Mark Z. Jacobson - Mark Z. Jacobson

Mark Jacobson
Född	Mark Zachary Jacobson 1965 (ålder 55–56)
Alma mater	Stanford University ( BA , BS , MS ) University of California, Los Angeles ( MS , PhD )
Vetenskaplig karriär
Institutioner	University of California, Los Angeles Stanford University
Avhandling	Utveckla, koppla och applicera en gas-, aerosol-, transport- och strålningsmodell för att studera stads- och regional luftföroreningar  (1994)
Doktorandrådgivare	Richard P. Turco
Hemsida	Officiell hemsida

Mark Zachary Jacobson (född 1965) är professor i civil- och miljöteknik vid Stanford University och chef för Atmosphere/Energy Program. Jacobson har utvecklat datormodeller för att studera effekterna av fossilt bränsle och biomassabränning på luftföroreningar , väder och klimat .

Jacobsons karriär har fokuserat på att bättre förstå luftföroreningar och globala uppvärmningsproblem och utveckla stora, rena, förnybara energilösningar för dem.

År 2009 publicerade Jacobson och Mark Delucchi ett papper i Scientific American som föreslog att världen skulle gå över till 100% förnybar energi , nämligen vind, vatten och solenergi, inom alla energisektorer. Han har rest mycket och beviljat intervjuer, främjat och diskuterat "utvecklingen av tekniska och ekonomiska planer för att omvandla energiinfrastrukturen i var och en av de 50 USA till dem som drivs av 100% vind, vatten och solljus (WWS) för alla ändamål".

Jacobson har byggt sitt eget nät-nollhus för att driva förnybar energi.

År 2017 utmanade Christopher Clack, Ken Caldeira och 19 andra forskare resultaten från en uppföljning från 2015 som publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences . Som svar lämnade Jacobson in och drog senare tillbaka en förtal mot förläggare PNAS och krävde återkallelse och 10 miljoner dollar i skadestånd. År 2020 förordnade domstolen Jacobson att betala advokatkostnaderna för Clack och PNAS; beloppet som ska betalas har inte slutförts.

Forskning

Jacobson har publicerat forskning om rollen av svart kol och andra aerosolkemiska komponenter på globala och regionala klimat.

Jacobson förespråkar en snabb övergång till 100% förnybar energi , för att begränsa klimatförändringarna . Jacobson var med och grundade det ideella Solutions Project 2011 tillsammans med Marco Krapels, Mark Ruffalo och Josh Fox . Solutions Project, en politisk förespråkargrupp , kombinerar presentationer av vetenskap, näringsliv och kultur i ett försök att påverka energipolitiska växlingar till "100% förnybar värld".

Sot och aerosol

Jacobson började utveckla datormodeller 1990, då han började bygga algoritmer för det som nu kallas GATOR-GCMOM (Gas, Aerosol, Transport, Radiation, General Circulation, Mesoscale och Ocean Model). Denna modell simulerar luftföroreningar, väder och klimat från lokal till global skala. Zhang (2008, s. 2901, 2902) kallar Jacobsons modell "den första helt kopplade onlinemodellen i historien som står för alla stora återkopplingar bland stora atmosfäriska processer baserade på första principer."

Flera av de individuella datorkodslösare som Jacobson utvecklat för GATOR-GCMOM inkluderar gas- och vattenkemi, vanliga differentialekvationslösare SMVGEAR och SMVGEAR II, tillsammans med en massa andra relaterade och utökade modeller. GATOR-GCMOM-modellen har införlivat dessa processer och har utvecklats över flera decennier.

Ett av de viktigaste forskningsområdena som Jacobson har lagt till, med hjälp av GATOR-GCMOM, är att förfina värdena på exakt hur mycket diffust troposfäriskt svart kol påverkar klimatet. Något inledningsvis studerades av hans doktorandrådgivare Richard Turco, när han formulerade " kärnvinterhypotesen " om global kylning. Den absorberade solstrålningen omvandlas till värme, som återutsänds till atmosfären. Under andra omständigheter skulle solljuset potentiellt reflektera tillbaka ut i rymden om ljuset hade träffat en mer reflekterande yta. Därför påverkar sot som helhet planeterna albedo , en enhet för reflektion. Medan de mer kända växthusgaserna värmer atmosfären genom att fånga värme-infraröd värmestrålning som avges från jordens yta, värmer svart kol atmosfären genom att absorbera solljus och återutsända den energin till luften runt den som termisk-infraröd värme . Jacobson och andra drog ut från dessa modeller att sot från dieselmotorer, kolkraftverk och brinnande ved är en "viktig orsak till den snabba smältningen av Arktis havsis". Jacobsons förfining av värdena på sot och hans slutsats att svart kol kan vara den näst vanligaste orsaken till global uppvärmning när det gäller strålningstvång bekräftades i den omfattande översynen av Bond et al. (2013).

