Rozmiar puli – na ile emisji możemy sobie pozwolić?
Czeka nas wiele nieprzewidzianych zdarzeń
Przełożenie celu 2°C lub 1,5°C na wytyczne dla światowych celów redukcji emisji na najbliższe dziesięciolecia to jedno z najważniejszych i najpilniejszych ze stojących przed nami zadań. Musimy odpowiedzieć na pytanie o maksymalną dopuszczalną ilość emisji, która umożliwi utrzymanie średniego globalnego wzrostu temperatury poniżej tych poziomów. Jednak określenie tej wartości nie jest rzeczą prostą: choć jesteśmy pewni, że antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych powodują globalne ocieplenie26, to nawet dla konkretnej krzywej emisji nie jest możliwe dokładne określenie poziomu wzrostu temperatury. Będzie on zależeć będzie od wielu czynników, w tym: ilości CO2 przyjmowanego lub uwalnianego przez biosferę lądową i oceany, siłę wymuszania radiacyjnego związanego ze stężeniem CO2 oraz innych gazów cieplarnianych pozostających w atmosferze, a także ochładzającego wpływu aerozoli oraz tej części ocieplenia, która jest buforowana przez oceany. Jednakże, w ostatnim czasie poczyniono znaczny postęp w szacowaniu tych obszarów niepewności.
Jak w przypadku każdego przeprowadzanego po raz pierwszy eksperymentu – a obecnie przeprowadzamy taki eksperyment na klimacie Ziemi – zdarzyć się mogą rzeczy nieprzewidziane i zaskakujące. W całej historii ludzkości klimat nigdy nie był tak ciepły, do jakiego obecnie zmierzamy. Nie możemy być pewni, czy silne sprzężenie zwrotne w postaci np. uwolnienia hydratów metanu z dna oceanicznego w miarę ocieplania się mórz nie staną się znaczącym źródłem dalszego ocieplenia, w obliczu którego staniemy w przyszłości. Nie mamy też pewności co do tego, jak dokładnie zareaguje cykl węglowy w różnych ekosystemach planety.
Jednak wiele rzeczy wiemy na pewno. Mamy pewność, że klimat ulegnie ociepleniu oraz że przy wzroście temperatury powyżej 2°C będzie zagrożonych więcej gatunków lądowych, słodkowodnych oraz morskich, niż miało to kiedykolwiek miejsce w niedawnej przeszłości geologicznej naszej planety27.
Tabela 1. Obecny wpływ
antropogeniczny na atmosferę. Wywołane przez ludzi czynniki wymuszania
radiacyjnego, w tym główne źródło problemu: CO2, zostały
przedstawione w kolumnie po lewej stronie, wartość wymuszania radiacyjnego dla
każdego z nich (określa w jakim stopniu czynniki te przyczyniają się do
ocieplenia) w kolumnie środkowej (za: Tabela 2.12 w Czwartym Raporcie IPCC, WG
I23), a związana z każdym z czynników odpowiadająca mu koncentracja CO2eq
w kolumnie po prawej.
Zarządzanie ryzykiem – szacowanie dopuszczalnych emisji
Biorąc pod uwagę te niepewności, polityka walki ze zmianami klimatu powinna być postrzegana jako strategia zarządzania ryzykiem. Podobnie jak w wielu innych obszarach, musimy określić nie tylko nasze cele, ale również jak pewni chcemy być, że zostaną one osiągnięte. Pojawia się więc pytanie: „Na jaką ilość emisji możemy sobie pozwolić jeśli chcemy zatrzymać globalne ocieplenie na poziomie wynikającym ze wzrostu temperatury poniżej 1,5°C lub 2°C przy prawdopodobieństwie X%?”. Dla każdego scenariusza emisji istnieć będzie pewne ryzyko przekroczenia założonego poziomu maksymalnego wzrostu temperatury ze względu na niepewności pojawiające się przy modelowaniu, nie mówiąc o wspomnianych powyżej potencjalnie silnych sprzężeniach zwrotnych. Jak w przypadku większości decyzji o charakterze strategicznym, podejmowanie decyzji odnośnie możliwych scenariuszy emisji jest obarczone dużą dozą niepewności. Czynione są jednak znaczne wysiłki, aby oszacować i zmniejszyć stopień niepewności związany właśnie z tym pytaniem.
Cztery opublikowane niedawno analizy (Meinshausen i in., 200921, Allen i in., 200928, Matthews i in., 200929 oraz Zickfeld i in., 200930) prezentują bardzo kompleksowe podejście do szacowania obecnych niepewności dotyczących „dopuszczalnych ilości” emisji. W niniejszej publikacji skupiamy się na metodyce, która bierze pod uwagę wszystkie gazy cieplarnianie (Meinshausen i in., 2009).
