새로운 시나리오가 1.5에서 세계가 2100C에게 데우는 것을 제한 할 수있는 방법을 보여줍니다

새로운 시나리오가 1.5에서 세계가 2100C에게 데우는 것을 제한 할 수있는 방법을 보여줍니다

2015에서 파리 계약 기후 변화에 대해 지구상의 거의 모든 국가는 전 지구 적 기온을 산업화 이전 수준보다 "2C보다 훨씬 낮게"유지하고 "1.5C 로의 기온 상승을 제한하려는 노력"을 약속했습니다.

그러나 당시 과학자들은 2C 목표를 달성하기 위해 에너지 시스템과 탄소 저감 경로를 모델링했습니다. 세계가 1.5C로 온난화를 제한하는 방법을 연구 한 연구는 거의 없었다.

이제는 자연 기후 변화 는 2100의 전지구 온도를 1.5C 미만으로 제한하기 위해 6 개의 서로 다른 "통합 평가 모델"(IAM)을 사용하여 새로운 모델링 실습의 결과를 제시합니다.

그 결과는 향후 수년 내에 지구 온난화가 최고조에 달하고 20 세기 후반 대기 중 탄소가 포집되고 저장되어있는 바이오 에너지로 알려진 기술을 통해 1.5C가 달성 될 수 있음을 시사한다.BECCS).

1.5C 타겟 정의하기

산업화 이전 수준보다 높은 1.5C 로의 온난화를 제한하려는 목표의 한 가지 도전 과제는 파리 협정문에 명확하게 정의되어 있지 않다.. 예를 들어, 과학자들은 정확히 산업화 이전의 기온이 그들을 정의하는 최선의 방법, 만큼 잘 사용할 데이터 세트.

목표가 1.5에 의한 2100C의 온난화에 도달하는 것을 목표로 삼거나, 더 낮은 온난화 양을 목표로하여 1.5C를 초과하는 온도를 피하려고 시도하는 것이 목표 일 경우 명확한 합의가 없습니다. 때문에 기후 민감도의 불확실성 과학자들은 CO1.5 배출량이 두 배가 될 때마다 4.5C와 2C가 온난화 될 수 있다는 것을 의미하므로 과학자들은 기후 민감도가 범위의 끝에서 끝나는 최악의 상황을 피할 수있는 경향이 있습니다.

2C 대상의 경우 파리 합의서의 "잘 못된"언어는 33C를 초과 할 가능성이 2 % 이상이므로 66 % 미만으로 머물 가능성을 확인하는 것으로 해석되었습니다. 그러나 1.5C 표적 해석 될 수있다. 50C 이하로 머물 가능성이 1.5 %이거나 66C 목표와 비슷한 2 % 확률을 목표로합니다. 이것은 작은 구별처럼 들릴지 모르지만, 그것은 큰 차이를 가지고 있습니다. 결과 탄소 예산 목표 달성의 용이함.


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새 보고서에서 23 에너지 연구원 팀은 66의 1.5C보다 더 많은 2100C 가감을 피할 수있는 1.5 %의 기회를 목표로 목표에 대한보다 엄격한 해석을 선택합니다. 그러나 그들은 1.5 년까지 2100C 이하로 떨어질 때까지 세기 동안 XNUMXC를 초과하는 기온을 허용합니다. 이를 "오버 슛"시나리오라고합니다.

일부 미래 경로에서만 1.5C 가능

1.5C에 대한 온난화를 제한 할 수있는 실행 가능한 경로를 평가하기 위해 연구원들은 새로운 공유 된 사회 경제적 통로 (IPCC) 평가 보고서를 준비하기 위해 개발 된 SSPs (SSPs)를 발표했습니다. 탄소 브리핑이 앞으로 몇 주 동안 더 깊이 탐구 할이 SSPs는 인구, 경제 성장, 에너지 수요, 평등 및 기타 요소에서 다른 미래의 5 가지 세계를 제시합니다.

각국은 다른 기후 궤적을 가질 수 있지만, 일부는 다른 국가보다 배출을 줄이는 데 훨씬 쉬운 시간을 갖습니다. 1.5C에서 2100C 온난화를 피하는 것과 관련된 새로운 기후 궤도는 온실 가스의 복사 강제력이 미터 제곱미터 당 1.9 와트 (W / W)보다 크지 않은 세계 인 대표 농도 경로 1.9 (RCP1.9) m2)보다 높습니다. 이는 이전에 2.6에서 8.5W / m2까지 진행된 기후 모델러에 의해 이전에 사용 된 RCP의 범위보다 낮습니다.

