Karbonbudsjettet og sjansen for å klare togradersmålet
Karbonbudsjettet og sjansen for å klare togradersmålet
Rundt 80 prosent av de fossile energireservene (olje, gass, kull) må forbli ubrukt hvis verden skal klare å holde global oppvarming under to grader. Klimagassutslippene bør halveres fra dagens nivå innen 2030 og kuttes til null like etter midten av århundret.
Figur 10. Fremtidige utslippsbaner for CO₂ og B. korresponderende sannsynlighet for å nå forkjellige temperaturmål ved år 2100.
Fra Fawcett et al. 2015. (Med tillatelse til gjenbruk av American Association for the Advancement of Science)
Den siste rapporten fra FNs klimapanel (IPCC AR5) baserer seg på de koordinerte internasjonale klimamodelleksperimentene organisert som CMIP5 (Co-ordinated Modeling Intercomparison Project). Simuleringene av klima i fortid, nåtid og fremtid ble designet slik at alle modellsystemene utførte de samme simuleringene og med de samme forutsetninger når det gjelder klimapådriv. Således er forskjellene i simulert klima mellom modellene et resultat av forskjeller i selve modellene, og spredningen i temperaturfremskrivningene for hvert av de sentrale utslippsscenarioene skyldes bl.a. ulik klimafølsomhet i modellene.
I tillegg er det en spredning i temperaturfremskrivningene mellom de forskjellige utslippsscenarioene, særlig fra midten av århundret som følge av forskjellene i klimapådrivet som har sitt utspring i at fremtidsklimaet er simulert med høye, lave og midlere fremtidige klimagassutslipp.
Hvilke av modellene som er best og dermed hvilke av modellresultatene som er mest sannsynlige, er vanskelig å avgjøre. Følgelig oppgir IPCC middelverdier med usikkerhetsintervall. For globalt midlede verdier har gjennomsnittet av modellsimuleringene (vanligvis 30-40 simuleringer for hvert scenario) vist seg å treffe best med observerte endringer frem til nå.
Atmosfærens konsentrasjon av CO₂ er nå ca. 400 ppm. IPCCs femte hovedrapport konkluderer, basert på CMIP5-modellene, med at stabilisering på en konsentrasjon på mellom 430 og 480 ppm gir en sannsynlighet for å nå togradersmålet på 66-100 prosent.
For å unngå å overskride togradersmålet, må globale CO₂-utslipp i 2050 være mellom 72 og 41 prosent lavere enn de var i 2010, ifølge IPCC. Skulle CO₂-konsentrasjonen gå betydelig over 500ppm, sier IPCC at man da må sette i verk betydelige tiltak som reabsorberer CO₂ fra atmosfæren, såkalte negative utslipp, f.eks. ved bioenergi kombinert med karbonfangst og -lagring (CCS – Carbon Capture and Storage) (Alexander et al. 2013, IPCC WG1 AR5 Summary for Policymakers). Slik teknologi finnes ikke pr. i dag.
For IPCCs femte hovedrapport ble det utført en lang rekke simuleringer av mulige fremtidige klimaendringer basert på et utvalg av fremtidige utslippscenarioer. Fire hovedklasser ble benyttet som skal gi representative mulige fremtidige endringer ut fra forskjellige mulige utviklingstrekk i økonomi og demografi.
Disse representative utslippsscenarioene (RCP) ble brukt som drivere i modellsimuleringer med avanserte jordsystem-modeller som beregner de klimatiske konsekvensene av utslippene i dette århundret, og for noen simuleringer frem til år 2300.
IPCC oppsummerte, basert på modellsimuleringene, at det finnes en sammenheng mellom kumulative klimagassutslipp og temperatur. Basert på dette forholdet ble det beregnet hvor store kumulative utslipp som vil gi to graders oppvarming, med usikkerhetsintervall som reflekterer de forskjellige modellenes klimafølsomhet. Gjennomsnittet av modellene tilsier ifølge IPCC at vi har sluppet ut 575 milliarder tonn karbon (gigatonn – GtC) og har ca 275 GtC igjen å slippe ut for å ha en 67 prosent sjanse for å stabilisere klimaet innenfor to grader. Dette innebærer at ca 80 prosent av de fossile reservene (olje, gass, kull - til sammen ca 2795 Gt) må forbli ubrukt såfremt det ikke gjennomføres storstilt karbonfangst og -lagring som håndterer utslippene. CO₂-konsentrasjonen som gjør at vi passerer to grader oppvarming er av IPCC estimert til mellom 430 og 480 ppm (IPCC 2014). Dagens nivå er i overkant av 400 ppm, og har de siste årene steget med ca 2ppm per år.
