A 2015 Paris megállapodás az éghajlatváltozással kapcsolatban a Föld szinte minden országa ígéretet tett arra, hogy a globális hőmérsékletet „jóval 2 ° C alatt” tartja az iparosodás előtti szintnél, és „törekszik arra, hogy a hőmérséklet-növekedést még 1.5 C-ra korlátozza”.

Abban az időben azonban a tudósok csak modellezték az energiarendszert és a szén -dioxid -csökkentési útvonalakat a 2C cél eléréséhez. Kevés tanulmány vizsgálta, hogyan korlátozhatja a világ a felmelegedést 1.5 ° C -ra.

Most egy papír be Nature Climate Change bemutatja az új modellezési eredményeket, amelyek hat különböző „integrált értékelési modellt” (IAM) alkalmaznak a 2100 -as globális hőmérséklet 1.5 C alá csökkentésére.

Az eredmények azt sugallják, hogy 1.5 ° C akkor érhető el, ha a globális kibocsátás eléri a csúcsot az elkövetkező években, és a század második felében hatalmas mennyiségű szenet szívnak ki a légkörből egy javasolt technológiával, amelyet úgy hívnak, hogy bioenergia, szén -dioxid -leválasztással és -tárolással (BECCS).

Az 1.5C cél meghatározása

Az egyik kihívás azzal a céllal, hogy a felmelegedést 1.5 ° C-ra korlátozzák az iparosodás előtti szinthez képest, az volt nincs egyértelműen meghatározva a párizsi megállapodás szövegében. Például a tudósok nem értenek egyet abban, hogy pontosan milyen és milyen volt az iparosodás előtti hőmérséklet hogyan lehet a legjobban meghatározni őket<p></p> milyen adatkészletet kell használni.

Továbbá nincs egyértelmű konszenzus abban az esetben, ha azt kell célozni, hogy egyenletes esélye legyen annak, hogy a világ 1.5 -ra elérje az 2100 ° C -os felmelegedést, vagy igyekezzenek elkerülni, hogy a hőmérséklet meghaladja az 1.5 ° C -ot, még alacsonyabb felmelegedés elérésével. Mert bizonytalanságok az éghajlati érzékenységben Ez azt jelenti, hogy a szén -dioxid -kibocsátás megduplázódása esetén 1.5 és 4.5 Celsius fok közötti felmelegedést érhetünk el, a tudósok hajlamosak arra, hogy elkerüljék a legrosszabb esetet, amikor az éghajlati érzékenység a tartomány felső végén van.

A 2C célkitűzés esetében a Párizsi Megállapodás „jóval alatta” nyelvét úgy értelmezték, hogy biztosítja, hogy ne legyen több 33% -nál a 2C -t meghaladó esély - és így 66% -kal maradhat alatta. De az 1.5C cél lehetett értelmezni vagy 50% -os esélye van arra, hogy 1.5 ° C alatt maradjon, vagy 66% -os esélye hasonló a 2C célhoz. Ez kis különbségnek tűnhet, de nagy hatással van a ebből következő szén -dioxid -költségvetés és könnyű elérni a célt.

Új tanulmányukban 23 energiakutatóból álló csapat a cél szigorúbb értelmezését választja, és 66% -os esélyt kíván elérni arra, hogy 1.5 -ban elkerülje az 2100 ° C feletti felmelegedést. Azonban lehetővé teszik, hogy a hőmérséklet meghaladja az 1.5 ° C -ot század elejére, amíg 1.5 -ra 2100 C alá süllyednek. Ezt „túllépési” forgatókönyvnek nevezik.

1.5C csak bizonyos jövőbeni utakon lehetséges

A felmelegedés 1.5 ° C -ra korlátozható életképes útjainak felméréséhez a kutatók az újat használják Közös társadalmi-gazdasági utak (SSP -k), amelyeket a következő kormányközi éghajlat -változási testület (IPCC) következő, az évtized elején esedékes értékelési jelentésének előkészítéseként fejlesztettek ki. Ezek az SSP -k - amelyeket a Carbon Brief a következő hetekben alaposabban megvizsgál - öt lehetséges jövőbeli világot mutatnak be, amelyek népességükben, gazdasági növekedésükben, energiaigényükben, egyenlőségükben és egyéb tényezőkben különböznek egymástól.