Dla każdego zakładanego scenariusza emisji zastosowano uproszczony model cyklu obiegu węgla w przyrodzie w celu obliczenia prawdopodobieństwa przekroczenia 2°C średniego wzrostu temperatury w XXI wieku. Wykonany został szereg symulacji, różniących się zestawem wartości parametrów wejściowych zmienianych w granicach ich możliwej niepewności.
Analiza prawdopodobieństwa przekroczenia celu 2°C dla wielu profili emisji prowadzi do następujących wniosków:
1. Prawdopodobieństwo przekroczenia celu zależy od skumulowanych emisji, to znaczy emisji nagromadzonych w długiej perspektywie czasowej, a nie od konkretnych wielkości emisji w poszczególnych latach.
2. Jeśli zaakceptujemy 25-procentowe prawdopodobieństwo przekroczenia 2°C, to skumulowane emisje CO2 ze źródeł kopalnych oraz zmian w użytkowaniu terenu muszą zostać ograniczone do 1 000 Gt (miliardów ton) CO2. Jeśli jesteśmy gotowi do zaakceptowania nawet 50-procentowego prawdopodobieństwa przekroczenia limitu 2°C, to możemy sobie pozwolić na wyemitowanie 1 440 Gt CO2.
Nie stać nas na wykorzystanie dostępnych rezerw paliw kopalnych
Ale co tak naprawdę oznaczają wartości 1 000 Gt (miliardów ton) CO2 oraz 1 440 Gt CO2? Czy można mieć nadzieję, że rezerwy paliw kopalnych zostaną wyczerpane, zanim osiągniemy te limity? Odpowiedź brzmi: nie. Spalenie dostępnych ze względów ekonomicznych rezerw ropy, gazu oraz węgla prowadzi do znaczącego przekroczenia „dopuszczalnych emisji”, które przy których wzrost temperatury zatrzymałby się poniżej 2°C. Nasze emisje CO2 od roku 2000 do chwili obecnej (2009) przekraczają już 300 Gt CO2. Tak więc, jeśli chcemy zachować „znaczące” szanse (75 procent) na utrzymanie globalnego ocieplenia na poziomie wzrostu temperatury poniżej 2°C, pozostaje nam do wyrzucenia do atmosfery mniej niż 700 Gt CO2. Jest to mniej niż jedna czwarta emisji związanych z wykorzystaniem dostępnych ze względów ekonomicznych rezerw paliw kopalnych, które są szacowane na 2 800 Gt CO232, 33. Biorąc pod uwagę obecne tempo emisji 36,3 Gt CO2/rok, budżet 1000 Gt CO2 zostanie wykorzystany do roku 2027. Należy również pamiętać, że szacowane ilości zasobów, w tym ze źródeł niekonwencjonalnych, mogą być kilka razy większe, niż rezerwy uznawane obecnie za ekonomicznie opłacalne w eksploatacji.
Ale zastosowanie CCS pozwoli nam przecież na wykorzystanie wszystkich dostępnych zasobów paliw kopalnych!?
Krótka odpowiedź brzmi: nie. A oto dlaczego. Wychwytywanie i składowanie węgla (CCS) to ważna technologia. Powinna być wspierana i udostępniona na skalę komercyjną, zakładając, że zostaną rozwiązane problemy związane z trwałością składowania, wyciekami, transportem, itp.
To prawda, że spalanie paliw kopalnych w elektrowni węglowej, w której zainstalowano system CCS będzie neutralne z punktu widzenia emisji węgla do atmosfery. Dlaczego więc technologii CCS nie możemy uważać za koło ratunkowe dla przemysłu węglowego? Aby osiągnąć bezpieczną sytuację klimatyczną w dłuższej perspektywie czasowej, czyli powrót do stężenia CO2 na poziomie 350 ppm, przed końcem obecnego wieku będziemy musieli ograniczyć wszystkie emisje praktycznie do zera. Jest bardzo prawdopodobne, że emisje CO2 będą musiały być zbliżone do zera zaraz po upływie połowy tego stulecia. Jeśli chcemy zapobiec dalszemu podnoszeniu się poziomów mórz lub zakwaszaniu oceanów, to nie obejdziemy się bez „ujemnych” emisji CO2. Emisje takie można uzyskać łącząc przykładowo elektrownię na biomasę z systemem CCS. Dlatego też nie stać nas na marnowanie dostępnych formacji geologicznych na składowanie dwutlenku węgla emitowanego przez elektrownie węglowe. Miejsca te będą musiały być dostępne w celu wyssania węgla już obecnego w atmosferze. Dla dużych punktowych źródeł emisji, takich jak elektrownie, neutralność względem emisji węgla do atmosfery to po prostu za mało.