Jacobson har också självständigt modellerat och bekräftat arbetet från Världshälsoorganisationens forskare, som också uppskattar att sot/ partiklar som produceras vid förbränning av fossila bränslen och biobränslen kan orsaka minst 1,5 miljoner för tidiga dödsfall varje år av sjukdomar som andningssjukdomar, hjärtsjukdomar sjukdom och astma. Dessa dödsfall förekommer mestadels i utvecklingsländerna där trä, dyngödsel, fotogen och kol används för matlagning.

På grund av det svarta kolets korta livslängd, drog Jacobson 2002 slutsatsen att kontroll av sot är det snabbaste sättet att börja kontrollera den globala uppvärmningen och att det också kommer att förbättra människors hälsa. Men han varnade för att kontroll av koldioxid, den främsta orsaken till global uppvärmning, var absolut nödvändig för att stoppa uppvärmningen.

100% förnybar energi

Jacobson har publicerat artiklar om övergång till 100% förnybara energisystem, inklusive nätintegrering av förnybar energi. Han har kommit fram till att vind-, vatten- och solkraft (WWS) kan skalas upp på kostnadseffektiva sätt för att uppfylla världens energibehov inom alla energisektorer, 2009 publicerade Jacobson och Mark A. Delucchi "En väg till hållbar energi" i Scientific American . Artikeln tog upp flera frågor som rör övergången till 100% WWS, till exempel energin som krävs i en 100% elektrisk värld, vindkraftparkernas globala fotavtryck , tillgången på knappa material som behövs för att tillverka nya system och förmågan att producera pålitlig energi på begäran. Jacobson har uppdaterat och utökat detta papper från 2009 allt eftersom åren går, inklusive en tvådelad artikel i tidskriften Energy Policy 2010. Jacobson och hans kollega uppskattade att 3,8 miljoner vindkraftverk med en storlek på 5 Megawatt (MW), 49 000 300-MW koncentrerade solkraftverk , 40 000 300-MW solcellsanläggningar , 1,7 miljarder 3-kw tak-PV-system, 5350 100-MW geotermiska kraftverk och cirka 270 nya 1300-MW vattenkraftverk skulle behövas. Allt detta skulle kräva att cirka 1% av världens mark uppnås.

Jacobson och hans kollegor har också publicerat artiklar för ett utvalt antal amerikanska stater, om övergång till 100% förnybar/WWS -energi år 2050. År 2015 var Jacobson huvudförfattare i två peer review -artiklar som undersökte möjligheten att överföra USA till en 100% energisystem, som uteslutande drivs av vind, vatten och solljus (WWS), som också hävdar att det har löst nätproblemet med hög andel intermittenta källor. År 2016 valde PNAS redaktion nätstudien för Jacobs integrering av nätet och hans medarbetare som bästa papper i kategorin "Tillämpad biologisk, jordbruks- och miljövetenskap" och tilldelade honom ett Cozzarelli-pris.

I juni 2017 kritiserade en artikel som publicerades i PNAS Jacobsons rasterintegrationsfynd och påstod fel i metodik och antaganden. PNAS publicerade ett svar av Jacobson och medförfattare som inte håller med Clack et als premisser och bekräftar tidningens slutsatser. Clack et al svarade sedan med detaljer om specifika fel i PNAS -svaret och hävdade att varje resultat gjorde studiernas resultat ogiltiga.

Jacobson är medgrundare av det ideella The Solutions Project tillsammans med Marco Krapels, Mark Ruffalo och Josh Fox . Denna organisation "hjälper till att utbilda allmänheten om vetenskapsbaserade färdplaner för övergång till 100% förnybar energi och möjliggöra en övergång till en 100% förnybar värld".