Minden világnak több különböző éghajlati pályája is lehet, bár egyeseknek sokkal könnyebb lesz a kibocsátás csökkentése, mint másoknak. Az új éghajlati pályát, amely 1.5 -ban több mint 2100 ° C -os melegedés elkerüléséhez kapcsolódik, Reprezentatív Koncentrációs Pályának 1.9 -nek („RCP1.9”) nevezik, amely egy olyan világ, ahol az üvegházhatású gázok sugárzási kényszere legfeljebb 1.9 watt / négyzetméter (W/m2) az iparosodás előtti szint felett. Ez alacsonyabb, mint a klímamodellezők által korábban használt RCP -tartomány, amely 2.6 -ról 8.5 W/m2 -re nőtt.

Mind a hat IAM életképes 1.5C forgatókönyvet talál az SSP1 -ben, amely az „inkluzív és fenntartható fejlődésre” összpontosító út. A hat modell közül négyen találnak utakat az SSP2 -ben, amely az út forgatókönyvének középső része, ahol a trendek nagyrészt a történelmi mintákat követik. Egyetlen modell sem mutat életképes 1.5C útvonalakat az SSP3 -ban, amely a „regionális rivalizálás” és az „újjáéledő nacionalizmus” világa, kevés nemzetközi együttműködéssel.

Végül csak az egyik modell rendelkezik 1.5 ° C -os útvonallal az SSP4 -ben, amely a "nagy egyenlőtlenség" világa, míg két modell életképes utat kínál az SSP5 -ben, a "gyors gazdasági növekedés" és az "energiaigényes életmód" világa.

A kibocsátásoknak gyorsan kell tetőzniük

Ahhoz, hogy a felmelegedést 1.5 ° C alá korlátozzák, a kutatók által vizsgált összes modell megköveteli, hogy a globális kibocsátás 2020 -ra tetőzzön, majd ezt követően rohamosan csökkenjen. 2050 után a világnak nullára kell csökkentenie a nettó CO2 -kibocsátást, és a kibocsátásoknak egyre negatívabbnak kell lenniük a 21. század második felében.

Még a gyors csökkentések ellenére is minden forgatókönyv a 1.5-es években még mindig meghaladja az 2040 ° C-os felmelegedést, mielőtt 1.3-ra 1.4-2100 ° C-ra csökkent az iparosodás előtti szint felett. mint azok, akik fokozatos csökkentéssel rendelkeznek.

Az alábbi ábra mind a CO2-kibocsátást (balra), mind a globális felmelegedést az iparosodás előtti (jobb) fölött mutatja az összes vizsgált 1.5C modellben. A vonalak színesek az alkalmazott SSP alapján.

CO2 -kibocsátás gigatonnában (Gt) CO2 (balra) és a globális átlagos felszíni hőmérséklet az iparág előtti időszakhoz képest (jobbra) az összes RCP1.9/1.5C forgatókönyvben Rogelj és mtsai 2018. A rendelkezésre álló adatok a IIASA SSP adatbázis. Diagram a Carbon Brief segítségével Highcharts.

A modellek 1.5 C -ot mutatnakszén-dioxid-költségvetés”2018 -tól 2100 -ig -175 és 400 gigatonna CO2 (GtCO2) között. Ez a tartomány az összhangban van a becslésekkel tól Az IPCC 5. értékelési jelentése.