Hvis vi greier å raskt stoppe alle andre klimadrivende utslipp enn CO₂, så som avskogning, metan fra landbruk og andre oppvarmende utslipp, kan vi innenfor karbonbudsjettet i beste fall øke uttaket av fossile brensler noe, gitt nåværende generasjon av klimamodeller og deres klimafølsomhet.
En videre satsning på bruk og utvinning av fossile energiressurser vil imidlertid raskt komme i konflikt omkring hva som vil være en rettferdig fordeling av det resterende karbonbudsjettet. Med togradersmålet som utgangspunkt har verden ifølge IPCC AR5 altså et gjenværende budsjett på 275 milliarder tonn karbon, tilsvarende omtrent 1000 milliarder tonn CO₂. Det finnes i prinsippet uendelig mange utslippsbaner, og fordelinger mellom land, som er i samsvar med et gitt karbonbudsjett. Når man tar hensyn til hva som er teknisk, økonomisk og politisk gjennomførbart, er det imidlertid langt færre utslippsbaner som er i tråd med karbonbudsjettet for togradersmålet, og enda færre om målet er 1,5 grader. Like fullt finnes det flere tolkninger av hvor store utslippene kan være i 2030 og påfølgende år dersom vi skal kunne nå togradersmålet, blant annet på grunn av ulike forventninger til framtidig teknologi som potensielt kan gi negative utslipp senere i dette århundret.
Konklusjon nr. 8: Dersom togradersmålet skal nås, bør det samlede globale utslipp av CO₂ innen 2030 være nede på mellom 5 og 6 GtC, dvs. ca 50 prosent lavere utslipp enn i dag, og deretter falle til 70-80 prosent reduksjon midt i århundret. Usikkerheten omkring klimasystemets følsomhet for klimagassutslipp kan ikke brukes som argument for mindre ambisiøse utslippsreduksjoner.
Klimafølsomhet: Hvor hurtig oppvarming?
Den umiddelbare temperaturutviklingen som følger av økning i klimapådriv (utslipp), kalles transient klimarespons (TCR). På grunn av de tregere elementene i klimasystemet som hav og landis, vil temperaturen fortsette å stige inntil den er i likevekt med pådrivet. Denne justeringen vil ta flere hundre år, og temperaturendringen som da kommer frem, kalles likevektsfølsomhet (ECS).
Vanligvis oppgis dette som global temperaturendring ca. 100 år etter at atmosfærens CO₂-innhold er blitt fordoblet fra førindustrielt nivå. Det har vært et kronisk forskningsproblem å bestemme både TCR (transient klimarespons) og ECS (likevektsfølsomhet).Selv i den siste rapporten fra IPCC er det ikke gitt noen mer presise beregninger enn før, fordi det er mye sprik i litteraturen, noe som gir et stort usikkerhetsintervall for disse beregningene. Det kan heller ikke gis noen foretrukne verdier.
Det er flere metoder i bruk der man enten ser på dette ved å studere klimaendringene i fortiden, eller ved å observere de instrumentelle observasjonsdata frem til nå, gjerne i kombinasjon med enkle klimamodeller, eller ved å bruke de store globale klimamodellene.
For ECS er middelverdien i klimamodellene like over tre grader, med et usikkerhetsintervall mellom 1,5 og 4,5 grader. Den norske klimamodellen NorESM ligger litt lavere enn gjennomsnittet og beregner ECS til ca. 2,9 grader og TCR til 1,4 grader (Iversen et al. 2013).