Yttrande om energisystem

Jacobson hävdar att om USA vill minska den globala uppvärmningen, luftföroreningar och energiinstabilitet, bör det endast investera i de bästa energialternativen, och att kärnkraft inte är en av dem. I likhet med sin doktorand Richard P. Turco , som särskilt myntade uttrycket "kärnvinter ", har Jacobson använt ett liknande tillvägagångssätt för att beräkna de hypotetiska effekterna av kärnvapenkrig på klimatet men har ytterligare utvidgat detta till att ge en analys som avser att informera politiken tillverkare som energikällor ska stödja, från och med 2009. Jacobsons analyser tyder på att " kärnkraft ger upp till 25 gånger fler koldioxidutsläpp per energienhet än vindenergi ".

Denna analys är kontroversiell. Jacobson kom fram till denna slutsats om "25 gånger fler koldioxidutsläpp än vind, per genererad energi" (68–180,1 g/kWh), genom att specifikt utöka vissa begrepp som är mycket omtvistade. Dessa inkluderar, men är inte begränsade till, förslaget att utsläpp förknippade med civil kärnkraft bör i den övre gränsen inkludera risken för koldioxidutsläpp i samband med bränning av städer till följd av ett kärnvapenkrig med hjälp av expansion av kärnkraft och vapen till länder som tidigare varit utan dem. Ett antagande som Jacobsons debattmotståndare på samma sätt tog upp under Ted -samtalet Behöver världen kärnkraft? 2010, med Jacobson som ledde debatten negativt. Jacobson antar, i den höga änden (180,1 g/kWh) att 4,1 g/kWh beror på någon form av kärnkraftsförbränning som kommer att inträffa var 30: e år. I den låga änden beror 0 g/kWh på kärnkraftsförbränning. Som svar på en kommentar om sitt arbete i Journal Environmental Science and Technology 2013, har Dr. James Hansen karakteriserat Jacobsons analys av detta ämne om utsläpp av växthusgaser som "bristande trovärdighet" och på samma sätt betraktar Jacobsons andra syn på extra " möjlighetskostnad "utsläpp som" tveksamma ". Eftersom grunden för Hansens misstro baserades på fransk erfarenhet, som avkolsade ~ 80% av nätet på 15 år , slutförde 56 reaktorer under 15 -årsperioden, vilket ökade det faktum att beroende på förekomsten av etablerad regulatorsäkerhet och politiska förhållanden, kärnkraftsanläggningar har accelererats genom licens-/planeringsfasen och har därför snabbt avkarboniserat elnät.

Den Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) avseende Yale University 's Warner och Heath metodik som används för att bestämma Livscykel utsläpp av energikällor växthusgaser , som den mest trovärdiga, rapporterar att tänkbara utbud av total-livscykel kärnkraftsutsläppssiffrorna ligger mellan 4-110 g/kWh, med det specifika medianvärdet på 12 g/kWh, som anses vara det starkaste stödet och 11 g/kWh för vind. Medan Jacobsons begränsade livscykelsiffror, på 9-70 g/kWh, faller inom detta IPCC-område. IPCC har dock ingen betydelse för Jacobsons utsläpp av "möjlighetskostnader" på någon energikälla. IPCC har inte lämnat en detaljerad förklaring till att inte inkludera Jacobsons "möjlighetskostnader". Bortsett från den tid som krävs för att planera, finansiera, tillåta och bygga ett kraftverk, för varje energikälla som kan analyseras, beror den tid som krävs och därför Jacobsons "möjlighetskostnader" också på politiska faktorer, till exempel hypotetiska rättsfall som kan stallkonstruktion och andra problem som kan uppstå från platsspecifik NIMBYISM . Det är fördröjning/möjlighetskostnad CO2-utsläpp som är huvuddelen av skillnaden mellan Jacobsons totala utsläpp för kärnkraft på 68-180,1 g/kWh och IPCC: s livscykelutsläpp.