A széles választék nagyrészt a nem szén-dioxid-kibocsátású üvegházhatást okozó gázok, mint például a metán és a dinitrogén-oxid kibocsátásában mutatkozó különbségeknek köszönhető, amelyek 2-ig két-háromszorosára változnak a modellek között. Egyes magasabb nem-CO2100-kibocsátású modellek a fennmaradó szén -dioxid -költségvetés kevesebb, mint nulla, és több CO2 -t kell eltávolítani a légkörből, mint amennyit a század végére hozzáadtak. Ezekben a szimulációkban az 2C szén -dioxid -költségvetését már kimerítették.

A modellek központi becslése szerint a fennmaradó 2018-2100 szén-dioxid-költségvetés 230 GtCO2 körül van. A jelenlegi kibocsátási ráta mellett ez nagyjából hat évet venne igénybe, amíg a teljes 1.5C -os költségvetés kimerül, az összes modell esetében nulla és 11 év közötti tartományban.

A fosszilis tüzelőanyagok helyettesítése megújuló energiaforrásokkal

A tanulmány feltárja a globális energiaszükségletek kielégítésének különböző módjait, ugyanakkor csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását az 1.5 ° C -os cél elérése érdekében. A felmelegedés 1.5 ° C alá korlátozása megköveteli, hogy a világ gyorsan szüntesse meg az összes fosszilis tüzelőanyagot - vagy legalábbis azokat, amelyek nélkül szén-dioxid-leválasztás és -tárolás (CCS). Ugyanakkor a világnak gyorsan fel kell gyorsítania a nulla és nettó negatív szén-energiaforrások használatát-olyan dolgokat, mint a BECCS, amelyek energiát termelnek, miközben ténylegesen eltávolítják a CO2-t a légkörből.

Az alábbi ábra a megújuló energiaforrások (bal oldalon), a nettó negatív BECCS (középen) és a CCS nélküli szén (jobb) használatát mutatja az összes 1.5C modellben. A színek azt mutatják, hogy a modellszimulációk mely SSP -ket használják.

Globális primer energiafelhasználás exajoule-ban (EJ) a nem biomassza megújuló energiaforrásokhoz (balra), a BECCS-hez (középen) és a szén-dioxid-mentes szénhez (jobbra) minden RCP1.9/1.5C forgatókönyvben. Ábrázolva a 2. ábrából Rogelj és mtsai 2018.

A legtöbb modellben az általános energiafelhasználás ténylegesen 2018 és 2100 között nő, -22%és +83%között, 22%-os központi növekedéssel.

A modellek azonban azt is mutatják, hogy az energiahatékonyság rövid távon igen fontos - legalábbis, míg a legtöbb energia fosszilis tüzelőanyagokból származik. Ez különösen fontos a szállítási és építőipari ágazatokban, ahol a gyors szén -dioxid -mentesítés nehezebb, mint az energiatermelésben.

A modellek becslések szerint 60-re a világon a megújuló energiaforrásokból származó energia 80-2050% -át teszik ki. Egyes modellek sokkal nagyobb szerepet játszanak az atomenergiában is, mások nem.

Ahhoz, hogy a felmelegedést 1.5 ° C-ra korlátozzák, a szénfelhasználás szén-dioxid-leválasztás nélkül körülbelül 80% -kal csökken 2040-re, és az olaj hasonlóan többnyire 2060-ra megszűnik. Ehhez a legtöbb benzin- vagy dízelüzemű járművet 2060-ra le kell állítani, elektromos vagy egyéb alacsony szén -dioxid -alternatív üzemanyaggal működő járművek teszik ki az eladások túlnyomó részét jóval azelőtt. A jövőbeni földgázfelhasználás vegyesebb a modellekben, némelyik növekedést és néhány csökkenést mutat a század közepére.

A kibocsátásoknak negatívnak kell lenniük

Negatív kibocsátások század második felében szükségesek ahhoz, hogy a felesleges CO2 -t kivonják a légkörből. Ennek oka az, hogy a kibocsátások nem eshetnek elég gyorsan a modellekben, nehogy túllépjék a megengedett szén -dioxid -költségvetést, és elkerüljék az 1.5 ° C -os felmelegedést.

