Challenges in Soft-Linking: The Case of EMEC and TIMES-Sweden

I studien utvecklas en metod för hur en allmänjämviktsmodell (CGE-modell) och en energisystemmodell kan länkas samman via en så kallad mjuk länk.

Till skillnad från hårdlänkning där två modeller optimeras under samma funktion, så används modellerna vid mjuklänkning individuellt i en iterativ process till dess att konvergens i centrala parametrar har uppnåtts.

Den centrala forskningsfrågan är hur interaktionen mellan modellerna kan bidra till att såväl kvalitativt som kvantitativt förbättra det beslutsunderlag som modellerna bidrar till. Artikeln beskriver mjuklänkningsprocessen i detalj och presenterar och diskuterar resultat från metoden applicerat på ett klimatscenario.

Robust metod för modellöversättning

Intressanta skillnader och likheter har identifierats mellan de två svenska modellerna EMEC (en CGE-modell) och TIMES-Sweden (en energisystemmodell). Resultaten används för att utveckla en robust och transparent metod för att översätta simuleringsresultat mellan de två modellerna vilket har resulterat i översättningsmodeller mellan EMEC och TIMES-Sweden.

EMEC förser TIMES-Sweden med efterfrågeförändringar, medan TIMES-Sweden återkopplar till EMEC med resultat gällande energieffektiviseringsparametrar, energisammansättning och pris på el och värme. Dessa översättningsmodeller kan även användas fristående för att mata in i andra energisystemmodeller.

Bättre förståelse för modellinteraktion

Mjuklänkningsmetoden som presenteras visar på vikten av att återkoppla modellresultat mellan energisystemmodellen med den makroekonomiska modellen när man studerar energi- och klimatpolitik.

Med samma exogena parametrar resulterar mjuklänkningsmetoden mellan modellerna i nya resultat gällande effekter på ekonomin och energisystemet år 2035 jämfört med resultaten från de enskilda modellerna i avsaknad av mjuklänkning.

Studien leder också till en bättre förståelse för hur modellerna kan interagera samtidigt som respektive modellernas styrkor bibehålls. Därmed förbättras beskrivningen av effekterna på ekonomi och energisystemet av energi- och klimatpolitiska styrmedel.

In English

The aim of this study is to develop a method for how to soft-link a Computable General Equilibrium (CGE) model with an energy system model.

The central research question is how the interaction between modellers and models can, both qualitatively and quantitatively, enable and facilitate a transparent energy and climate policy decision-making process at the national level.

The paper describes this development in detail, and presents and discusses the results of the soft-linking methodology applied to a climate scenario. Important similarities and differences between two Swedish models, i.e. EMEC (a CGE model) and TIMES-Sweden (an energy system model), are identified.

These findings are used to develop a robust and transparent method to translate simulation results between the two models, resulting in intermediate ‘translation models´ between EMEC and TIMES-Sweden. EMEC provides demand input to TIMES, while TIMES provides feedback on the energy efficiency parameters, the energy mix, and the prices of electricity and heat.

These ‘translations´ can also be used stand-alone to feed into other energy system models. The presented soft-linking process demonstrates the importance of linking an energy system model with a macroeconomic model when studying energy and climate policy.

With the same exogenous parameters, the soft-linking between the models results in a new picture of the economy and the energy system in 2035 compared with the corresponding model results in the absence of soft-linking.

The study also leads to a better understanding of how the models can interact while preserving the respective models' strengths, to give an improved picture of both the flows in the economy and the impact of energy policy instruments.