Senario Baru Menunjukkan Bagaimana Dunia Boleh Hadkan Pemanasan Kepada 1.5C Dalam 2100

Senario Baru Menunjukkan Bagaimana Dunia Boleh Hadkan Pemanasan Kepada 1.5C Dalam 2100

Dalam 2015 Perjanjian Paris mengenai perubahan iklim, hampir setiap negara di Bumi berjanji untuk mengekalkan suhu global "jauh di bawah" 2C di atas tahap pra-perindustrian dan "meneruskan usaha untuk mengehadkan kenaikan suhu lebih jauh ke 1.5C".

Walau bagaimanapun, pada masa itu, saintis hanya mempunyai model sistem tenaga dan laluan pengurangan karbon untuk mencapai sasaran 2C. Beberapa kajian telah mengkaji bagaimana dunia boleh mengehadkan pemanasan kepada 1.5C.

Sekarang kertas dalam Alam Perubahan Iklim membentangkan hasil daripada latihan pemodelan baru menggunakan enam "model penilaian bersepadu" (IAMs) yang berbeza untuk menghadkan suhu global di 2100 ke bawah 1.5C.

Hasilnya menunjukkan bahawa 1.5C boleh dicapai jika puncak pelepasan global dalam beberapa tahun akan datang dan sejumlah besar karbon disedut keluar dari atmosfera pada separuh kedua abad ini melalui teknologi yang dicadangkan sebagai bioenergi dengan penangkapan dan penyimpanan karbon (BECCS).

Menetapkan sasaran 1.5C

Satu cabaran dengan matlamat mengehadkan pemanasan kepada 1.5C di atas tahap pra-perindustrian adalah bahawa ia adalah tidak jelas dalam teks Perjanjian Paris. Sebagai contoh, para saintis tidak bersetuju dengan apa yang tepat, suhu sebelum perindustrian adalah dan cara terbaik untuk mentakrifkan mereka, Serta apa data yang digunakan.

Juga tidak ada kata sepakat yang jelas jika sasaran harus bertujuan untuk merasakan kemungkinan dunia mencapai pemanasan 1.5C oleh 2100, atau berusaha untuk mencuba dan mengelakkan suhu melebihi 1.5C dengan mensasarkan jumlah pemanasan yang lebih rendah. Kerana ketidakpastian dalam kepekaan iklim bermakna kita boleh mempunyai apa-apa antara pemanasan 1.5C dan 4.5C setiap kali pelepasan pelepasan CO2, saintis cenderung untuk merancang untuk mengelakkan kes yang paling teruk di mana kepekaan iklim berakhir pada hujung yang lebih tinggi julat.

Dalam kes sasaran 2C, bahasa Paris "di bawah" Perjanjian telah ditafsirkan sebagai memastikan bahawa tidak ada peluang 33% melebihi 2C - dan oleh itu, peluang 66 untuk tinggal di bawahnya. Tetapi sasaran 1.5C boleh ditafsirkan sama ada dengan tujuan untuk peluang 50 untuk tinggal di bawah 1.5C, atau peluang 66% yang serupa dengan sasaran 2C. Ini mungkin terdengar seperti perbezaan kecil, tetapi ia mempunyai kesan yang besar terhadap menyebabkan anggaran karbon dan kemudahan untuk memenuhi sasaran.

Dalam kertas baru mereka, satu pasukan penyelidik tenaga 23 memilih tafsiran ketat sasaran, bertujuan untuk peluang 66 untuk menghindari lebih banyak daripada pemanasan 1.5C pada tahun 2100. Walau bagaimanapun, mereka membenarkan suhu melebihi 1.5C sepanjang abad ini selagi mereka turun kembali ke bawah 1.5C menjelang tahun 2100. Ini dikenali sebagai senario "overshoot".