여섯 개의 IAM은 모두 SSP1.5에서 실행 가능한 1C 시나리오를 발견합니다.이 시나리오는 "포괄적이고 지속 가능한 개발"에 초점을 둔 통로입니다. 6 가지 모델 중 4 가지 모델은 SSP2에서 경로를 찾는데, 경향은 주로 역사적인 패턴을 따르는 도로 시나리오의 중간입니다. 어떤 모델도 SSP1.5에서 실행 가능한 3C 경로를 보여주지는 못합니다. SSPXNUMX은 국제 협력이 거의없는 "지역 경쟁"과 "부활 국가주의"의 세계입니다.

마지막으로 SSP1.5에는 4C 경로가 있는데,이 모델은 "높은 불평등"의 세계이며, 두 모델은 "빠른 경제 성장"과 "에너지 집약적 인 라이프 스타일"의 세계 인 SSP5에서 실행 가능한 경로를 가지고 있습니다.

배출량이 빠르게 피크되어야합니다.

지구 온난화를 1.5C 이하로 제한하기 위해 연구원들이 조사한 모든 모델은 2020에 의해 지구 온실 가스 배출량이 피크가되고 그 이후에 급격히 감소 할 것을 요구한다. 2050 이후에, 세계는 CO2 순 배출량을 0으로 줄여야하고 21st 세기 후반 동안 배출량은 점차적으로 음수가되어야합니다.

이러한 급격한 감소에도 불구하고 모든 시나리오는 1.5의 온난화를 초과하여 2040C의 온난화를 계속 고려한 후에 1.3이 산업화 이전의 수준보다 높은 1.4-2100C로 떨어졌습니다. 일반적으로 SSP1과 관련된보다 빠른 감속을 가진 모델은보다 점진적인 감속을하는 모델보다 온도 오버 슛이 적습니다.

아래 그림은 검사 한 모든 2C 모델에서 CO1.5 배출량 (왼쪽)과 산업화 이전의 지구 온난화 (오른쪽)를 보여줍니다. 선은 사용 된 SSP에 따라 색이 지정됩니다.

CO2 (기가) CO2 (왼쪽) CO1.9 CO1.5 (왼쪽) 및 전 산업에 대한 전지구 평균 표면 온도 (오른쪽) (모든 RCPXNUMX / XNUMXC 시나리오 포함) Rogelj 외 2018. 데이터는 IIASA SSP 데이터베이스. 다음을 사용하여 Carbon Brief의 차트 Highcharts.

모델은 나머지 1.5C "탄소 예산"2018에서 CO2100 (GtCO175)의 400 및 2 기가 톤 사이의 2. 이 범위는 견적과 일치하다 ~로부터 IPCC의 5th 평가 보고서.

넓은 범위는 2에 의해 모델을 통해 2와 3 사이의 요인에 의해 변하는 메탄과 아산화 질소와 같은 CO2100이 아닌 온실 가스의 배출량 차이의 결과입니다. 비 CO2 배출량이 많은 일부 모델의 탄소 잔량은 0보다 작으므로 CO2이 세기 말까지 추가 된 것보다 대기에서 제거되어야합니다. 이 시뮬레이션에서 1.5C의 탄소 예산은 이미 소진되었습니다.

나머지 모델의 2018-2100 탄소 (C) 예산은 230 GtCO2입니다. 현재의 배출량에서, 전체 1.5C 예산이 소진 될 때까지 약 6 년이 걸릴 것이며, 모든 모델에서 11 년의 범위가 0에서 시작될 것입니다.

재생 가능 에너지로 화석 연료 대체

이 연구는 1.5C 목표를 달성하기 위해 온실 가스 배출을 줄이는 동시에 글로벌 에너지 수요를 충족시킬 수있는 다양한 방법을 탐구합니다. 1.5C 이하로 온난화를 제한하기 위해서는 전 세계가 모든 유형의 화석 연료를 단계적으로 제거해야합니다. 탄소 포집 및 저장 (CCS). 동시에 세계는 제로와 순 음 (net-negative) 탄소 에너지 원의 사용을 빠르게 증가시킬 필요가 있습니다. BECCS는 대기에서 CO2을 실제로 제거하면서 에너지를 생성합니다.

