Nye scenarier viser hvordan verden kan begrense oppvarming til 1.5C i 2100

Nye scenarier viser hvordan verden kan begrense oppvarming til 1.5C i 2100

I 2015 Paris-avtalen På klimaendringene lovet nesten alle land på Jorden å holde globale temperaturer "godt under" 2C over preindustrielle nivåer og å "forfølge innsats for å begrense temperaturøkningen ytterligere til 1.5C".

Men på den tiden hadde forskere bare modellert energisystem og karbonbegrensende veier for å oppnå 2C-målet. Få studier hadde undersøkt hvordan verden kan begrense oppvarming til 1.5C.

Nå et papir inn Natur Climate Change presenterer resultatene fra en ny modelleringsøvelse med seks forskjellige "integrerte vurderingsmodeller" (IAM) for å begrense globale temperaturer i 2100 til under 1.5C.

Resultatene antyder at 1.5C kan oppnås dersom globale utslipp topp i de neste årene, og massive mengder karbon suges ut av atmosfæren i andre halvdel av året gjennom en foreslått teknologi som kalles bioenergi med karbonfangst og -lagring (BECCS).

Definere 1.5C-målet

En utfordring med målet om å begrense oppvarming til 1.5C over pre-industrielle nivåer er at det var ikke klart definert i Paris-avtalens tekst. For eksempel er forskere uenige om hva, akkurat, pre-industrielle temperaturer var og hvordan best å definere dem, i tillegg til hvilket datasett å bruke.

Det er heller ikke en klar konsensus om målet skulle være å sikte på å få jevne odds for verden å nå 1.5C-oppvarming av 2100, eller forsøk å forsøke å unngå temperaturer som overstiger 1.5C ved å sikte på en enda lavere oppvarmingsmengde. Fordi usikkerhet i klimafølsomhet betyr at vi kan ha noe mellom 1.5C og 4.5C-oppvarming per dobling av CO2-utslipp, har forskere en tendens til å planlegge å unngå det verste fallet der klimavensjonen ender med å ligge i den øvre delen av serien.

I tilfelle av 2C-målet har Paris-avtalens "godt under" -sprog blitt tolket som å sikre at det ikke er mer enn en 33% sjanse for å overskride 2C - og dermed en 66% sjanse for å holde seg under den. Men 1.5C-målet kunne tolkes som enten sikter på en 50% sjanse for å holde seg under 1.5C, eller en 66% sjanse som ligner 2C-målet. Dette kan høres ut som et lite skille, men det har stor innvirkning på resulterende karbonbudsjett og enkelt å møte målet.


Få det siste fra InnerSelf


I deres nye papir velger et team av 23 energiforskere den strengere tolkningen av målet, med sikte på en 66% sjanse for å unngå mer enn 1.5C-oppvarming i år 2100. Imidlertid tillater de at temperaturer overskrider 1.5C i løpet av århundret så lenge de faller tilbake til under 1.5C innen år 2100. Dette er kjent som et "overshoot" scenario.

1.5C er bare mulig i noen fremtidige veier

For å vurdere levedyktige veier for å begrense oppvarming til 1.5C, bruker forskerne den nye Felles sosioøkonomiske baner (SSP) utviklet som forberedelse til neste rapport om klimapanelet (IPCC), som kommer tidlig neste tiår. Disse SSP-ene - hvilken Carbon Brief vil utforske mer dybde i de kommende ukene - presentere fem mulige fremtidige verdener som er forskjellige i deres befolkning, økonomisk vekst, energibehov, likestilling og andre faktorer.

Hver verden kan ha flere forskjellige klimaforløp, men noen vil ha en mye enklere tid å redusere utslippene enn andre. Den nye klimapåstanden som er knyttet til å unngå mer enn 1.5C-oppvarming i 2100 kalles Representative Concentration Pathway 1.9 ("RCP1.9"), som er en verden der strålingsstyrken fra klimagasser er begrenset til ikke mer enn 1.9 watt per meter kvadratet (W / m2) over preindustrielle nivåer. Dette er lavere enn RCP-serien som tidligere ble brukt av klimamodeller, som gikk fra 2.6 opp til 8.5W / m2.