1.5C hanya boleh dilakukan di beberapa laluan masa depan

Untuk menilai laluan yang berdaya maju untuk mengehadkan pemanasan kepada 1.5C, penyelidik menggunakan yang baru Laluan Sosial Sosioekonomi (SSP) yang dibangunkan sebagai persediaan untuk laporan taksiran Intergovernmental Panel Perubahan Iklim (IPCC) yang akan datang pada awal dekad akan datang. SSP ini - yang Singkat Karbon akan meneroka dengan lebih mendalam pada minggu-minggu akan datang - kini lima dunia masa depan mungkin yang berbeza dalam populasi mereka, pertumbuhan ekonomi, permintaan tenaga, kesaksamaan dan faktor-faktor lain.

Setiap dunia boleh mempunyai pelbagai laluan cuaca yang berbeza, walaupun ada yang akan mempunyai masa yang lebih mudah mengurangkan pelepasan daripada yang lain. Trajektori iklim baru yang berkaitan dengan menghindari pemanasan 1.5C di 2100 dipanggil Laluan Konsentrasi Perwakilan 1.9 ("RCP1.9"), yang merupakan dunia di mana radiasi memaksa dari gas rumah hijau adalah terhad kepada tidak lebih daripada 1.9 watts per meter persegi (W / m2) di atas paras pra-perindustrian. Ini adalah lebih rendah daripada rangkaian RCPs yang dahulunya digunakan oleh pengubah iklim, yang beralih dari 2.6 hingga 8.5W / m2.

Enam IAM semuanya mencatatkan senario 1.5C yang berdaya maju di SSP1, yang merupakan laluan yang memfokus kepada "pembangunan inklusif dan mampan". Empat dari enam model itu menemui laluan dalam SSP2, yang merupakan pertengahan senario jalan di mana trend sebahagian besarnya mengikuti corak sejarah. Tiada model menunjukkan jalur 1.5C yang berdaya maju di SSP3, yang merupakan dunia "persaingan serantau" dan "kebangkitan semula nasionalisme" dengan kerjasama antarabangsa yang sedikit.

Akhir sekali, hanya satu model yang mempunyai laluan 1.5C di SSP4, yang merupakan dunia "ketidaksamaan yang tinggi", manakala dua model mempunyai laluan yang berdaya maju di SSP5, dunia "pertumbuhan ekonomi yang pesat" dan "gaya hidup intensif tenaga".

Pelepasan mesti puncak dengan cepat

Untuk mengehadkan pemanasan di bawah 1.5C, semua model yang diperiksa para penyelidik memerlukan puncak pelepasan global oleh 2020 dan merosot selepas itu. Selepas 2050, dunia mesti mengurangkan pelepasan CO2 bersih kepada sifar dan pelepasan mesti semakin negatif sepanjang separuh kedua abad 21.

Walaupun dengan pengurangan pesat ini, semua senario dianggap masih melampaui pemanasan 1.5C di 2040s, sebelum merosot ke sekitar 1.3-1.4C di atas tahap pra-perindustrian oleh 2100. Model dengan pengurangan yang lebih pesat - secara amnya dikaitkan dengan SSP1 - mempunyai kelebihan suhu yang kurang daripada mereka yang mempunyai pengurangan yang lebih beransur-ansur.

Angka di bawah menunjukkan kedua-dua pelepasan CO2 (kiri) dan pemanasan global di atas pra-perindustrian (kanan) merentas semua model 1.5C yang diperiksa. Garis berwarna berdasarkan SSP yang digunakan.

Pelepasan CO2 dalam gigatons (Gt) CO2 (kiri) dan suhu permukaan purata global berbanding dengan praindustrial (kanan) merentas semua senario RCP1.9 / 1.5C yang termasuk dalam Rogelj et al 2018. Data yang terdapat di dalam Pangkalan data SASA IIASA. Carta dengan ringkas Carbon menggunakan Highcharts.

Model-model ini menunjukkan baki 1.5C "anggaran karbon"Dari 2018 hingga 2100 antara -175 dan 400 gigatonnes CO2 (GtCO2). Julat ini konsisten dengan anggaran daripada Laporan Penilaian 5th IPCC.