아래 그림은 모든 1.5C 모델에서 재생 가능 에너지 (왼쪽), 순 음영 BECCS (중앙) 및 CCS없는 석탄 (오른쪽)의 사용을 보여줍니다. 색상은 모델 시뮬레이션에서 사용하는 SSP를 보여줍니다.

새로운 시나리오가 1.5에서 세계가 2100C에게 데우는 것을 제한 할 수있는 방법을 보여줍니다

모든 RCP1.9 / 1.5C 시나리오에 걸쳐 비 바이오 매스 재생 가능 에너지 (왼쪽), BECCS (중앙) 및 CCS없는 석탄 (오른쪽)에 대한 Exajoules (EJ)의 세계 일차 에너지 사용. 에서 그림 2에서 적응 Rogelj 외 2018.

대부분의 모델에서 전반적인 에너지 사용량은 실제로 2018과 2100 사이에서 -22 %와 + 83 % 사이에서 증가하며 22 %가 중앙 증가합니다.

그러나이 모델은 단기간에 에너지 효율이 매우 중요하다는 것을 보여줍니다. 적어도 대부분의 에너지는 화석 연료에서 비롯됩니다. 이는 특히 빠른 탈탄 소화가 발전보다 어렵다는 운송 및 건축 분야에서 특히 중요합니다.

이 모델은 60이 전 세계적으로 재생 에너지에서 나오는 모든 에너지 중 80-2050 %를 추정합니다. 일부 모델은 원자력에 대한 훨씬 더 큰 역할을 보여 주지만, 그렇지 않은 모델도 있습니다.

1.5C 로의 온난화를 제한하기 위해, 탄소 포집을하지 않은 석탄 사용은 80에 의해 2040 %만큼 감소하고, 유사하게 대부분 2060에 의해 단계적으로 제거된다. 이것은 대부분의 가솔린이나 디젤 차량이 2060에 의해 단계적으로 사라질 것을 요구할 것이며, 그 전에 전기 또는 다른 저탄소 대체 연료 차량이 판매량의 대부분을 차지하게 될 것입니다. 미래의 천연 가스 사용은 모델에서 더 많이 혼합되어 일부는 증가하고 일부는 중반 세기까지 감소합니다.

배출량이 음수가되어야합니다.

네거티브 배출 여분의 CO2을 대기에서 끌어 내려면 21 세기 후반에 필요합니다. 이는 1.5C 온난화를 피하기 위해 허용 가능한 탄소 예산을 초과하지 않도록 모델에서 배출량이 충분히 빨리 떨어질 수 없기 때문입니다.

대부분의 모델은 대략 CO50을 200-2 % 더 많이 배출합니다. CO2은 세기가 지나면 허용되는 탄소 예산보다 더 많이 배출됩니다.

이 모델은 2030과 2040 사이에서 시작된 BECCS의 광범위한 채택을 가정하고 빠르게 확장됩니다. 2050에 따르면, 많은 모델이 100 exajoules (EJ)보다 많은 양의 BECCS를 생산하고 있는데, 이것은 오늘날 석탄이 제공하는 것과 거의 동일한 양의 에너지입니다. 2100에 의해, BECCS는 모든 비 바이오 매스 재생 가능 에너지에 대해 200EJ와 비교하여 300EJ 주변에있을 것입니다.

아래 그림은 모든 모델에서 CCS (BECCS 및 화석 연료 모두)에 의해 격리 된 CO2의 양을 보여줍니다. 탄소 포집은 2020 이후에 가속화되고 20에서 2 GtCO2 이상이 될 수 있으며 2018에서 COXNUMX 배출량의 절반 정도입니다.

새로운 시나리오가 1.5에서 세계가 2100C에게 데우는 것을 제한 할 수있는 방법을 보여줍니다

연간 CO2는 모든 RCP2 / 1.9C 시나리오에 걸친 연도 별 기가 톤 (Gt) CO1.5 및 SSP로 탄소 포집 및 저장으로 격리됩니다. 에서 그림 3에서 적응 Rogelj 외 2018.

이 모델은 오늘날의 2에서 -26 %와 2100 % 사이의 전 세계 산림 피복 변화에 대한 산정을하고 대부분의 모델은 산림 피복량이 크게 증가한 것으로 나타났습니다. BECCS와 식림 모두 많은 토지가 필요합니다. 대부분의 모델은 전 유럽 연합에서 현재 농업 분야에서 사용되는 지역과 대략 동일한 글로벌 경작지 시나리오의 감소를 보여줍니다.