Dekarboniseringsbedömningar

Jacobsons 100% förnybara världsstrategi stöds av en publikation från 2016 av Mark Cooper , som tidigare har kritiserat kärnkraft vid Vermont Law School , 2016 publicerade Cooper en jämförelse av Jacobsons 100% WWS -färdplaner med djupa koldioxidförslag som inkluderade kärnkraft kraft och fossila bränslen med kolavskiljning. Cooper drog slutsatsen att 100% WWS-vägen var den lägsta kostnaden och "Varken fossila bränslen med CCS eller kärnkraft kommer in i den billigaste portföljen med låga koldioxidutsläpp." Denna slutsats av Cooper står i skarp kontrast till ett antal publikationer från 2011 till 2015, utvärderingar av Brookings Institution , professor i ekonomi vid MIT , Paul Joskow tillsammans med några oberoende forskare som har analyserat de olika strategierna med en annan metodik att komma till en global noll- eller koldioxidsnål ekonomi , cirka 2050. I dessa varierande rapporter har man påstått att metoden för ensam förnybar energi kostar " storleksordningar " mer och är svårare att uppnå än de mer flexibla energibanorna, som har bedömts.

Loftus bedömning av några avkolningsplaner, inklusive Jacobsons, drog slutsatsen 2014-2015 att "mer detaljerade analyser som realistiskt tar upp de viktigaste begränsningarna", specifikt relaterade till "kostnaderna för integration av stora mängder variabel generation " behövs. Jacobsons 100% förnybara värld , har väckt oro över integration/ nätstabilitet och frågan om Brownouts skadlig utrustning. Några lösningar som presenteras för dessa frågor inkluderar en utbyggnad av beroende av energilagringssystem. Jacobson motverkar dessa genom att citera 24 publikationer, främst skrivna av författarna Breyer, Mathieson, Jacobson själv och Diesendorf, som istället hävdar att "100% förnybar värld" inte bara är teoretiskt möjligt utan kommer att fungera billigare än nuvarande elpriser.

Åsikter om Fukushima

Som svar på Jacobsons papper om uppskattning av hälsoeffekterna av kärnkatastrofen i Fukushima, som beräknade att cirka 180 "cancerrelaterade sjukdomar" så småningom skulle inträffa i allmänheten, skrev hälsofysikern professor Kathryn Higley från Oregon State University 2012, "The methods of studien var solid och uppskattningarna var rimliga, även om det fortfarande finns osäkerhet kring dem. Men med tanke på hur mycket cancer som redan finns i världen, skulle det vara mycket svårt att bevisa att någons cancer orsakades av händelsen i Fukushima Daiichi. Världshälsoorganisationen uppskattar att 7,8 miljoner människor dog världen över 2008, så 130 av det antalet är ganska små. " Hon sa senare att hennes kommentarer var "otillräckligt nyanserade". Burton Richter , anställd i Stanford med Jacobson, på samma sätt i sin kritik, "Det är ett förstklassigt jobb och använder källor till radioaktivitetsmätningar som inte har använts tidigare för att få en mycket bra bild av den geografiska spridningen av strålning, en mycket bra aning". Richter noterade också att "jag tycker också att det är för mycket redaktionell om olyckspotential vid Diablo Canyon som får [Jacobsons] papper att låta lite som en kärnkraftsfri bit istället för den mycket bra analysen", och "Det verkar klart att med tanke på bara den elektricitet som genereras av Fukushima -anläggningen är kärnkraft mycket mindre hälsoskadligt än kol och något bättre än [ sic ] gas även efter att ha inkluderat olyckan. Om kärnkraft aldrig hade använts i Japan hade effekterna på allmänheten haft [varit] mycket värre. "

Den brittiska författaren och miljöaktivisten Mark Lynas har kritiserat tidningens beroende av den omtvistade linjära no-threshold-modellen (LNT) i sin bedömning av globala hälsoeffekter. Lynas noterar att i en rekommendation från 2007 hade Internationella kommissionen för radiologiskt skydd varnat "beräkningen av antalet cancerdöd som baseras på kollektiva effektiva doser från triviala individuella doser [LNT] bör undvikas." På grund av sin beroende av teori som diskrediterats av amerikanska och internationella strålningsexperter, drog Lynas slutsatsen att Jacobsen et al 's papper var "baserat på skräpvetenskap" och var "värre än värdelös".