Pelbagai adalah sebahagian besarnya disebabkan oleh perbezaan dalam pelepasan gas rumah hijau bukan CO2, seperti metana dan nitro oksida, yang bervariasi dengan faktor antara dua dan tiga di seluruh model oleh 2100. Sesetengah model dengan pelepasan bukan CO2 yang lebih tinggi mempunyai baki karbon yang tinggal kurang daripada sifar, memerlukan lebih banyak CO2 dikeluarkan dari atmosfer daripada ditambah pada akhir abad ini. Dalam simulasi ini, anggaran karbon untuk 1.5C telah digunakan.

Anggaran pusat merentasi model adalah baki karbon 2018-2100 yang tersisa adalah sekitar 230 GtCO2. Pada kadar pelepasan semasa, ini akan membolehkan kira-kira enam tahun sehingga keseluruhan anggaran 1.5C habis, dengan pelbagai sifar hingga tahun 11 di semua model.

Menggantikan bahan api fosil dengan tenaga boleh diperbaharui

Kajian ini meneroka pelbagai cara yang memerlukan tenaga global dapat dipenuhi, sementara juga memotong pelepasan GHG untuk memenuhi matlamat 1.5C. Mengehadkan pemanasan di bawah 1.5C memerlukan dunia fasa cepat keluar semua jenis bahan api fosil - atau sekurang-kurangnya mereka yang tidak menyertai pengumpulan karbon dan penyimpanan (CCS). Pada masa yang sama, dunia perlu dengan cepat meningkatkan penggunaan sumber tenaga karbon sifar dan negatif - perkara-perkara seperti BECCS yang menjana tenaga ketika benar-benar mengeluarkan CO2 dari atmosfera.

Angka di bawah menunjukkan penggunaan terbaharui (kiri), BECCS (pusat) bersih dan negatif tanpa batasan CCS (kanan) di semua model 1.5C. Warna-warna menunjukkan SSP yang digunakan model simulasi.

Senario Baru Menunjukkan Bagaimana Dunia Boleh Hadkan Pemanasan Kepada 1.5C Dalam 2100

Penggunaan tenaga primer global dalam exajoules (EJ) untuk pembaharuan bukan biomas (kiri), BECCS (tengah), dan arang batu tanpa CCS (kanan) merentas semua senario RCP1.9 / 1.5C. Diadaptasi dari Rajah 2 di Rogelj et al 2018.

Dalam kebanyakan model, penggunaan tenaga secara keseluruhannya meningkat di antara 2018 dan 2100, di antara -22% dan + 83%, dengan peningkatan pusat 22%.

Walau bagaimanapun, model juga menunjukkan bahawa kecekapan tenaga sangat penting dalam jangka pendek - sekurang-kurangnya, sementara kebanyakan tenaga berasal dari bahan api fosil. Ini amat penting dalam sektor pengangkutan dan bangunan, di mana penyahkarbonasi pesat adalah lebih sukar daripada penjanaan kuasa.

Model-model ini menunjukkan anggaran 60-80% dari semua tenaga yang berasal dari pembaharuan di seluruh dunia oleh 2050. Sesetengah model juga menunjukkan peranan yang jauh lebih besar untuk kuasa nuklear, walaupun yang lain tidak.

Untuk mengehadkan pemanasan kepada 1.5C, penggunaan arang batu tanpa penangkapan karbon menurun sekitar 80% oleh 2040, dengan minyak yang sama kebanyakannya dihentikan oleh 2060. Ini memerlukan kebanyakan kenderaan petrol atau diesel yang akan dihentikan oleh 2060, dengan kenderaan bahan api alternatif elektrik rendah atau rendah yang membuat majoriti jualan sebelum tarikh itu. Penggunaan gas alam akan datang lebih bercampur-campur dalam model-model, dengan beberapa menunjukkan kenaikan dan beberapa berkurang menjelang pertengahan abad.

Pelepasan mesti negatif

Pelepasan negatif diperlukan pada separuh akhir abad ini untuk menarik CO2 tambahan dari atmosfera. Ini kerana pelepasan tidak boleh jatuh cukup cepat dalam model untuk mengelakkan melebihi anggaran karbon yang dibenarkan untuk mengelakkan pemanasan 1.5C.

Kebanyakan model memancarkan kira-kira 50-200 lebih banyak CO2 daripada anggaran karbon yang dibenarkan sepanjang abad ini, sebelum menarik semula CO2 tambahan.

