FTT:Power : A global model of the power sector with induced technological change and natural resource depletion

This work introduces a model of Future Technology Transformations for the power sector (FTT:Power), a representation of global power systems based on market competition, induced technological change (ITC) and natural resource use and depletion. It is the first component of a family of sectoral bottom-up models of future technology transformations, designed to be integrated into the global macroeconometric model E3MG. ITC occurs as a result of technological learning as given by cumulative investment and leads to highly nonlinear, irreversible and path dependent technological transitions. The model makes use of a dynamic coupled set of logistic differential equations. As opposed to traditional bottom-up energy models based on systems optimisation, logistic equations offer an appropriate treatment of the times and rates of change involved in sectoral technology transformations. Resource use and depletion are represented by local cost-supply curves, which give rise to different regional energy landscapes. The model is explored using two simple scenarios, a baseline and a mitigation case where the price of carbon is gradually increased. While a constant price of carbon leads to a stagnant system, mitigation produces successive technology transitions leading towards the gradual decarbonisation of the global power sector.This work was supported by the Three Guineas TrustSubmitted for publication to Energy Polic

An age structured demographic theory of technological change

This is the author accepted manuscript. The final version is available from Springer via http://dx.doi.org/10.1007/s00191-015-0413-9At the heart of technology transitions lie complex processes of social and industrial dynamics. The quantitative study of sustainability transitions requires modelling work, which necessitates a theory of technology substitution. Many, if not most, contemporary modelling approaches for future technology pathways overlook most aspects of transitions theory, for instance dimensions of heterogenous investor choices, dynamic rates of diffusion and the profile of transitions. A significant body of literature however exists that demonstrates how transitions follow S-shaped diffusion curves or Lotka- Volterra systems of equations. This framework is used ex-post since timescales can only be reliably obtained in cases where the transitions have already occurred, precluding its use for studying cases of interest where nascent innovations in protective niches await favourable conditions for their diffusion. In principle, scaling parameters of transitions can, however, be derived from knowledge of industrial dynamics, technology turnover rates and technology characteristics. In this context, this paper presents a theory framework for evaluating the parameterisation of S-shaped diffusion curves for use in simulation models of technology transitions without the involvement of historical data fitting, making use of standard demography theory applied to technology at the unit level. The classic Lotka-Volterra competition system emerges from first principles from demography theory, its timescales explained in terms of technology lifetimes and industrial dynamics. The theory is placed in the context of the multi-level perspective on technology transitions, where innovation and the diffusion of new socio-technical regimes take a prominent place, as well as discrete choice theory, the primary theoretical framework for introducing agent diversity.This research was funded by the UK Engineering and Physical Sciences Research Council, fellowship number EP/K007254/1

Relaxation du silicium amorphe étudiée par nanocalorimétrie

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

On the global economic potentials and marginal costs of non-renewable resources and the price of energy commodities

A model is presented in this work for simulating endogenously the evolution of the marginal costs of production of energy carriers from non-renewable resources, their consumption, depletion pathways and timescales. Such marginal costs can be used to simulate the long term average price formation of energy commodities. Drawing on previous work where a global database of energy resource economic potentials was constructed, this work uses cost distributions of non-renewable resources in order to evaluate global flows of energy commodities. A mathematical framework is given to calculate endogenous flows of energy resources given an exogenous commodity price path. This framework can be used in reverse in order to calculate an exogenous marginal cost of production of energy carriers given an exogenous carrier demand. Using rigid price inelastic assumptions independent of the economy, these two approaches generate limiting scenarios that depict extreme use of natural resources. This is useful to characterise the current state and possible uses of remaining non-renewable resources such as fossil fuels and natural uranium. The theory is however designed for use within economic or technology models that allow technology substitutions. In this work, it is implemented in the global power sector model FTT:Power. Policy implications are given.Comment: 18 pages, 7 figures, 8 pages of supplementary informatio

Mainstreaming the Water-Energy-Food Nexus through nationally determined contributions (NDCs): the case of Brazil

The Water-Energy-Food Nexus approach to the governance of natural resources seeks to identify and address the synergies and trade-offs amongst traditionally separated sectors, to capture significant feedbacks that have so far remained insufficiently understood and regulated. One key specificity of the Nexus approach is the need for intersectoral, cross-scale and stakeholder integration, which is particularly challenging due to the lack of policy coordination prevailing in many countries. Yet, some emerging integrated policy processes, such as those aimed at implementing nationally determined contributions (NDCs) under the 2015 Paris Agreement, may offer a sufficient level of integration to mainstream the Nexus approach. This article focuses on the potential of such NDC processes in Brazil. NDC processes in China, the European Union, India and Mexico are used as indicators associated with higher or lower degrees of integration for a more specific analysis of the case of Brazil. The article concludes that the barriers to sectoral integration raised by the dominant position of the agricultural sector in Brazil as regards, among other things, environmental legislation, are unlikely to be overcome by internal action. This represents a threat to achieving the target of zero deforestation in Brazil, considering the cropland-livestock forestry feedbacks involved in the growing demand for agricultural commodities from China. NDCs already provide space for international cooperation, which could be further developed to include measures for linking demand for agricultural commodities from the EU and China, and massive land-use change and deforestation in Brazil

La place occupée par la compétence éthique à l'intérieur des programmes de formation initiale à l'éducation préscolaire et à l'enseignement primaire dans trois universités francophones du Québec

