Лаборатория глобальных проблем энергетики (НИЛ "ГПЭ") создана в 1988 г. на базе Московского энергетического института (Технического университета) и Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН (ИБРАЭ РАН). В настоящее время НИЛ "ГПЭ" является подразделением Института проблем энергетической эффективности (ИПЭЭФ) при МЭИ(ТУ).

В Лаборатории разработана общая схема взаимодействия антропогенной деятельности и климата, впервые выявлена роль большой энергетики в современных климатических изменениях, а также сопоставлено влияние антропогенных и естественных факторов. Построены и сопровождаются уникальные базы данных по различным параметрам, имеющим смысл глобальных экологических индикаторов: численности населения, производству и потреблению энергии с начала индустриальной революции, сельскому и лесному хозяйству, промышленности, производству, эмиссии и концентрации тридцати важнейших парниковых газов атмосферы, сульфатных аэрозолей, солнечной и вулканической активности, индексам Южного колебания, скорости вращения Земли, геомагнитной активности, сеточным и станционным значениям температуры воздуха и количества осадков по всей территории земного шара и многим другим.

Была высказана гипотеза о насыщении потребности в энергии в условиях современного индустриального общества и о связи уровня насыщения с климатическими и географическими параметрами. На основе этой гипотезы был разработан генетический прогноз развития мировой энергетики, обнаруживший прекрасное совпадение с реальными данными последнего десятилетия. В результате тщательного анализа исторических рядов потребления органического топлива и других видов антропогенной деятельности, сопровождающихся поступлением серы и азота в атмосферу, были впервые реконструированы ряды эмиссии окислов серы и азота с начала индустриальной эпохи и построены их прогнозы на ближайшие десятилетия, тем самым была создана научная база для корректной оценки вклада в глобальный тепловой баланс наименее определенных в настоящее время составляющих — тропосферного сульфатного аэрозоля и тропосферного озона.

Была построена боксово-диффузионная модель глобального круговорота углерода, учитывающая интенсивный даунвеллинг в высоких широтах и реальную историю антропогенной эмиссии углерода, а также имеющая улучшенное описание взаимодействия атмосферы и биосферы. С помощью этой модели оказалось возможным дать прогноз текущей концентрации СО₂ в атмосфере в 90-х годах с относительной ошибкой в пределах 0,1% от реальных значений и высказать предположение, что удвоение доиндустриальной концентрации СО₂ невозможно в течение ближайших двух столетий.

Был проведен тщательный анализ главных геофизических факторов, влияющих на изменение глобального климата — солнечной и вулканической активности, индекса Южного колебания. Этот анализ, основанный на сборе и экстраполяции, как данных инструментальных наблюдений, так и косвенных сведений, относящихся к более ранним эпохам, позволил дать точный прогноз экстремумов солнечной активности в текущем цикле 23 и показал, что наблюдаемое в настоящее время учащение теплых океанических эпизодов («супер Эль-Ниньо») не является уникальным и также имело место в конце XVII в.

В НИЛ "ГПЭ" разработана регрессионно-аналитическая модель климата, воспроизводящая в деталях все важнейшие климатические события позднего голоцена (последние 5 тыс. лет), включая период современных инструментальных наблюдений (с 1854 г.). Эта модель позволила дать беспрецедентный по точности прогноз среднеглобальной температуры на текущее десятилетие, отличающийся всего на 0,01°С от реальных значений. Согласно более дальним прогнозам, рост среднеглобальной температуры не должен превысить 1°С в течение следующего столетия, что исключает сценарий глобальной климатической катастрофы. Этот вывод имеет огромное значение для разработки национальной и международной стратегии развития энергетики, выполнения Россией ее обязательств, следующих из Киотского (1997) протокола. Модель успешно используется также для прогноза климата и экологической обстановки различных регионов РФ (Центрального, Северного, Ямало-Таймырского и др.).

В нащей лаборатории ведутся интенсивные палеоклиматические исследования с использованием различных методов — палинологии, дендрохронологии, исторической климатологии (анализа древних текстов). Результатом этих работ в частности, явились реконструкции климата Центральной России за последние 15 столетий, Амуро-Зейского междуречья за последние 5 тыс. лет, были построены климатические карты Северного полушария для теплой эпохи средневековья (IX–XII вв.).

Был проведен сравнительный анализ хронологии климатических и исторических событий, охватывающий разделы всемирной истории от неолитической революции до позднего средневековья. Выполненные до настоящего времени исследования устанавливают существование поразительной синхронности климатических и исторических событий во всех частях света, заставляющей вполне серьезно относится к влиянию климата на исторический процесс. Главным выводом этих работ является положение о том, что эпохи локального ухудшения климата (похолодание или уменьшение количества осадков) являются эпохами в максимальной степени благоприятствующими духовному и материальному прогрессу.

Лаборатория проводит исследования в области моделирования изменений климата под действием антропогенных (энергетика, промышленность, лесное и сельское хозяйство) и естественных факторов. Результаты этой работы могут быть применены для реконструкции климата прошлого и создания надежных долгосрочных прогнозов изменения климата будущего для любого региона Северного полушария. Несколько проектов, уже осуществленных на территории России, показали хорошее соответствие наблюдениям последних лет. Достижения лаборатории в этой области отражены в многочисленных публикациях в ведущих национальных и международных журналах.