Co oznacza 2°C dla poziomów emisji w roku 2050?
Ogólnie rzecz biorąc emisje w danym roku nie dostarczają wystarczających informacji o emisjach skumulowanych, które umożliwiłyby określenie prawdopodobieństwa przekroczenia celu 2°C. Wysokie lub niskie emisje w roku 2050 mogą być zrównoważone przez szczególnie niskie lub wysokie emisje w latach poprzednich. Jednak biorąc pod uwagę, że mówimy o „wiarygodnych” ścieżkach emisji w realnym świecie, emisje w roku 2050 stanowią dobry wskaźnik prawdopodobieństwa przekroczenia celu 2°C. Biorąc pod uwagę wyjściowe założenia dotyczące wrażliwości klimatu, okazuje się, że obniżenie do roku 2050 światowych emisji o połowę w stosunku do roku 1990 nie będzie wystarczające, aby zapewnić duże prawdopodobieństwo osiągnięcia celu 2°C. Ryzyko przekroczenia 2°C będzie wynosić jedną trzecią.
Jak już zauważyliśmy, analiza ta czyni założenia co do tego jak mogłaby wyglądać „możliwa w do zrealizowania” ścieżka emisji. Sprowadza się to do „łagodnych” trajektorii o maksymalnym poziomie redukcji 6 procent rocznie w regionie, gdzie wprowadzone zostaną najostrzejsze wymagania dotyczące ograniczania emisji, tzn. w regionie państw należących do Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (OECD). Na arenie międzynarodowej pojawiły się również szkice scenariuszy zakładających, że emisje będą rosnąć do roku 2030, po czym zaczną gwałtownie spadać między rokiem 2040 a 2050. Choć podziwiamy optymizm autorów widoczny w tego typu scenariuszach, a więc przekonanie, że w przyszłości możliwe będzie osiągnięcie znacznych redukcji emisji przy pomocy jakiejś magicznej technologii, to go nie podzielamy. Autorzy Czwartego Raportu IPCC również nie podzielają tego optymizmu konkludując, że dla uzyskania niższych poziomów stężenia gazów cieplarnianych kluczowe będzie osiągnięcie szczytowych poziomów emisji przed rokiem 2015. Ponadto, nawet jeśli w wyniku takiej nierównej trajektorii poziom emisji zostałby obniżony o połowę do roku 2050, to prawdopodobieństwo przekroczenia celu 2°C byłoby większe niż jedna trzecia ze względu na fakt, że emisje skumulowane podczas pierwszej połowy XXI wieku będą zbyt wysokie. Jedyne, czemu takie propozycje wydają się służyć, to zdjęcie problemu z obecnie rządzących polityków i przełożenie ich na barki naszych dzieci.
Przypisy:
26. IPCC (2007). Climate Change 2007: Synthesis Report. An Assessment of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Genewa, Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu.
27. Fischlin, A., G. F. Midgley, i in. (2007). Ecosystems, their properties, goods, and services. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability,Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. M. L. Parry, O. F. Canziani, J. P. Palutikof, P. J. van der Linden i C. E. Hanson. Cambridge UK, Cambridge University Press: 211–272.
28. Allen M. R., D. J. Frame, C. Huntingford, C. D. Jones, J. A. Lowe, M. Meinshausen, N. Meinshausen. Warming caused by cumulative carbon emissions towards the trillionth tonne. Nature, 458, doi:10.1038/nature08019 (2009)
29. Matthews H. D., N. P. Gillett, P. A. Stott, K. Zickfeld. The proportionality of global warming to cumulative carbon emissions, Nature 459, 829-832 (2009).
30. Zickfeld, K., M. Eby, H.D. Metthews, A.J. Weaver, 2009. Setting cumulative emission targets to reduce the risk of dangerous climate change, Notatki z posiedzenia Państwowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych.
31. Streszczenie techniczne, w: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [pod redakcją: Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller], Cambridge University Press, Cambridge, Wielka Brytania i Nowy Jork, USA.
32. Pod redakcją: Clarke, A.W., J.A. Trinnaman. 2007 survey of energy resources, World Energy Council (2007)
33. Rempe, H., S. Schmidt, U. Schwarz-Schampera. Reserves, resources and availability of energy resources 2006, German Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (2007).
