能源系统建模：GCAM模拟SSP-RCP路径目标下的能源系统

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*本文使用 GCAM5.2

Shared-Socioeconomic Pathway-Rrepresentative Concentration Pathway (SSP-RCP) 组合是模拟未来气候变化情境下社会经济系统演变的普遍假设。不同的SSP假设了未来人口，GDP，能源需求的变化，作为GCAM之类综合评估模型（IAM）的外生变量。RCP也是IAM的外生变量，决定了模拟的气候变化目标。GCAM提供了非常方便的途径来实现不同SSP-RCP组合的模拟。

修改RCP

RCP目标在/input/policy文件夹中，以policy_target_1p9_spa1.xml为例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<policy-target-runner name="old">     
	<target-value>1.9</target-value>   # 设置RCP目标值，这里设置的是RCP1.9
	<target-tolerance>0.05</target-tolerance> #目标值可变动范围，指迭代结果距离实际目标的差异，0.05指 1.9±1.9*5%
	<target-type>forcing</target-type> # RCP变量名
    <first-tax-year>2025</first-tax-year> # 开始碳税年份
	<tax-name>CO2_LTG</tax-name> # 碳税征收对象，CO2_LTG指长期碳价-全球碳市场统一后的碳税
	<max-tax>8000</max-tax> # 碳税上限
	<overshoot/>
</policy-target-runner>

GCAM在求解RCP1.9目标下的模型时，会以一个初始碳价为基础（譬如100$/ton CO2）,计算该碳价下的RCP值，与目标气候条件比较，如果比目标条件高，则增加碳税，如果低，则降低碳税。最终达到1.9±1.9*5% 目标范围了，求解结束

设置SSP

要计算一定RCP目标下的均衡情景，也需要对未来经济社会发展进行假设。

/exe文件夹中有不同SSP的相应文件 e.g. batch_SSP_SPA1.xml batch_SSP_SPA4.xml，可以直接使用。但是，在需要修改configuration文件来设置不同的SSP，下面是我设置的一个SSP1的configuration file

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration>
	<Files>
		<Value name="xmlInputFileName">../input/gcamdata/xml/modeltime.xml</Value>
		<Value name="BatchFileName">batch_SSP_SPA1.xml</Value>
		<Value name="policy-target-file">../input/policy/forcing_target_4p5.xml</Value>
		<Value name="GHGInputFileName">../input/magicc/inputs/input_gases.emk</Value>
		<Value write-output="1" append-scenario-name="0" name="xmldb-location">../output/database_basexdb_ssp1</Value>
		<Value write-output="1" append-scenario-name="0" name="restart">./restart/restart_ssp1</Value>
		<Value write-output="1" append-scenario-name="1" name="xmlDebugFileName">debug.xml</Value>
		<Value write-output="1" append-scenario-name="0" name="climatFileName">gas.emk</Value>
		<Value write-output="1" append-scenario-name="1" name="costCurvesOutputFileName">cost_curves.xml</Value>
		<Value write-output="1" append-scenario-name="0" name="batchCSVOutputFile">batch-csv-out.csv</Value>
		<Value write-output="0" append-scenario-name="0" name="supplyDemandOutputFileName">SDCurves.csv</Value>
		<Value write-output="0" append-scenario-name="0" name="flow-graph">gcam-flow-graph.dot</Value>
		<Value write-output="0" append-scenario-name="0" name="dependencyGraphName">DependencyGraph.dot</Value>
		<Value write-output="0" append-scenario-name="0" name="landAllocatorGraphName">LandAllocatorGraph.dot</Value>
	</Files>
	<ScenarioComponents>
    </ScenarioComponents>
	<Strings>
        <!--
		<Value name="scenarioName">Reference</Value>
        -->
		<Value name="debug-region">USA</Value>
		<Value name="MAGICC-input-dir">../input/magicc/inputs</Value>
		<Value name="MAGICC-output-dir">../output</Value>
		<Value name="AbatedGasForCostCurves">CO2</Value>
	</Strings>
	<Bools>
		<Value name="CalibrationActive">1</Value>
		<Value name="BatchMode">1</Value>
		<Value name="find-path">0</Value>
		<Value name="createCostCurve">0</Value>
		<Value name="debugChecking">0</Value>
		<Value name="simulActive">1</Value>
		<Value name="PrintValuesOnGraphs">1</Value>
		<Value name="ShowNullPaths">0</Value>
		<Value name="PrintPrices">1</Value>
	</Bools>
	<Ints>
		<Value name="numMarketsToFindSD">10</Value>
		<Value name="numPointsForSD">21</Value>
		<Value name="numPointsForCO2CostCurve">5</Value>
		<Value name="carbon-output-start-year">1705</Value>
		<Value name="climateOutputInterval">5</Value>
		<Value name="parallel-grain-size">50</Value>
		<Value name="stop-period">-1</Value>
		<Value name="restart-period">-1</Value>
	</Ints>
	<Doubles>
	</Doubles>
</Configuration>

主要修改了BatchFileName xmldb-location restart分别是输入参数文件，输出数据库路径，和重启路径（重启文件保留本次计算参数，e.g. 碳价，以方便下一次快速计算）。

运行程序

修改完configuration file，我将它保存为configuration_ssp1.xml

进入/exe/run-gcam.bat 右键编辑，将configuration file 名称修改为configuration_ssp1.xml 双击run-gcam.bat即可运行
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我是仁荷大学的博士生(我的google scholar, 我的Github)，关注能源转型过程中的环境、经济问题。

专注于分享利用python科研的技巧，欢迎一起交流、学习、合作。

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