在2015年的巴黎协定气候变化,地球上几乎每一个国家承诺保持全球气温远低于“2 c高于工业化前的水平,“追求努力进一步限制气温上升1.5摄氏度”。

然而,当时,科学家只有模仿能源系统和碳减排途径实现2摄氏度的目标。必威体育在线注册一些研究调查了世界如何变暖限制在1.5 c。

现在,一篇论文自然气候变化礼物的结果从一个新的造型练习使用六种不同的“综合评估模型”(艾玛)2100年限制全球气温低于1.5摄氏度。

结果表明1.5摄氏度是可以实现的,如果全球温室气体排放峰值在未来几年和大量的碳吸出大气的世纪下半年通过拟议的技术被称为生物能源和碳捕获和存储(必威体育在线注册BECCS)。

定义1.5摄氏度的目标

一个挑战与变暖限制在1.5摄氏度的目标高于工业化前的水平,这是没有明确定义的文本巴黎协议。例如,科学家不同意什么,确切地说,工业化前的气温如何定义,以及使用什么数据集。

也没有一个明确的共识,如果目标应该是目标的几率甚至世界变暖,到2100年达到1.5摄氏度或寻求试图避免温度超过1.5摄氏度,一个更低的变暖。因为不确定性在气候敏感性意味着我们可以有1.5度和4.5度变暖之间每两倍的二氧化碳排放,科学家们倾向于计划,以避免最坏的情况下,气候敏感性最终被区间的高端。

在2摄氏度的目标的情况下,巴黎协定的“低于”语言解释为确保没有超过33%的机会超过2摄氏度,因此,66%的机会保持在它的下面。但1.5摄氏度的目标可以解释的目标是50%的机会保持低于1.5摄氏度,或类似于2 c目标可能性为66%。这可能听起来像一个小的区别,但它有很大的影响产生的碳预算和易用性会议目标。

在新发表的研究论文中,23个能源研究小组选择目标的更严格的解释,追必威体育在线注册求66%的机会避免超过1.5 c 2100年气候变暖。然而,他们允许温度超过1.5摄氏度的世纪只要回落到低于1.5摄氏度到2100年。这就是所谓的“过度”的场景。

1.5 c只可能在一些未来的途径

评估可行的途径变暖限制在1.5摄氏度,研究者使用新的共享社会经济途径(SSPs)开发的准备下一个政府间气候变化专门委员会(IPCC)的评估报告将在下个十年。这些SSPs -碳短暂在未来几周将更深必威手机官网入地探索,现在五个可能的未来世界有不同的人口、经济增长、能源需求、平等和其他因素。必威体育在线注册

每个世界可以有多个不同的气候轨迹,尽管有些人会比其他人更容易减少排放。新的气候轨迹与避免超过1.5 c 2100年气候变暖被称为代表浓度1.9通路(“RCP1.9”),这是一个世界上温室气体的辐射强迫限制在不超过1.9瓦特每平方米(W / m2)高于工业化前的水平。这是低于rcp的范围之前使用的气候模型,它从2.6到8.5 w / m2。

六个艾玛SSP1找到可行的1.5摄氏度的场景,这是一个途径,关注“包容性和可持续发展”。四个六个模型在SSP2找到途径,这是一个中间的道路情况趋势很大程度上遵循历史的模式。在SSP3没有模型显示可行的1.5摄氏度途径,这是一个世界“地区竞争”和“复兴的民族主义”的国际合作。

最后,只有一个模型的1.5摄氏度SSP4途径,这是一个“高不平等”的世界,而两个模型在SSP5可行的途径,世界的“经济快速增长”和“能源密集型的生活方式”。必威体育在线注册

二氧化碳排放必须迅速

变暖限制在1.5度以下,所有的模型,研究人员检查要求全球温室气体排放在2020年达到峰值,然后急剧下降。2050年以后,世界必须减少净二氧化碳排放和零排放必须在21世纪下半年越来越消极。

即使有了这些快速减少,所有的场景仍然认为超过1.5摄氏度变暖在2040年代,前下降约1.3 - -1.4 c高于工业化前的水平,到2100年。模型与更快速的削减——通常与SSP1温度超调,低于那些逐渐减少。

下图显示了二氧化碳排放(左)和全球变暖高于工业化前(右)在所有1.5 c模型研究。基于SSP使用线条颜色。

吨的二氧化碳排放(Gt)二氧化碳(左)和全球平均地表温度相对于工业化前的(右)在所有RCP1.9/1.5C场景中Rogelj等2018。可用的数据IIASA SSP数据库。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

模型显示剩余的1.5摄氏度”碳预算“从2018年到2100年之间的-175和400吨的二氧化碳排放(GtCO2)。这个范围是与预期一致从联合国政府间气候变化专门委员会第五次评估报告。

差异的范围在很大程度上是由于客座率的排放温室气体,如甲烷和一氧化二氮,而不同的两倍和三个模型在2100年。有些型号的客座率较高的排放有剩余的碳预算小于零,要求更多的二氧化碳从大气中被移除比添加到本世纪末。在这些模拟,1.5摄氏度的碳预算已经用完。

中央估计整个模型是剩下的2018 - 2100年碳预算约230 GtCO2。以目前的速度排放,这将允许大约六年,直到整个1.5摄氏度的预算是筋疲力尽,0到11年的所有模型。