A legtöbb modell nagyjából 50-200% -kal több CO2-t bocsát ki, mint a megengedett szén-dioxid-költségvetés az évszázad folyamán, mielőtt visszavonja az extra CO2-t.

A modellek feltételezik, hogy a BECCS széles körben elterjedt 2030 és 2040 között, majd gyorsan bővül. 2050 -re sok modellben a BECCS több mint 100 exajoule -t (EJ) állít elő, nagyjából ugyanannyi energiát világszerte, mint manapság a szén. 2100-ra a BECCS 200EJ körül lesz, míg a nem biomasszából származó megújuló energia 300EJ.

Az alábbi ábra mutatja a CCS által megkötött CO2 mennyiségét (mind a BECCS -ből, mind a fosszilis tüzelőanyagokból) az összes modellben. A szén -dioxid -leválasztás 2020 után felgyorsul, és a század végére 20 GtCO2 vagy annál magasabb lehet, ami 2 -ban a globális CO2018 -kibocsátás körülbelül a fele.

A szén -dioxid megkötésével és tárolásával megkötött éves szén -dioxid (Gt) CO2 évente és SSP minden RCP2/1.9C forgatókönyvben. A 1.5. ábrából átdolgozva Rogelj és mtsai 2018.

A modellek a becslések szerint a globális erdőborítás -2% és 26% között változnak a mai és 2100 közötti időszakban, a legtöbb modell jelentős erdőborítás -növekedést mutat. Mind a BECCS, mind az erdősítés sok földet igényel. A legtöbb modell a globális termőföld -forgatókönyvek csökkenését mutatja, amely nagyjából megegyezik a mezőgazdaságban jelenleg használt területtel az egész Európai Unióban.

A tanulmányban használt modellek többsége azonban nem tartalmazza az erdősítést, mint kifejezett enyhítő lehetőséget, ezért az erdősítést és egyéb „Természetes” negatív kibocsátású technológiák potenciálisan nagyobb szerepet játszhat a jövőben. A jövőbeni negatív kibocsátásokra használt specifikus technológiák eltérőek lehetnek, és némileg kevésbé támaszkodnak a BECCS-re, de a nem BECCS megközelítéseket nagyrészt kizárják a modellekből, mivel a költségek és hatékonyság tekintetében továbbra is bizonytalanok a méretek.

Hasonlóképpen, a felhasznált BECCS mennyisége meglehetősen eltér a modellek és az SSP -k között: az SSP1 a legkevesebb negatív kibocsátást igényli, az SSP5 pedig a legtöbbet a lassabb kibocsátáscsökkentés és a magasabb általános energiafelhasználás miatt.

Dr. Joeri Rogelj, a lap vezető szerzője a Nemzetközi Alkalmazott Rendszerelemző Intézet (IIASA) Ausztriában elmondja a Carbon Brief -nek:

"Ez azt jelzi, hogy a fenntartható életmódra való összpontosítás, amely korlátozza az energiaigényt, erősen csökkentheti a BECCS -től való függést."

Az 1.5 Celsius fokos cél egyik érdekes következménye a fosszilis tüzelőanyagok és a CCS kombinációjának kevesebb felhasználása a 2C forgatókönyvekhez képest. Ennek oka az, hogy a CCS -t tartalmazó fosszilis tüzelőanyagok továbbra is a szénbányászatból vagy gázkezelésből származó metánkibocsátást, valamint a tökéletlen befogás és szivárgás miatt CO2 -kibocsátást eredményeznek. Ezek a többletkibocsátások túl fontosakká válhatnak ahhoz, hogy nagy léptékben lehetővé tegyék az 1.5 C -os világban.