La compétence éthique, telle que décrite par le Conseil supérieur de l' éducation du Québec, permet aux individus de choisir et d'agir de façon responsable dans des situations réelles de la vie en faisant référence à des valeurs (CSE, 1990). Cette dernière, intégrée par les enseignants, leur permettrait de développer les savoir-être des élèves qui sont sous leur responsabilité en les préparant plus adéquatement au pluralisme des valeurs qui marque notre société moderne (Renaut, 1998). Accorde-t-on suffisamment de place à l'intégration d'une compétence éthique pendant la formation des maîtres? La présente étude vise à décrire la place qui est accordée à la transmission de cette compétence éthique à l'intérieur des programmes de formation initiale à l'éducation préscolaire et à l'enseignement primaire dans trois universités québécoises. La compétence éthique dont il est question dans la présente recherche réfère à celle définie par le Conseil supérieur de l' éducation dans son rapport annuel 1989-1990 sur l' état et les besoins de l'éducation: Développer une compétence éthique pour aujourd'hui: une tâche éducative essentielle. C'est autour des trois principaux axes suivants qu' est articulée la compétence éthique: le développement des aptitudes à la recherche et au dialogue, l ' habileté à exercer un esprit critique et créatif puis la disposition à l' autonomie et à l' engagement. Chacun de ces axes est développé en plusieurs catégories et sous-catégories. La méthodologie employée pour mener à bien cette réflexion est double. En effet, nous voulions dans un premier temps connaître les intentions des programmes formels (Goodlad, 1979) des universités quant à la transmission de la compétence éthique. Pour ce faire, nous avons réalisé une analyse de contenu des programmes de formation initiale en éducation préscolaire et en enseignement primaire des institutions universitaires suivantes: l' Université du Québec à Rimouski, l' Université du Québec à Trois-Rivières et l'Université Laval. Dans un deuxième temps, nous voulions connaître ce qui est transmis comme compétence éthique aux étudiants lors de cette même formation à l' intérieur des programmes vécus (Goodlad). Nous avons donc élaboré puis administré un questionnaire aux finissants de ces mêmes universités qui mesurait leur perception quant à l'intégration des diverses catégories de la compétence éthique dans leur formation en plus de les interroger sur l' importance qu' ils accordaient à de tels apprentissages. Les résultats de l' analyse de contenu des programmes formels des universités retenues tendent à démontrer que les concepts qui concernent la compétence éthique n' occupent qu ' une infime partie des intentions de formation de nos futurs enseignants. Par contre, l' analyse des résultats aux questionnaires distribués aux finissants de ces mêmes universités au programme d'éducation préscolaire et d' enseignement primaire affirment que la presque totalité des concepts développés à l'intérieur de la compétence éthique ont été abordés lors de leur formation. Il y aurait une différence significative entre les intentions de formation et ce que les étudiants vi vent réellement en cours de formation. Ce constat nous amène à supposer que ce sont peut-être les formules pédagogiques utilisées lors des cours, la formation pratique (les stages), les modèles fournis par certains collègues, chargés de cours ou professeurs et même les activités « d'autoformation » qui pourraient être à l' origine de ce clivage entre les intentions de formation contenues dans les descriptions de programmes des universités et les résultats réels fournis par le programme vécu par les étudiants. Nous croyons par contre que ce heureux hasard est insuffisant. En effet, nous estimons, compte tenu du rôle prépondérant qui est attribué aux écoles quant à leur mission de socialisation des individus (développer les savoir-être), les universités qui sont responsables de former les futurs enseignants devraient inclure dans leur programme, de façon explicite et affirmée, des activités de formation qui permettront ultimement à leurs finissants d'enseigner à leurs élèves à choisir et à agir de façon responsable dans des situations réelles de la vie en faisant référence à des valeurs éthiques

La bande dessinée historique en univers social : un projet de cocréation en littératie médiatique multimodale en 6e année du primaire

Cet article, qui prend la forme d’une documentation de pratique, rend compte d’un projet de cocréation issu d’une recherche-design en littératie médiatique multimodale (LMM) : la création en classe d’une bande dessinée à caractère historique (BD-US). Au cours de ce projet, des élèves de la 6e année du primaire ont produit une oeuvre multimodale (texte - images) afin d’en apprendre davantage 1) sur la période historique des années 1900 à 1960 et 2) sur la réalisation complète d’une planche de bande dessinée. Dans le cadre de cet article, nous présentons ce projet de cocréation selon l’approche des 4P (portrait du milieu, processus de cocréation, projet, production). Nous terminons en identifiant plusieurs constats. Parmi eux, nous identifions la motivation que le projet a suscitée chez les élèves ainsi que le développement de plusieurs éléments de compétences en univers social et en LMM : décodage et lecture critique de documents composés d’images, recherche documentaire, réception/production d’informations sémiotiques en combinant du texte et des images.This article, which takes the form of a documentation of practices, reports a co-creation project resulting from a multimodal literacy research-design: the creation of a comic book in class with a historical character. During this project, 6th grade elementary school students produced a multimodal work (text - images) to learn about 1) the 1900-1960 historical period and 2) the complete realization of a comic book. In this article, we present this co-creation project according to the 4Ps approach (portrait of the environment, process of co-creation, project, production). We conclude by presenting several observations. Among these, we identify students’ motivation stimulated by the project and the development of multimodal literacy and several social universe skills: decoding and critical reading of documents made of images, literature research, reception/production of semiotic information by combining text and images

Economic structural change in global greenhouse gas emissions scenarios

International audienc