Новые сценарии показывают, как мир может ограничить потепление для 1.5C в 2100

Новые сценарии показывают, как мир может ограничить потепление для 1.5C в 2100

В 2015 Парижское соглашение по изменению климата почти каждая страна на Земле обязалась поддерживать глобальные температуры «значительно ниже» 2C выше доиндустриального уровня и «прилагать усилия, чтобы еще больше ограничить повышение температуры до 1.5C».

Тем не менее, в то время ученые использовали только моделирование энергетической системы и путей снижения выбросов углерода для достижения цели 2C. Немногие исследования изучили, как мир может ограничить потепление до 1.5C.

Теперь документ в Изменение климата, природы представлены результаты нового моделирования с использованием шести различных «моделей интегрированной оценки» (IAM) для ограничения глобальных температур в 2100 до уровня 1.5C.

Результаты показывают, что 1.5C достижимо, если глобальный выброс в ближайшие несколько лет и огромное количество углерода вытесняются из атмосферы во второй половине века с помощью предлагаемой технологии, известной как биоэнергия с улавливанием и хранением углерода (BECCS).

Определение цели 1.5C

Одной из задач с целью ограничения потепления для 1.5C выше доиндустриального уровня является то, что он был четко не определены в тексте Парижского соглашения, Например, ученые не согласны с тем, что именно, доиндустриальные температуры были и как лучше их определить, так же как какой набор данных использовать.

Также не существует четкого консенсуса в отношении того, что цель должна заключаться в том, чтобы иметь даже шансы мира достичь 1.5C-потепления 2100 или пытаться избежать превышения температуры над 1.5C, стремясь к еще более низкой сумме потепления. Потому как неопределенности в чувствительности к климату означают, что у нас может быть что-то между потеплением 1.5C и 4.5C за удвоение выбросов CO2, ученые склонны избегать худшего случая, когда чувствительность к климату оказывается на более высоком конце диапазона.

В случае цели 2C, язык «значительно ниже» в Парижском соглашении интерпретируется как обеспечение того, что существует вероятность превышения 33% 2C и, следовательно, вероятность 66% оставаться ниже этого. Но цель 1.5C может быть истолковано как либо для 50% вероятность остаться ниже 1.5C, либо вероятность 66%, аналогичная цели 2C. Это может звучать как небольшое различие, но оно сильно влияет на в результате углеродного бюджета и легкость достижения цели.


 Получите последние новости от InnerSelf


В своей новой статье команда исследователей энергии 23 выбирает более строгую интерпретацию цели, имея в виду шанс 66% избежать большего потепления 1.5C в 2100 году. Тем не менее, они позволяют температурам превышать 1.5C в течение столетия, пока они упадут ниже 1.5C к году 2100. Это называется сценарием «перерегулирования».

1.5C возможен только в некоторых будущих путях

Чтобы оценить жизнеспособные пути ограничения утечки на 1.5C, исследователи используют новые Общие социально-экономические пути (ПСР), разработанные в рамках подготовки к следующему докладу об оценке деятельности Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) в начале следующего десятилетия. Эти поставщики общих служб, которые в ближайшие недели будут изучать более подробно в углеродном брифинге, представляют пять возможных будущих миров, которые отличаются по своему населению, экономическому росту, потреблению энергии, равенству и другим факторам.

Каждый мир может иметь несколько разных траекторий климата, хотя некоторым из них будет намного легче сократить выбросы, чем другие. Новая траектория изменения климата, связанная с тем, что избегать более 1.5C-потепления в 2100, называется характерным контуром концентрации 1.9 («RCP1.9»), который является миром, в котором радиационное воздействие от парниковых газов ограничено не более чем 1.9 ватт на квадратный метр (Вт / m2) выше доиндустриального уровня. Это ниже, чем диапазон RCP, ранее использовавшихся климат-модельерами, которые перешли от 2.6 до 8.5W / m2.

Шесть IAM все находят жизнеспособные сценарии 1.5C в SSP1, что является одним из путей, который фокусируется на «всестороннем и устойчивом развитии». Четыре из шести моделей находят пути в SSP2, что является средой дорожного сценария, где тенденции в основном следуют за историческими моделями. Никакие модели не демонстрируют жизнеспособных путей 1.5C в SSP3, который является миром «регионального соперничества» и «возрождающегося национализма» с небольшим международным сотрудничеством.

Наконец, только одна из моделей имеет путь 1.5C в SSP4, который является миром «высокого неравенства», в то время как две модели имеют жизнеспособные пути в SSP5, мире «быстрого экономического роста» и «энергетически интенсивного образа жизни».

