. The benchmark dataset comprises: 1) detailed review style reports about the events and key processes between the two events of a pair; 2) the key data table containing variables that assess the indicators which characterise management shortcomings, hazard, exposure, vulnerability and impacts of all events; 3) a table of the indicators-of-change that indicate the differences between the first and second event of a pair. The advantages of the dataset are that it enables comparative analyses across all the paired events based on the indicators-of-change and allows for detailed context- and location-specific assessments based on the extensive data and reports of the individual study areas. The dataset can be used by the scientific community for exploratory data analyses e.g. focused on causal links between risk management, changes in hazard, exposure and vulnerability and flood or drought impacts. The data can also be used for the development, calibration and validation of socio-hydrological models. The dataset is available to the public through the GFZ Data Services (Kreibich et al. 2023, link for review: https://dataservices.gfz-potsdam.de/panmetaworks/review/923c14519deb04f83815ce108b48dd2581d57b90ce069bec9c948361028b8c85/). الخلاصة: مع زيادة الآثار السلبية للظواهر الهيدرولوجية المتطرفة في العديد من مناطق العالم، يعد الفهم الأفضل لدوافع التغيرات في المخاطر والآثار أمرًا ضروريًا للإدارة الفعالة لمخاطر الفيضانات والجفاف والتكيف مع المناخ. ومع ذلك، هناك حاليًا نقص في البيانات التجريبية الشاملة حول العمليات والتفاعلات والتغذية المرتدة في أنظمة المياه البشرية المعقدة التي تؤدي إلى آثار الفيضانات والجفاف. نقدم هنا مجموعة بيانات مرجعية تحتوي على بيانات اجتماعية هيدرولوجية للأحداث المزدوجة، أي فيضانان أو موجتي جفاف وقعتا في نفس المنطقة. وقعت الأحداث الـ 45 المزدوجة في 42 منطقة دراسة مختلفة وتغطي مجموعة واسعة من الظروف الاجتماعية والاقتصادية والمائية المناخية. مجموعة البيانات فريدة من نوعها في تغطية كل من الفيضانات والجفاف، وفي عدد الحالات التي تم تقييمها، وفي كمية البيانات الاجتماعية الهيدرولوجية. تشتمل مجموعة البيانات المعيارية على: 1) تقارير أسلوب المراجعة التفصيلية حول الأحداث والعمليات الرئيسية بين حدثين للزوج ؛ 2) جدول البيانات الرئيسية الذي يحتوي على المتغيرات التي تقيم المؤشرات التي تميز أوجه القصور في الإدارة والمخاطر والتعرض والضعف وتأثيرات جميع الأحداث ؛ 3) جدول مؤشرات التغيير التي تشير إلى الاختلافات بين الحدث الأول والثاني للزوج. تتمثل مزايا مجموعة البيانات في أنها تمكن من إجراء تحليلات مقارنة عبر جميع الأحداث المقترنة بناءً على مؤشرات التغيير وتسمح بإجراء تقييمات مفصلة للسياق والموقع بناءً على البيانات والتقارير الشاملة لمناطق الدراسة الفردية. يمكن للمجتمع العلمي استخدام مجموعة البيانات لتحليل البيانات الاستكشافية، على سبيل المثال التركيز على الروابط السببية بين إدارة المخاطر والتغيرات في المخاطر والتعرض والضعف وآثار الفيضانات أو الجفاف. يمكن أيضًا استخدام البيانات لتطوير النماذج الاجتماعية الهيدرولوجية ومعايرتها والتحقق من صحتها. مجموعة البيانات متاحة للجمهور من خلال خدمات بيانات GFZ (Kreibich et al. 2023، رابط للمراجعة: https://dataservices.gfz-potsdam.de/panmetaworks/review/923c14519deb04f83815ce108b48dd2581d57b90ce069bec9c948361028b8c85/).