Kritik och stämning

2017 publicerade Ken Caldeira och 20 andra forskare den största fokuserade kritiken av Jacobsons "100% Renewable world" -papper. David Victor från University of California, San Diego, medförfattare till kritiken av Jacobsons modell för en billig "100% förnybar värld", motiverades att bidra till tidningen "när beslutsfattare började använda detta [Jacobson] -papper för vetenskapligt stöd, "när det var" uppenbart felaktigt ".

Denna kritik 2017 resulterade i att Jacobson lämnade in en stämning mot den vetenskapliga tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences och Christopher Clack som huvudförfattare till tidningen och krävde 10 miljoner dollar i skadestånd för förtal. Nyhetsrapporter och akademiker har kritiserat den "löjliga" stämningen. Wall Street Journal kommenterade att det var "fel sätt att lösa sådana [akademiska och vetenskapliga] tvister." Rättegången uppmärksammades av New York Times .

Jacobson drog tillbaka rättegången 2018 efter att ha omvärderat tiden och kostnaden för potentiella överklaganden och uppgav att när han lämnade in stämningen förväntade han sig en lösning.

År 2020 förordnade överdomstolen för District of Columbia vidare att Jacobson ska betala de advokatkostnader som Clack och PNAS ådrar sig. Beloppet som Jacobson kommer att behöva betala har inte fastställts av domstolarna, men kan vara över 600 000 dollar om hela beloppet som de åtalade yrkar beviljas.

Publikationer

Böcker

• Jacobson, MZ, Fundamentals of Atmospheric Modeling . Cambridge University Press, New York, 656 s., 1999.
• Jacobson, MZ, Fundamentals of Atmospheric Modeling , andra upplagan, Cambridge University Press, New York, 813 s., 2005.
• Jacobson, MZ, Atmospheric Pollution: History, Science, and Regulation , Cambridge University Press, New York, 399 s., 2002.
• Jacobson, MZ, luftföroreningar och global uppvärmning: historia, vetenskap och lösningar , Cambridge University Press, New York, 2011.
• Jacobson, MZ, 100% Clean, Renewable Energy and Storage for Everything , Cambridge University Press, New York, 427 s., 2020.

Utvalda artiklar

Scholia har en författarprofil för Mark Z. Jacobson .

• Bond, TC ; Doherty, SJ; Fahey, DW; et al. (6 juni 2013). "Avgränsar svartkols roll i klimatsystemet: en vetenskaplig bedömning" . Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 118 (11): 5380–5552. Bibcode : 2013JGRD..118.5380B . doi : 10.1002/JGRD.50171 . ISSN  2169-897X . Wikidata  Q55879806 .CS1 -underhåll: flera namn: författarlista ( länk )
• Jacobson, Mark Z (1 februari 2001). "Stark strålningsuppvärmning på grund av blandning av svart kol i atmosfäriska aerosoler". Natur . 409 (6821): 695–697. doi : 10.1038/35055518 . ISSN  1476-4687 . PMID  11217854 . Wikidata  Q46131808 .
• Jacobson, Mark Z (1 januari 2001). "Global direktstrålande kraft på grund av multikomponentantropogena och naturliga aerosoler". Journal of Geophysical Research . 106 (D2): 1551–1568. doi : 10.1029/2000JD900514 . ISSN  0148-0227 . Wikidata  Q55981483 .
• Streets, David G .; Jiang, Kejun; Hu, Xiulian; Sinton, Jonathan E .; Zhang, Xiao-Quan; Xu, Deying; Jacobson, Mark Z .; James E. Hansen (1 november 2001). "Senaste minskningarna av Kinas utsläpp av växthusgaser". Vetenskap . 294 (5548): 1835–1837. doi : 10.1126/SCIENCE.1065226 . ISSN  0036-8075 . PMID  11729288 . S2CID  2660371 . Wikidata  Q30666428 .

Se även

• Amory Lovins
• Benjamin K. Sovacool
• Kick The Fossil Fuel Habit
• Mark Diesendorf
• Kärnkraftsdebatt
• Kommersialisering av förnybar energi
• Debatt om förnybar energi
• Stephen Thomas
• Vaclav Smil

Referenser

externa länkar

• Precourt Institute for Energy
• Granskning av lösningar för global uppvärmning, luftföroreningar och energisäkerhet
• Mark Z. Jacobson på TED
  • "Debatt: Behöver världen kärnkraft?" (TED2010)