Выбросы должны быстро нарастать

Чтобы ограничить потепление ниже 1.5C, все модели, которые исследователи исследовали, требуют, чтобы глобальные выбросы достигли пика 2020 и быстро упали. После 2050 мир должен сократить чистые выбросы CO2 до нуля, а выбросы должны быть все более негативными на протяжении всей второй половины XXXX века.

Даже при этих быстрых сокращениях все сценарии, которые, по мнению XTUMXC, по-прежнему превышают 1.5C-прогревание в 2040, до того, как 1.3 уменьшится до 1.4-2100C выше доиндустриального уровня. Модели с более быстрыми сокращениями - как правило, связаны с SSP1 - имеют меньше перерегулирования температуры, чем те, у которых более постепенное сокращение.

На приведенном ниже рисунке показаны как выбросы CO2 (слева), так и глобальное потепление выше предпромышленного (справа) по всем рассмотренным моделям 1.5C. Линии окрашены в соответствии с используемым SSP.

Выбросы CO2 в гигатонах (Gt) CO2 (слева) и глобальная средняя температура поверхности относительно доиндустриальных (справа) во всех сценариях RCP1.9 / 1.5C, включенных в Rogelj et al. 2018, Данные, имеющиеся в База данных ИСУ IIASA, Диаграмма с помощью Carbon Brief с использованием Highcharts.

Модели показывают оставшийся 1.5C "углеродный бюджет"От 2018 до 2100 между -175 и 400 гигатоннами CO2 (GtCO2). Этот диапазон в соответствии с оценками из 5-й оценочный доклад МГЭИК.

Широкий диапазон в значительной степени обусловлен различиями в выбросах парниковых газов, не содержащих CO2, таких как метан и закись азота, которые варьируются в два-три раза по сравнению с моделями 2100. Некоторые модели с более высокими выбросами, не содержащими CO2, имеют оставшийся углеродный бюджет меньше нуля, требуя, чтобы больше CO2 было удалено из атмосферы, чем добавлено к концу века. В этих симуляциях углеродный бюджет для 1.5C уже исчерпан.

Центральная оценка по всем моделям заключается в том, что оставшийся бюджетный бюджет 2018-2100 составляет около 230 GtCO2. При нынешних темпах выбросов это позволит примерно шесть лет, пока весь бюджет 1.5C не будет исчерпан, с диапазоном от нуля до 11 лет по всем моделям.

Замена ископаемых видов топлива возобновляемыми источниками энергии

В исследовании исследуются различные способы удовлетворения глобальных потребностей в энергии, а также сокращение выбросов парниковых газов для достижения цели 1.5C. Предельное потепление ниже 1.5C требует, чтобы мир быстро прекратил использование всех видов ископаемых видов топлива - или, по крайней мере, тех, которые не сопровождали улавливания и хранения углерода (CCS). В то же время миру необходимо быстро увеличить использование нулевых и нетто-отрицательных источников энергии углерода - таких вещей, как BECCS, которые генерируют энергию при фактическом удалении CO2 из атмосферы.

На рисунке ниже показано использование возобновляемых источников энергии (слева), нетто-отрицательных BECCS (в центре) и угля без CCS (справа) по всем моделям 1.5C. Цвета показывают, какие SSP используют моделирование модели.

Новые сценарии показывают, как мир может ограничить потепление для 1.5C в 2100

Глобальное использование первичной энергии в exajoules (EJ) для возобновляемых источников энергии без биомассы (слева), BECCS (в центре) и угля без CCS (справа) во всех сценариях RCP1.9 / 1.5C. Адаптировано из рисунка 2 в Rogelj et al. 2018.

В большинстве моделей общее потребление энергии фактически увеличивается между 2018 и 2100, между -22% и + 83%, с центральным увеличением 22%.

Однако модели также показывают, что энергоэффективность весьма важна в краткосрочной перспективе - по крайней мере, в то время как большая часть энергии поступает из ископаемого топлива. Это особенно важно в секторах транспорта и строительства, где ускоренная декарбонизация сложнее, чем в производстве электроэнергии.

Модели показывают, что 60-80% всей энергии, поступающей из возобновляемых источников энергии глобально, 2050. Некоторые модели также показывают гораздо большую роль для ядерной энергетики, хотя другие нет.