Sokkal nehezebb elérni az 1.5 ° C -ot, mint a 2 ° C -ot

Amellett, hogy megvizsgálja annak részleteit, hogy mi szükséges ahhoz, hogy a felmelegedést 1.5 ° C -ra korlátozzák, a cikk azt is összehasonlítja a meglévő 2C forgatókönyvekkel, számos különböző kategóriában. Az alábbi ábra a 1.5C és 2C forgatókönyvek közötti különbséget mutatja mind a gazdasági, mind a CO2 -csökkentési mutatók között. Minden szaggatott vonal 100% -os növekedést jelent a költségekben vagy az erőfeszítésben 1.5 ° C -os világban a 2C -s világhoz képest.

A költségek és a CO2 -csökkentési mutatók relatív növekedése az 1.5C forgatókönyvekhez képest a 2C forgatókönyvekhez a különböző SSP -k esetében. Minden szaggatott vonal 100% -os költségnövekedést vagy csökkentési összeget jelent, akár 500% -os növekedést. A 4. ábrából vettük Rogelj és mtsai 2018.

A legnagyobb mértékben a szénárak emelkednek, amelyeknek 200–400% -kal magasabbnak kell lenniük, valamint a közeljövőben felmerülő költségek, amelyek 200–300% -kal magasabbak. A rövid távú költségek ezen növekedését a szükséges, súlyosabb, rövid távú kibocsátáscsökkentés okozza. A hosszú távú költségek is körülbelül 200% -kal magasabbak.

A CO Ezeket az ágazatokat nehezebb dekarbonizálni, mint az energiatermelést, mivel a fosszilis tüzelőanyagok közvetlen elégetésével járnak, amelyeket kevésbé könnyű pótolni.

Nehéz, de lehetséges?

A tanulmányban szereplő új forgatókönyvek azért fontosak, mert azt mutatják, hogy lehetségesek olyan pályák és technológiai utak, amelyek 1.5 -ban 2100 ° C alá tudják korlátozni a felmelegedést. Mindazonáltal mindegyik modell tartalmazta a század közepén mért 1.5 C -os melegedés túllépését. A legtöbben hatalmas mennyiségben is támaszkodnak még nem bizonyított század végén a negatív kibocsátások, hogy a kibocsátás megvalósíthatóbb fokozatos csökkentését tegye lehetővé a közeljövőben.

As Dr. Glen Petersegyetemi kutató, a CICERO Nemzetközi Klímakutató Központ Norvégiában, aki nem vett részt a tanulmányban, elmondja a Carbon Brief -nek:

„A hőmérséklet 1.5 ° C -ra való korlátozása közelít ahhoz, amit a modellek képesek nyújtani, csak bizonyos társadalmi -gazdasági, technológiai és erőforrás -feltételezések engedhetők meg 1.5 ° C -os utaknak. Az, hogy a modell eredményeit hogyan lehet életképes társadalomátalakítássá alakítani, továbbra is az elefánt a szobában. Az 1.5C forgatókönyvek radikális csökkentést igényelnek a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásában, a nem fosszilis energiaforrások gyors bővítését és a bolygóméretű széndioxid eltávolítását. Ha nem felel meg ezeknek az alapvető építőelemeknek, az 1.5C gyorsan megvalósíthatatlan lesz. ”

Jegyzet: A tanulmány közzétételét kísérő újonnan frissített SSP kibocsátási és forgatókönyv adatbázis, amely minden SSP -forgatókönyv adatait tartalmazza.

Rogelj, J. et al. (2018) Forgatókönyvek a globális átlaghőmérséklet 1.5 C alá történő korlátozásának korlátozása érdekében, a természet klímaváltozása,

doi:10.1038/s41558-018-0091-3

Ez a cikk eredetileg megjelent Carbon Brief

A szerzőről

Zeke Hausfather az éghajlattudomány és az energia kutatásait foglalja magában, USA-val összpontosítva. Zeke környezettudományi diplomát szerzett a Yale Egyetemen és a Vrije Universiteit Amszterdamban, és klímatudományi PhD-t szerez a kaliforniai Berkeley Egyetemen. Az elmúlt 10 években adattudósként és vállalkozóként dolgozott a cleantech szektorban.

Kapcsolódó könyvek:

at InnerSelf Market és Amazon