De seks IAM-ene finner alle levedyktige 1.5C-scenarier i SSP1, som er en vei som fokuserer på "inkluderende og bærekraftig utvikling". Fire av de seks modellene finner veier i SSP2, som er et midtpunkt i vei scenario hvor trender stort sett følger historiske mønstre. Ingen modeller viser levedyktige 1.5C-veier i SSP3, som er en verden av "regional rivalisering" og "gjenoppbyggende nasjonalisme" med lite internasjonalt samarbeid.

Til slutt har bare en av modellene en 1.5C-vei i SSP4, som er en verden med "høy ulikhet", mens to modeller har levedyktige veier i SSP5, en verden av "rask økonomisk vekst" og "energikrevende livsstil".

Utslippene må toppes raskt

For å begrense oppvarming til under 1.5C, må alle modellene som forskerne undersøkte kreve at globale utslipp topp 2020 og avtar nedbør deretter. Etter 2050 må verden redusere CO2-utslippene til null, og utslippene må i økende grad bli negativ i andre halvdel av det 21ste århundre.

Selv med disse raske reduksjonene vurderes alle scenariene fortsatt å overskride 1.5C-oppvarming i 2040-tallene, før de faller til 1.3-1.4C over pre-industrielle nivåer av 2100. Modeller med raskere reduksjoner - vanligvis forbundet med SSP1 - har mindre temperaturoverskridelser enn de med mer gradvise reduksjoner.

Figuren under viser både CO2-utslipp (venstre) og global oppvarming over pre-industrielle (høyre) over alle de undersøkte 1.5C-modellene. Linjene er fargede basert på bruk av SSP.

CO2-utslipp i gigatoner (Gt) CO2 (venstre) og global gjennomsnittlig overflatetemperatur i forhold til preindustrial (høyre) over alle RCP1.9 / 1.5C scenarier som inngår i Rogelj et al. 2018. Data tilgjengelig i IIASA SSP database. Diagram med Carbon Brief bruker Highcharts.

Modellene viser en gjenstående 1.5C "karbonbudsjett"Fra 2018 til 2100 av mellom -175 og 400 gigatonnes av CO2 (GtCO2). Dette området er konsistent med estimater fra IPCCs 5th Assessment Report.

Bredden er i stor grad et resultat av forskjeller i utslipp av ikke-CO2-drivhusgasser, som metan og nitrogenoksid, som varierer med en faktor mellom to og tre over modellene av 2100. Noen modeller med høyere ikke-CO2-utslipp har et gjenværende karbonbudsjett på under null, noe som krever at flere CO2 blir fjernet fra atmosfæren enn i slutten av århundret. I disse simulasjonene er karbonbudsjettet for 1.5C allerede brukt opp.

Det sentrale estimatet på tvers av modellene er at det gjenværende 2018-2100-karbonbudsjettet ligger rundt 230 GtCO2. Ved dagens utslippsrate vil dette tillate omtrent seks år til hele 1.5C-budsjettet er oppbrukt, med en rekkevidde på null til 11 år på tvers av alle modellene.

Bytte fossilt brensel med fornybar energi

Studien undersøker de ulike måtene som globale energibehov kan oppfylles, samtidig som utslippene av drivhusgasser reduseres for å møte 1.5C-målet. Å begrense oppvarming til under 1.5C krever at verden raskt avviker alle typer fossilt brensel - eller i det minste de uten å følge karbonfangst og lagring (CCS). Samtidig trenger verden å raskt kaste opp bruk av null- og netto-negative kullenergikilder - ting som BECCS som genererer energi mens CO2 faktisk fjernes fra atmosfæren.

Figuren under viser bruken av fornybar energi (venstre), netto-negativ BECCS (senter) og kull uten CCS (høyre) over alle 1.5C-modellene. Fargene viser hvilke SSPer modellmodulasjonene bruker.

Nye scenarier viser hvordan verden kan begrense oppvarming til 1.5C i 2100

Global primærenergibruk i exajoules (EJ) for ikke-biomasse fornybar energi (venstre), BECCS (senter) og kull uten CCS (høyre) i alle RCP1.9 / 1.5C scenarier. Tilpasset fra figur 2 i Rogelj et al. 2018.