Beregninger basert på rekonstruksjon av fortidsklima (paleoklima) har en middelverdi som er ganske nært klimamodellenes gjennomsnitt. Gjennomsnittet av beregninger basert på målte temperaturdata eller kombinasjon av observasjoner og modeller har de siste årene hatt en tendens til å trekke estimatene av ECS noe nedover. Disse beregningene er påvirket av den svakere temperaturstigningen i perioden 1999–2014. Den har skjedd samtidig med sterk økning i utslippene, slik at mange forskere i tiden etter fremleggelsen av den første delrapporten i IPCCs femte hovedrapport (AR5) har ment at ECS ligger mellom to og tre grader. Samtidig er disse resultatene kritisert fordi den reduserte temperaturendringen kan være en midlertidig hendelse, og rekordhøye temperaturer i 2015 og til nå i 2016 vil kunne gi andre og høyere svar. Det er også strid om hva som er den beste metodikken, og flere artikler konkluderer også med at den reelle ECS ligger nært modellmiddelverdien på ca tre grader.
I forhold til togradersmålet er det imidlertid TCR som er den mest interessante størrelsen fordi målet er noe man skal oppnå innenfor dette århundret. IPCCs femte hovedrapport konkluderer med at den trolig ligger mellom 1 og 2,6 grader. Dette er den temperaturøkningen modellene beregner at vi får innenfor noen tiår etter at CO₂-innholdet er fordoblet sammenliknet med førindustrielt nivå (dvs 560 ppm). Så godt som alle nyere estimat i litteraturen som har kommet etter at rapportens grunnlagspublikasjoner var publisert, ligger innenfor denne rammen, også de som er gjort av forskere som kan regnes som å være "klimaskeptikere". Det er også en betydelig faglig uenighet om hva som er den beste metodikken for å beregne TCR.
Middelverdien for TCR i klimamodellene er 1,8 grader. Et lavt anslag i den seneste litteraturen er på 1,3 grader. En lav klimafølsomhet skaper noe bedre tid til å nå de utslippsreduksjoner som skal til for å nå temperaturmålet. Forskningen etter IPCC AR5 i 2013 har ikke bidratt til noen nærmere avklaring på hva som er den rette verdien. Usikkerheten, sammen med føre-var prinsippet, vil innebære at en bør ta utgangspunkt i den midlere følsomheten, og være klar over at det her er usikkerhet i begge retninger og at dette er undergitt pågående forskning. En føre-var betraktning eller risikobasert vurdering gjør det derfor vanskelig å ta utgangspunkt i den lavere følsomheten.
Det er viktig å være klar over at jordens karbonbudsjett er tregt. Det naturlige opptaket av CO₂ som på lang sikt nøytraliserer utslippenes klimavirkning, skjer gjennom opptak i havet og kjemiske reaksjoner (forvitring) av bergarter på land. Dette kretsløpet tar lang tid, og ca. 20 prosent av utslippene av CO₂ forblir i atmosfæren om ca 1000 år. Mulige metoder for å øke opptaket slik at det skjer raskere, og kan skape negative utslipp der opptaket overstiger utslippene, er skissert i IPCC AR5, men slik teknologi er ikke utprøvd utover småskala laboratorieforsøk, og de økonomiske, miljømessige sidene ved slik teknologi er ukjent.
Konklusjon nr. 9: En må regne at utslipp som skjer nå blir værende i atmosfæren i mange hundre år og vil påvirke klimaet minst 1000 år frem i tid. En eventuell innfasing av teknologi for negative utslipp som fremtidige generasjoner ser seg nødsaget til å implementere for å reparere og forebygge skadevirkninger, vil utsette disse generasjonene for omfattende økonomiske og andre kostnader for å minimere effekten av utslipp fra den generasjonen som lever nå.
Sannsynlighet for å nå togradersmålet
Forskning etter IPCCs femte hovedrapport har ytterligere vurdert betingelser og sannsynligheter for å kunne stabilisere klimaet på to grader eller 1,5 grader, selv om det så langt er lite forskning på forutsetningene for et 1,5-gradersmål. Av den grunn bad også partene i Paris-avtalen IPCC om å gjennomføre vurderinger av forutsetninger for og virkningene av 1,5 graders global oppvarming. Det er ventet at en slik vurdering vil bli gjort i form av en spesialrapport som blir ferdigstilt i løpet av 2018.