Dentro de este registro específico, nuestro grupo estudia el cuerpo de interacción bidireccional (twrn) que tiene una serie de relés de amplificación y reenvío (AF). En eso, lo mejor es realmente ayudar a la comunicación de información entre las fuentes. Una opción de interactuar está realmente de acuerdo con la información obsoleta del problema del canal (CSI), además de que nuestro grupo analiza su propio efecto muy personal sobre la efectividad del sistema en las atmósferas de desvanecimiento de Rayleigh. Especialmente, adquirimos de manera extremadamente preliminar una disminución restringida conectada para la oportunidad de interrupción y luego realizamos una evaluación asintótica para una mayor relación señal-ruido (SNR). Nuestro grupo extra adquiere una disminución restringida conectada junto con un resultado asintótico en el coste de error de autorización (ser). Originalmente obtenido a través de estos resultados, nuestro grupo obtiene fácilmente y rápidamente que el orden del rango del sistema corporal permanezca en la unidad ofrecida de que el CSI es realmente realmente obsoleto. Los resultados relativos revelan la rigidez en los límites de efectividad junto con los efectos de la opción obsoleta de interactuar en la efectividad del sistema corporal. Los resultados de la simulación también se ofrecen para corroborar la evaluación académica. Dans ce dossier spécifique, notre groupe étudie le corps d'interaction bidirectionnel (TWRN) qui a un certain nombre de relais d'amplification et de transmission (AF). En cela, le meilleur est en fait vraiment d'aider à la communication d'informations entre les sources. Une option d'interaction est en fait vraiment conforme aux informations obsolètes sur les problèmes de canal (CSI), en plus de notre groupe analyser son propre effet très personnel sur l'efficacité du système dans les atmosphères de Rayleigh. En particulier, nous avons acquis de manière extrêmement préliminaire une diminution restreinte liée à l'opportunité de panne et avons ensuite effectué une évaluation asymptotique pour un rapport signal/bruit (SNR) plus élevé. Notre groupe extra acquiert une diminution restreinte connectée avec un résultat asymptotique sur le coût d'erreur d'autorisation (SER). À l'origine obtenu via ces résultats, notre groupe obtient facilement et rapidement que l'ordre de gamme du système corporel reste à l'unité offert que le CSI est en fait vraiment obsolète. Les résultats relatifs révèlent la rigidité sur les limites d'efficacité ainsi que les effets de l'option d'interaction obsolète sur l'efficacité du système corporel. Les résultats de la simulation sont également proposés pour corroborer l'évaluation scolaire. Within this specific record, our group study the two-way interact body (TWRN) that has a number of amplify-and-forward (AF) relays. In that, the best one is actually really got to help the info communication among sources. A interact option is actually really according to the obsolete channel problem information (CSI) in addition to our group analyze its own very personal effect on the system effectiveness in the Rayleigh fading atmospheres. Especially, we extremely preliminary acquire a restricted decreased connected for the outage opportunity and afterward current an asymptotic assessment for greater signal-to-noise ratio (SNR). Our group extra acquire a restricted decreased connected along with an asymptotic result on the authorize error cost (SER). Originating got via these results, our group easily quickly obtain that body system range order remain at unity offered that the CSI is actually really obsolete. Relative results reveal the rigidness on the effectiveness bounds along with the effects of obsolete interact option on the body system effectiveness. Simulation outcomes are likewise offered to corroborate the scholastic evaluation. ضمن هذا السجل المحدد، تدرس مجموعتنا جسم التفاعل ثنائي الاتجاه (TWRN) الذي يحتوي على عدد من مرحلات التضخيم والتوجيه (AF). في ذلك، فإن أفضلها هو في الواقع مساعدة التواصل المعلوماتي بين المصادر. خيار التفاعل هو في الواقع حقًا وفقًا لمعلومات مشكلة القناة القديمة (CSI) بالإضافة إلى قيام مجموعتنا بتحليل تأثيرها الشخصي للغاية على فعالية النظام في أجواء تلاشي رايلي. على وجه الخصوص، نكتسب بشكل أولي للغاية انخفاضًا مقيدًا مرتبطًا بفرصة الانقطاع وبعد ذلك نجري تقييمًا مقاربًا لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR). تكتسب مجموعتنا الإضافية انخفاضًا مقيدًا مرتبطًا بنتيجة مقاربة لتكلفة الخطأ المصرح بها (SER). تم الحصول على مجموعتنا من خلال هذه النتائج، وسرعان ما تحصل مجموعتنا بسهولة على نظام نطاق نظام الجسم الذي يظل في الوحدة بشرط أن يكون CSI قد عفا عليه الزمن بالفعل. تكشف النتائج النسبية عن الصلابة على حدود الفعالية جنبًا إلى جنب مع تأثيرات خيار التفاعل المتقادم على فعالية نظام الجسم. وبالمثل، يتم تقديم نتائج المحاكاة لتأكيد التقييم الدراسي.