I de fleste modeller øker den totale energiforbruket faktisk mellom 2018 og 2100, med mellom -22% og + 83%, med en sentral økning på 22%.

Modellene viser imidlertid at energieffektivitet er ganske viktig på kort sikt - i hvert fall, mens mest energi kommer fra fossile brensler. Dette er spesielt viktig i transport- og bygningssektoren, hvor rask avkoking er vanskeligere enn ved kraftproduksjon.

Modellene viser en estimert 60-80% av all energi som kommer fra fornybar energi globalt av 2050. Noen modeller viser også en mye større rolle for kjernekraft, selv om andre ikke gjør det.

For å begrense oppvarming til 1.5C, reduseres bruken av kull uten karbonfangst med rundt 80% av 2040, med olje som for det meste faset ut av 2060. Dette ville kreve at de fleste bensin- eller dieseldrevne biler skal fases ut av 2060, med elektriske eller andre kjøretøy med lavt drivstoffkvalitet, som utgjør det store flertallet av salg godt før den dato. Fremtidig bruk av naturgass er mer blandet i modellene, med noen som øker og noen avtar i midten av århundre.

Utslippene må gå negativt

Negative utslipp er nødvendig i siste halvdel av århundret for å trekke ekstra CO2 ut av atmosfæren. Dette skyldes at utslippene ikke kan gå raskt nok i modellene for å unngå å overskride det tillatte karbonbudsjettet for å unngå 1.5C-oppvarming.

De fleste modellene gir omtrent 50-200% mer CO2 enn det tillatte karbonbudsjettet i løpet av århundret, før de trekker ekstra CO2 tilbake.

Modellene antar utbredt adopsjon av BECCS som starter mellom 2030 og 2040 og deretter raskt skaleres opp. Av 2050 har mange modeller BECCS som produserer mer enn 100 exajoules (EJ), omtrent like mye energi globalt som kull gir i dag. Ved 2100 vil BECCS være rundt 200EJ sammenlignet med 300EJ for all ikke-biomasse fornybar energi.

Figuren nedenfor viser mengden CO2 sekvestrert av CCS (både fra BECCS og fossilt brensel) på tvers av alle modellene. Karbonfangst rammer opp etter 2020 og kan være 20 GtCO2 eller høyere innen slutten av århundret, som er rundt halvparten av globale CO2-utslipp i 2018.

Nye scenarier viser hvordan verden kan begrense oppvarming til 1.5C i 2100

Årlig CO2 sekvestrert av karbonfangst og lagring i gigatoner (Gt) CO2 etter år og SSP i alle RCP1.9 / 1.5C scenarier. Tilpasset fra figur 3 i Rogelj et al. 2018.

Modellene produserer estimater for globale skovdekslingsendringer mellom -2% og 26% mellom i dag og 2100, med de fleste modeller som viser signifikant økning i skogsdekselet. Både BECCS og avplantning krever mye land. De fleste modellene viser en nedgang i globale vegetasjonsscenarier omtrent omtrent det areal som for tiden brukes til landbruk over hele EU.

Imidlertid inkluderer de fleste modellene som brukes i studien ikke avplantning som et eksplisitt begrensningsalternativ, så skogsplantering og andre "Naturlige" negative utslippsteknologier kan potensielt spille en større rolle i fremtiden. Spesifikke teknologier som brukes til fremtidige negative utslipp, kan være forskjellige og noe mindre avhengige av BECCS, men ikke-BECCS-tilnærminger er i stor grad utelatt fra modellene på grunn av gjenværende usikkerheter i kostnad og effektivitet i skala.

Tilsvarende varierer mengden BECCS ganske mye mellom modeller og på tvers av SSP, med SSP1 som krever de minst negative utslippene og SSP5 som krever det meste på grunn av sin langsommere utslippsreduksjon og høyere samlet energibruk.

Dr Joeri Rogelj, papirets hovedforfatter fra Internasjonalt Institutt for Applied Systems Analysis (IIASA) i Østerrike, forteller Carbon Brief:

"Dette indikerer at fokus på bærekraftig livsstil som begrenser energibehovet, kan sterkt redusere tilliten til BECCS."