Чтобы ограничить нагрев до 1.5C, использование угля без улавливания углерода уменьшилось примерно на 80% на 2040, при этом масло аналогичным образом было постепенно сокращено 2060. Это потребовало бы, чтобы большинство бензиновых или дизельных транспортных средств были постепенно сокращены 2060, причем электрические или другие низкоуглеродистые альтернативные топливные транспортные средства составляют подавляющее большинство продаж задолго до этой даты. Будущее использование природного газа в моделях более неоднозначно, а некоторые демонстрируют рост, а некоторые уменьшаются к середине века.

Выбросы должны быть отрицательными

Отрицательные выбросы необходимы во второй половине столетия, чтобы вытащить дополнительный CO2 из атмосферы. Это связано с тем, что выбросы не могут достаточно быстро падать в моделях, чтобы избежать превышения допустимого углеродного бюджета, чтобы избежать потепления 1.5C.

Большинство моделей излучают примерно на 50-200% больше CO2, чем допустимый бюджет углерода в течение столетия, прежде чем вытащить дополнительный CO2.

Модели предполагают широкое внедрение BECCS, начиная с 2030 и 2040, а затем быстро расширяются. По 2050, многие модели имеют BECCS, производящие больше, чем 100 exajoules (EJ), примерно такое же количество энергии в мире, что и уголь. По 2100, BECCS будет вокруг 200EJ по сравнению с 300EJ для всех возобновляемых источников энергии, не связанных с биомассой.

На рисунке ниже показано количество CO2, секвестрированного CCS (как от BECCS, так и от ископаемого топлива) по всем моделям. Углеродный захват растет после 2020 и может быть 20 GtCO2 или выше к концу века, что составляет около половины глобальных выбросов CO2 в 2018.

Новые сценарии показывают, как мир может ограничить потепление для 1.5C в 2100

Ежегодный CO2 секвестрируется улавливанием и хранением углерода в гигатонах (Gt) CO2 по годам и SSP по всем сценариям RCP1.9 / 1.5C. Адаптировано из рисунка 3 в Rogelj et al. 2018.

Модели дают оценки изменений глобального лесного покрова между -2% и 26% между сегодняшним днем ​​и 2100, причем большинство моделей демонстрируют значительное увеличение лесного покрова. И BECCS, и облесение требуют много земли. Большинство моделей показывают снижение глобальных сценариев пахотных земель, примерно равное области, которая в настоящее время используется для сельского хозяйства во всем Европейском Союзе.

Однако большинство моделей, используемых в исследовании, не включают облесение в качестве явного варианта смягчения, поэтому облесение и другие «Естественные» технологии негативных выбросов может потенциально играть большую роль в будущем. Специфические технологии, используемые для будущих негативных выбросов, могут быть разными и несколько менее зависимыми от BECCS, но подходы, отличные от BECCS, в значительной степени исключаются из моделей из-за остающихся неопределенностей в стоимости и эффективности в масштабе.

Точно так же количество используемых BECCS довольно сильно отличается между моделями и между SSP, причем SSP1 требует наименьших отрицательных излучений и SSP5, требующих наибольшего из-за более медленных сокращений выбросов и более высокого общего использования энергии.

Д-р Joeri Rogelj, ведущий автор статьи из Международный институт прикладного системного анализа (IIASA) в Австрии, сообщает Carbon Brief:

«Это указывает на то, что акцент на устойчивом образе жизни, который ограничивает спрос на энергию, может сильно снизить зависимость от BECCS».

Одним из интересных следствий цели 1.5C является сокращение использования ископаемого топлива в сочетании с CCS по сравнению с тем, что встречается в сценариях 2C. Это связано с тем, что ископаемое топливо с CCS по-прежнему приводит к выбросам метана при добыче угля или обработке газа, а также к выбросам CO2 из-за несовершенства захвата и утечки. Эти дополнительные выбросы могут стать слишком важными, чтобы в широких масштабах в мире 1.5C.

Гораздо сложнее достичь 1.5C, чем 2C

В дополнение к изучению деталей того, что потребуется для ограничения потепления для 1.5C, документ также сравнивает его с существующими сценариями 2C по нескольким различным категориям. На рисунке ниже показана разница между сценариями 1.5C и 2C как по экономическим, так и по показателям сокращения CO2. Каждая пунктирная линия представляет собой увеличение затрат или усилий в 100% в мире 1.5C по сравнению с миром 2C.