用可再生能源取代化石燃料

研究探讨了不同的方式,可以满足全球能源需求,同时减少温室气体排放以达到1.5摄氏度的目标。必威体育在线注册世界变暖限制在低于1.5 c要求迅速淘汰所有类型的化石燃料——或者至少那些没有陪同碳捕获和存储(CCS)。与此同时,世界需要快速增加零和负数碳能源的使用,诸如BECCS发电而实际上消除大气中的二氧化碳。必威体育在线注册

下图展示了使用可再生能源(左),净负电BECCS(中心)和煤炭没有CCS(右)在所有1.5 c模型。SSPs模型模拟使用的颜色显示。

在大多数模型,整体能源使用会增加在2018年至2必威体育在线注册100年之间,由-22% + 83%,中央增加了22%。

然而,模型还表明,能源效率是很重要的——至少短期内,而大多数能源来自化必威体育在线注册石燃料。这是特别重要的在交通和建筑领域,快速脱碳是更加困难比在发电。

模型显示估计有60 - 80%的能源来自可再生能源在2050年在全球范围内。必威体育在线注册一些模型也显示对核能的一个更大的角色,虽然别人不。

变暖限制在1.5摄氏度,煤炭使用无碳捕获下降约80%,到2040年,随着石油同样大多在2060年前逐步淘汰。这将要求大多数汽油或柴油车辆淘汰,到2060年,电气或其他低碳替代燃料汽车占绝大多数的销售在此日期之前。未来天然气使用更为复杂的模型,显示在本世纪中叶增加和减少。

排放必须负

负排放在本世纪下半叶需要把额外的二氧化碳从大气中。这是因为排放不能足够快跌倒模型来避免超过允许的碳预算,以避免1.5摄氏度变暖。

大多数模型发出大约50 - 200%的二氧化碳比允许的碳预算的世纪,在把多余的二氧化碳。

模型假设广泛采用BECCS开始在2030年和2040年之间,然后迅速扩大。到2050年,许多模型BECCS生产超过100穰焦(EJ),大约相同数量的能源全球煤炭提供了今天。必威体育在线注册到2100年,BECCS将比300年约200 ej ej生物质可再生能源。必威体育在线注册

下图显示了CCS封存的二氧化碳量(BECCS和化石燃料)在所有的模型。碳捕获加大2020年之后,可能是20世纪末GtCO2或更高的,这大约是2018年全球二氧化碳排放量的一半。

模型产生的估计全球森林覆盖变化在-2%和26%之间在今天和2100年之间,大多数模型显示显著增加森林覆盖。BECCS和绿化都需要大量的土地。大多数模型显示下降的全球农田场景大致相当于该地区目前用于农业在整个欧盟。

然而,大多数研究中使用的模型不包括造林明确作为缓解选项,所以植树造林等“自然”负排放技术可能会在未来发挥更大的作用。用于未来的特定技术负排放可能会有所不同,更少依赖BECCS,但是non-BECCS方法主要是排除在模型由于剩余不确定性成本在规模和有效性。

同样,BECCS的用量不同模型之间和跨SSPs, SSP1要求至少负排放和SSP5要求最慢由于其减排和提高整体能源使用。必威体育在线注册

博士Joeri Rogelj的论文的第一作者国际应用系统分析研究所(IIASA)在奥地利,告诉碳简要:必威手机官网

“这表明关注可持续的生活方式,限制能源需求可以强烈减少依赖BECCS。”必威体育在线注册

1.5摄氏度的目标一个有趣的结果是减少化石燃料的使用结合CCS,相比在2 c场景。这是因为化石燃料CCS仍然导致煤矿甲烷排放量或气体处理,以及二氧化碳排放由于不完美的捕捉和泄漏。这些额外的排放也成为重要的,允许在大规模1.5摄氏度。

更加困难比2度达到1.5摄氏度

除了探索的细节需要限制升温1.5摄氏度,本文还比较了现有的2 c场景在不同的类别。下图展示了1.5摄氏度和2 c场景之间的区别在经济和二氧化碳减排指标。每个虚线代表成本或增加100%的努力在1.5摄氏度的世界相比,一个2 c的世界。

最大的增长碳价格,必须在200%和400%之间更高,和短期成本高200%到超过300%。这些增加的短期成本是由短期减排越严重。长期成本也会高出200%左右。

对于二氧化碳减排指标,1.5摄氏度的世界需要大约两到三倍减少二氧化碳排放量比在2摄氏度的世界建筑和运输。这些行业碳排放的更困难比发电时涉及的直接燃烧化石燃料更容易更换。

困难,但是可能吗?

新场景在这项研究很重要,因为它们表明,有可能的轨迹和技术途径,可以限制变暖在2100年低于1.5摄氏度。然而,所有的模型包括超过1.5摄氏度的气候变暖的世纪。大多数人还依靠大量的加入在本世纪晚些时候负排放允许一个更轻松在近期逐步减少排放。

作为Glen Peters博士,高级研究员西塞罗国际气候研究中心在挪威没有参与这项研究,告诉碳简要:必威手机官网

“限制温度1.5摄氏度是接近模型可以提供,只有一定的社会经济,技术和资源假设服从1.5 c通路。如何将模型结果转换为一个可行的社会转型仍然是房间里的大象。1.5 c场景需要激进的将减少化石燃料的使用,快速扩张的非化石能源和世界范围的二氧化碳去除。必威体育在线注册未能满足任何的核心构件将迅速做出1.5摄氏度不可行。”

注意:随行的出版研究是一个新更新SSP排放和场景数据库为所有SSP场景,其中包括数据。