En interessant konsekvens av 1.5C-målet er en redusert bruk av fossile brensler kombinert med CCS, sammenlignet med det som finnes i 2C-scenarier. Dette skyldes at fossilt brensel med CCS fortsatt resulterer i metanutslipp fra kullgruve- eller gasshåndtering, samt CO2-utslipp på grunn av ufullstendig fangst og lekkasje. Disse ekstrautslippene kan bli for viktige til å tillate i stor skala i en 1.5C-verden.

Mye vanskeligere å nå 1.5C enn 2C

I tillegg til å utforske detaljer om hva det ville ta å begrense oppvarming til 1.5C, sammenligner papiret også det med eksisterende 2C-scenarier på tvers av en rekke forskjellige kategorier. Figuren under viser forskjellen mellom 1.5C og 2C scenarier på tvers av både økonomiske og CO2 reduksjonsmålinger. Hver stiplede linje representerer en økning i 100% i kostnad eller innsats i en 1.5C-verden sammenlignet med en 2C-verden.

Nye scenarier viser hvordan verden kan begrense oppvarming til 1.5C i 2100

Relativ økning i kostnad og CO2 reduksjonsmålinger for 1.5C-scenarier sammenlignet med 2C-scenarier for ulike SSPs. Hver strekk linje representerer en økning i kostnadene eller reduksjonen av 100%, opp til en 500% økning. Tatt fra figur 4 i Rogelj et al. 2018.

De største økningen er i karbonpriser, som må være mellom 200% og 400% høyere, og i nærtidsutgifter, som er 200% til over 300% høyere. Disse økningene i kortsiktige kostnader er drevet av de strengere kortsiktige utslippsreduksjonene som trengs. Langsiktig kostnad ventes også å være rundt 200% høyere.

For CO2 reduksjonsmålinger krever en 1.5C-verden omtrent to til tre ganger større reduksjoner i CO2 fra bygninger og transport enn i en 2C-verden. Disse sektorer er vanskeligere å koble til enn kraftproduksjon, da de innebærer direkte forbrenning av fossile brensel som er mindre lett erstattet.

Vanskelig, men mulig?

De nye scenariene i denne studien er viktige fordi de viser at det finnes mulige baner og teknologiske veier som kan begrense oppvarming til under 1.5C i 2100. Imidlertid inkluderte alle modellene overshoot 1.5C av oppvarming i midten av århundret. De fleste stoler også på enorme mengder still-uprøvd negative utslipp senere i århundret for å muliggjøre en mer mulig gradvis reduksjon i utslippene på kort sikt.

As Dr Glen Peters, seniorforsker ved CICERO senter for internasjonal klimaforskning i Norge som ikke var involvert i studien, forteller Carbon Brief:

"Begrensningstemperaturen til 1.5C nærmer seg hvilke modeller som kan levere, med bare visse sosioøkonomiske, teknologiske og ressursforutsetninger som kan brukes til 1.5C-baner. Hvordan forvandle modellresultatene til et levedyktig samfunnstransformasjon forblir elefanten i rommet. 1.5C-scenariene krever radikale reduksjoner i uformidlet bruk av fossilt brensel, rask utvidelse av ikke-fossile energikilder og fjerning av karbondioksid i planetarisk skala. Hvis du ikke møter noen av disse kjernekonstruksjonene, blir 1.5C raskt ugjennomtrengelig. "

Merk: Ledsag av utgivelsen av studien er en nylig oppdatert SSP-utslipp og scenario database, som inkluderer data for alle SSP-scenarier.

Rogelj, J. et al. (2018) Scenarier mot å begrense global gjennomsnittstemperatur øker under 1.5C, Naturklimaendring,

doi:10.1038/s41558-018-0091-3

Denne artikkelen opprinnelig dukket opp på Carbon Brief

Om forfatteren

Zeke Hausfather dekker forskning innen klimavitenskap og energi med et amerikansk fokus. Zeke har mastergrad i miljøvitenskap fra Yale University og Vrije Universiteit Amsterdam, og fullfører en PhD i klimavitenskap ved University of California, Berkeley. Han har brukt de siste 10-årene som dataforsker og gründer i cleantech-sektoren.

Relaterte bøker:

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = klimaendringer; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}