Model-model ini menganggap penggunaan BECCS yang meluas di antara 2030 dan 2040 dan kemudian berkembang pesat. Oleh 2050, banyak model mempunyai BECCS menghasilkan lebih daripada 100 exajoules (EJ), kira-kira jumlah tenaga yang sama di seluruh dunia seperti arang batu menyediakan hari ini. Oleh 2100, BECCS akan berada di sekitar 200EJ berbanding dengan 300EJ untuk semua tenaga boleh diperbaharui bukan biomas.

Angka di bawah menunjukkan jumlah CO2 yang diasingkan oleh CCS (kedua-duanya dari BECCS dan bahan api fosil) di semua model. Tangkapan karbon menembusi selepas 2020 dan boleh 20 GtCO2 atau lebih tinggi menjelang akhir abad ini, iaitu sekitar separuh daripada pelepasan CO2 global di 2018.

Senario Baru Menunjukkan Bagaimana Dunia Boleh Hadkan Pemanasan Kepada 1.5C Dalam 2100

CO2 tahunan diserap oleh penangkapan dan penyimpanan karbon dalam gigatons (Gt) CO2 tahun dan SSP merentas semua senario RCP1.9 / 1.5C. Diadaptasi dari Rajah 3 di Rogelj et al 2018.

Model-model ini menghasilkan anggaran perubahan penutupan hutan global antara -2% dan 26% antara hari ini dan 2100, dengan kebanyakan model menunjukkan kenaikan ketara dalam penutupan hutan. Kedua-dua BECCS dan penanaman semula hutan memerlukan banyak tanah. Kebanyakan model menunjukkan penurunan dalam senario cropland global kira-kira sama dengan kawasan yang kini digunakan untuk pertanian di seluruh Kesatuan Eropah.

Walau bagaimanapun, kebanyakan model yang digunakan dalam kajian ini tidak termasuk penanaman semula hutan sebagai pilihan mitigasi yang jelas, jadi penanaman semula hutan dan lain-lain Teknologi pelepasan negatif "semula jadi" berpotensi memainkan peranan yang lebih besar pada masa akan datang. Teknologi khusus yang digunakan untuk pelepasan negatif masa depan mungkin berbeza dan agak kurang bergantung kepada BECCS, namun pendekatan bukan BECCS sebahagian besarnya tidak termasuk dalam model disebabkan oleh ketidakpastian yang tersisa dalam kos dan keberkesanan pada skala.

Begitu juga, jumlah BECCS yang digunakan agak berbeza antara model dan merentasi SSP, dengan SSP1 yang memerlukan pelepasan negatif yang minimum dan SSP5 yang memerlukan yang paling banyak disebabkan oleh pengurangan pelepasan yang lebih perlahan dan penggunaan tenaga keseluruhan yang lebih tinggi.

Dr Joeri Rogelj, pengarang utama kertas itu daripada Institut Antarabangsa Gunaan Analisis Sistem (IIASA) di Austria, memberitahu Singkat Carbon:

"Ini menunjukkan bahawa tumpuan kepada gaya hidup yang mampan yang menghadkan permintaan tenaga dapat mengurangkan kebergantungan pada BECCS."

Kesan menarik sasaran 1.5C adalah penggunaan bahan api fosil yang dikurangkan dengan CCS, berbanding dengan apa yang terdapat dalam senario 2C. Ini adalah kerana bahan api fosil dengan CCS masih menghasilkan pelepasan metana daripada perlombongan arang batu atau pengendalian gas, serta pelepasan CO2 kerana penangkapan dan kebocoran yang tidak sempurna. Pelepasan tambahan ini boleh menjadi terlalu penting untuk membolehkan skala besar dalam dunia 1.5C.

Lebih sukar untuk mencapai 1.5C daripada 2C

Selain meneroka butiran mengenai apa yang diperlukan untuk mengehadkan pemanasan kepada 1.5C, kertas itu juga membandingkannya dengan senario 2C sedia ada merangkumi beberapa kategori yang berlainan. Angka di bawah menunjukkan perbezaan antara senario 1.5C dan 2C merentas kedua-dua metrik pengurangan ekonomi dan CO2. Setiap garis putus-putus mewakili peningkatan% 100 kos atau usaha di dunia 1.5C berbanding dengan dunia 2C.