Новые сценарии показывают, как мир может ограничить потепление для 1.5C в 2100

Относительное увеличение стоимости и метрики сокращения CO2 для сценариев 1.5C по сравнению с сценариями 2C для разных поставщиков общих служб. Каждая пунктирная линия представляет собой увеличение стоимости или сокращения на 100%, вплоть до увеличения 500%. Взято с рисунка 4 в Rogelj et al. 2018.

Наибольший рост наблюдается в ценах на углерод, которые должны быть между 200% и 400% выше, а в краткосрочных расходах, которые на 200% превышают 300%. Это увеличение краткосрочных расходов обусловлено более суровыми краткосрочными сокращениями выбросов. Ожидается также, что долгосрочные затраты будут примерно на 200% выше.

Для показателей сокращения CO2 мир 1.5C требует примерно в два-три раза больших сокращений CO2 от зданий и транспорта, чем в мире 2C. Эти сектора труднее обеззараживать, чем производство электроэнергии, поскольку они связаны с прямым сжиганием ископаемых видов топлива, которые менее легко заменяются.

Трудно, но возможно?

Новые сценарии в этом исследовании важны, потому что они показывают, что существуют возможные траектории и технологические пути, которые могут ограничить потепление ниже 1.5C в 2100. Тем не менее, все модели включали перерегулирование 1.5C потепления в середине века. Большинство также полагается на огромное количество еще недоказанные негативные выбросы в конце столетия, чтобы обеспечить более равномерно постепенное сокращение выбросов в ближайшей перспективе.

As Доктор Глен Петерс, старший научный сотрудник Центр международных исследований климата CICERO в Норвегии, которая не участвовала в исследовании, рассказывает Carbon Brief:

«Ограничение температуры до 1.5C приближается к тем, какие модели могут поставляться, только с некоторыми социально-экономическими, технологическими и ресурсными предположениями, доступными для путей 1.5C. Как преобразовать результаты модели в жизнеспособное преобразование общества, остается слоном в комнате. В сценариях 1.5C требуются радикальные сокращения использования нерационального использования ископаемого топлива, быстрое расширение не ископаемых источников энергии и удаление углекислого газа на планетарной шкале. Неспособность удовлетворить любой из этих основных строительных блоков сделает 1.5C быстро неосуществимым ».

Примечание: Сопровождение публикации исследования является обновленным База данных по выбросам и сценариям SSP, который включает данные для всех сценариев SSP.

Rogelj, J. et al. (2018) Сценарии к снижению глобального среднего повышения температуры ниже 1.5C, изменения климата в природе,

doi:10.1038/s41558-018-0091-3

Эта статья первоначально появилась на Углеродный брикет

Об авторе

Zeke Hausfather охватывает исследования в области науки о климате и энергии с акцентом на США. Zeke имеет степень магистра в области наук об окружающей среде из Йельского университета и Vrije Universiteit Amsterdam, и заканчивает кандидатскую диссертацию по климатологии в Калифорнийском университете в Беркли. Он провел прошлые годы 10, работая ученым-дантистом и предпринимателем в секторе чистых технологий.

Похожие книги:

{amazonWS: searchindex = Книги; ключевые слова = решения по изменению климата; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

 Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

ОТ РЕДАКТОРОВ

InnerSelf Newsletter: ноябрь 29, 2020
by InnerSelf персонала
На этой неделе мы сосредоточимся на том, чтобы смотреть на вещи по-другому ... смотреть с другой точки зрения, с открытым умом и открытым сердцем.
Почему я должен игнорировать COVID-19 и почему я не буду
by Роберт Дженнингс, InnerSelf.com
Моя жена Мари и я смешанная пара. Она канадка, а я американец. Последние 15 лет мы проводили зимы во Флориде, а летом - в Новой Шотландии.
InnerSelf Newsletter: ноябрь 15, 2020
by InnerSelf персонала
На этой неделе мы размышляем над вопросом: «Куда нам идти дальше?» Как и в случае любого обряда посвящения, будь то окончание школы, брак, рождение ребенка, решающие выборы или потеря (или нахождение)…
Америка: на повозке к миру и к звездам
by Мари Т. Рассел и Роберт Дженнингс, InnerSelf.com
Итак, президентские выборы в США остались позади, и пора подвести итоги. Мы должны найти общий язык между молодыми и старыми, демократами и республиканцами, либералами и консерваторами, чтобы действительно сделать ...
InnerSelf Информационный бюллетень: октябрь 25, 2020
by InnerSelf персонала
«Слоган» или подзаголовок веб-сайта InnerSelf - «Новые отношения --- новые возможности», и это как раз тема информационного бюллетеня на этой неделе. Цель наших статей и авторов -…