Figur 10. A. Fremtidige utslippsbaner for CO2 og B. korresponderende sannsynlighet for å nå forskjellige temperaturmål ved år 2100.Fra Fawcett et al. 2015. (Med tillatelse til gjenbruk av American Association for the Advancement of Science)
Paris-avtalen refererer seg til innrapporterte nasjonale forpliktelser til 2030. Dersom disse blir overholdt og man regner med at disse blir videreført på samme nivå etter 2030, viser beregninger at det er under 10 prosent sjanse for å nå togradersmålet (Fawcett et al 2015). Et økt ambisjonsnivå som etter 2030 reduserer utslippene med mer enn 80 prosent, gir bare maksimum 30 prosent sjanse for å stabilisere klimaet under to grader. Først med betydelige negative utslipp øker sjansene til å holde oppvarmingen under to grader til ca. 50 prosent (Fawcett et al. 2015, Rogelj et al. 2016).
Oppsummert kan det sies at Paris-avtalen og de forpliktelsene Norge har tatt på seg krever meget raske reduksjoner av utslipp fra nå av og frem til 2030, og vedvarende og økende utslippskutt i resten av dette århundret.
Nyere forskning har forsøkt å beregne sannsynligheten for å nå tograders- eller 1,5-gradersmålet. Fawcett et al (2015) tar utgangspunkt i IPCCs scenarioer og de nasjonale frivillige utslippskutt som landene forpliktet seg til i Paris-avtalen. Avtalen setter mål for 2030, og har en klausul om å øke ambisjonsnivået frem til da med femårlige intervall.
Dersom alle landene gjennomfører sine mål (INDC) fra Paris-avtalen, og viderefører disse tiltakene i hele resten av inneværende århundre, vil beregnet temperatur i år 2100 ligge på 2,7 grader med et usikkerhetsspenn fra 2,2 til 3,4 grader (Rogelj et al. 2016). Dagens ambisjonsnivå videreført utover i århundret gir ifølge Fawcett et al.(2015) under 10 prosent sjanse til å nå togradersmålet (Fig. 10). Kun utslippsbaner som gir null globale utslipp i 2050–2060 og negative utslipp mot slutten av århundret ser ut til å gi en 50 prosent sjanse til å nå togradersmålet.
Stabilisering ved 1,5 grader ser med dagens kunnskap ut til bare å kunne la seg realisere ved massive negative utslipp og en svært rask nedgang i utslippene fra nå av.
Konklusjon nr. 10: Både tograders- og 1,5-gradersmålet er bare mulig med umiddelbare og sterke reduksjoner i utslippene av klimagasser. De betyr også at mesteparten av påviste reserver av fossile brensler ikke kan forbrennes. Begge målene må bety en umiddelbar nedgang i utslipp og en visjon om globale nullutslipp like etter midten av århundret. Det tilgjengelige karbonbudsjettet som følger av Paris-avtalen vil bety at det er lite rom for å bringe nye kilder av fossile brensler til markedet utover i århundret.
Referanser
Alexander, LV et al. 2013. Summary for Policymakers, Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, TF Stocker, D Qin, G-K Plattner, MMB Tignor, SK Allen, J Boschung, A Nauels, Y Xia, V Bex, PM Midgle (eds), Cambridge, UK, pp. 3-30. ISBN 978-1-107-66182-0.
Fawcett et al. 2015. Can Paris pledges avert severe climate change? Science 26 Nov 2015: DOI: 10.1126/science.aad5761.
IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.
Iversen, T., M. Bentsen, I. Bethke, J.B. Debernard, A. Kirkevåg, Ø. Seland, H. Drange, J.E. Kristjansson, I. Medhaug, M. Sand og I.A. Seierstad (2013). The Norwegian Earth System Model, NorESM1-M – Part 2: Climate response and scenario projections, Geosci. Model Dev. 6, 389-415.
Rogelj, J. et al. 2016. Differences between carbon budget estimates unravelled, Nature Climate Change, DOI: 10.1038