Senario Baru Menunjukkan Bagaimana Dunia Boleh Hadkan Pemanasan Kepada 1.5C Dalam 2100

Kenaikan relatif kos dan metrik pengurangan CO2 untuk senario 1.5C berbanding dengan senario 2C untuk pelbagai SSP. Setiap garis putus-putus merupakan peningkatan% 100 dalam kos atau jumlah pengurangan, sehingga peningkatan% 500. Diambil daripada angka 4 di Rogelj et al 2018.

Peningkatan terbesar adalah dalam harga karbon, yang mesti di antara 200% dan 400% lebih tinggi, dan dalam kos jangka terdekat, iaitu 200% hingga lebih tinggi 300%. Peningkatan dalam kos jangka pendek didorong oleh pengurangan pelepasan jangka pendek yang lebih teruk yang diperlukan. Kos jangka panjang juga dijangka sekitar 200% lebih tinggi.

Untuk metrik pengurangan CO2, dunia 1.5C memerlukan pengurangan lebih kurang dua hingga tiga kali ganda dalam CO2 daripada bangunan dan pengangkutan daripada di dunia 2C. Sektor-sektor ini lebih sukar untuk decarbonise daripada penjanaan kuasa kerana ia melibatkan pembakaran langsung bahan api fosil yang kurang mudah diganti.

Sukar, tetapi mungkin?

Senario baru dalam kajian ini adalah penting kerana mereka menunjukkan bahawa terdapat kemungkinan laluan dan laluan teknologi yang boleh mengehadkan pemanasan ke bawah 1.5C di 2100. Bagaimanapun, semua model termasuk pemanasan 1.5C pada pertengahan abad. Kebanyakan juga bergantung kepada jumlah besar masih belum dibuktikan pelepasan negatif kemudian pada abad ini untuk membolehkan pengurangan pelepasan yang lebih beransur-ansur dalam jangka masa terdekat.

As Dr Glen Peters, seorang penyelidik kanan di Universiti Teknologi Malaysia Pusat CICERO untuk Penyelidikan Iklim Antarabangsa di Norway yang tidak terlibat dalam kajian itu, memberitahu Carbon Brief:

"Mengehadkan suhu ke 1.5C semakin dekat dengan model yang boleh disampaikan, dengan hanya andaian sosioekonomi, teknologi dan sumber tertentu yang boleh diterima oleh laluan 1.5C. Bagaimana untuk mengubah keputusan model menjadi transformasi masyarakat yang berdaya maju kekal sebagai gajah di dalam bilik. Senario 1.5C memerlukan pengurangan radikal dalam penggunaan bahan bakar fosil tanpa henti, pengembangan pesat sumber tenaga bukan fosil dan penyingkiran karbon dioksida skala planet. Gagal memenuhi mana-mana blok bangunan teras akan menjadikan 1.5C dengan cepat tidak mudah. ​​"

Catatan: Mengiringi penerbitan kajian ini adalah yang baru dikemas kini Pelepasan SSP dan pangkalan data senario, yang merangkumi data untuk semua senario SSP.

Rogelj, J. et al. (2018) Skenario ke arah mengehadkan peningkatan suhu purata global di bawah 1.5C, Perubahan Iklim Alam,

doi:10.1038/s41558-018-0091-3

Artikel ini pada asalnya muncul di Carbon Brief

Tentang Pengarang

Zeke Hausfather merangkumi penyelidikan dalam sains iklim dan tenaga dengan tumpuan AS. Zeke memiliki ijazah sarjana dalam bidang sains alam sekitar dari Yale University dan Vrije Universiteit Amsterdam, dan menamatkan pengajian PhD dalam sains iklim di University of California, Berkeley. Beliau telah menghabiskan tahun-tahun 10 yang lalu sebagai seorang saintis data dan usahawan dalam sektor cleantech.

Buku berkaitan:

{amazonWS: searchindex = Buku; kata kunci = penyelesaian perubahan iklim; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}