그러나 연구에 사용 된 대부분의 모델은 명백한 완화 옵션으로서 조림을 포함하지 않으므로 조림 및 기타 "자연스러운"부정적 배출 기술 미래에 잠재적으로 더 큰 역할을 할 수 있습니다. 미래의 부정적인 배출량에 사용되는 특정 기술은 BECCS에 따라 다소 다를 수 있지만 BECCS가 아닌 방식은 규모와 비용의 불확실성으로 인해 모델에서 크게 제외됩니다.

비슷하게 사용 된 BECCS의 양은 모델과 SSP 간에도 상당히 다르며 SSP1은 가장 적은 음의 배출량을 요구하고 SSP5는 배출 가스 저감 및 전체 에너지 사용 증가로 인해 가장 많이 필요합니다.

Joeri Rogelj 박사,이 신문의 수석 저자는 국제 응용 시스템 분석 연구소 (IIASA)는 오스트리아의 Carbon Brief :

"이는 에너지 수요를 제한하는 지속 가능한 라이프 스타일에 중점을두면 BECCS에 대한 의존도가 크게 감소 할 수 있음을 나타냅니다."

1.5C 목표의 흥미로운 결과 중 하나는 CCS와 결합 된 화석 연료의 사용이 2C 시나리오와 비교하여 줄어든다는 것입니다. 이것은 CCS가있는 화석 연료가 여전히 석탄 채광 또는 가스 처리로 인한 메탄 배출량과 불완전한 포집 및 누출로 인한 CO2 배출량을 초래하기 때문입니다. 이러한 추가 방출은 1.5C 세계에서 대규모로 허용하기에는 너무 중요해질 수 있습니다.

1.5C보다 2C에 도달하는 것이 훨씬 더 어렵습니다.

1.5C에 대한 온난화를 제한하는 데 필요한 세부 사항을 탐구하는 것 외에도이 신문은 다양한 범주의 기존 2C 시나리오와 비교합니다. 아래 그림은 경제 및 CO1.5 감소 측정 항목에서 2C 및 2C 시나리오의 차이를 보여줍니다. 각각의 파선은 100C 세계에 비해 1.5C 세계에서 비용 또는 노력이 2 % 증가한 것을 나타냅니다.

새로운 시나리오가 1.5에서 세계가 2100C에게 데우는 것을 제한 할 수있는 방법을 보여줍니다

다양한 SSP에 대한 2C 시나리오와 비교하여 1.5C 시나리오의 비용 및 CO2 감소 메트릭의 상대적 증가. 점선은 비용 또는 감소액에서 100 % 증가 (최대 500 % 증가)를 나타냅니다. 그림 4에서 가져온 것 Rogelj 외 2018.

가장 큰 증가는 200 %에서 400 % 사이 인 탄소 가격과 200 %에서 300 % 이상 높은 단기 비용입니다. 이러한 단기 비용의 증가는 가까운 미래에 필요한보다 심각한 배출 감축으로 인한 것이다. 장기적인 비용 또한 200 % 정도 증가 할 것으로 예상됩니다.

CO2 감소 측정 항목의 경우, 1.5C 세계는 2C 환경에서보다 건물 및 운송 수단에서 CO2을 약 2 ~ 3 배 더 줄일 필요가 있습니다. 이 분야는 쉽게 대체되지 않는 화석 연료의 직접 연소를 포함하기 때문에 발전보다 탈탄 소화하기가 더 어렵습니다.

어렵지 만 가능한가?

이 연구에서 새로운 시나리오는 1.5에서 2100C 이하로 온난화를 제한 할 수있는 궤적과 기술적 경로가 있음을 보여주기 때문에 중요합니다. 그러나 모든 모델에는 20 세기 중반의 온난화에 대한 오버 슛 1.5C가 포함되었습니다. 대부분은 또한 엄청난 양의 아직 증명되지 않은 가까운 장래에 배출량을보다 현실적으로 점진적으로 감축 할 수 있도록 세기 후반기에 부정적인 배출량이 발생했습니다.

As Dr Glen Peters, 선임 연구원 CICERO 국제 기후 연구 센터 이 연구에 관여하지 않았던 노르웨이에서는 Carbon Brief에게 다음과 같이 말한다 :

"1.5C의 온도를 제한하는 것은 1.5C 경로를 따르는 특정 사회 경제적, 기술적 및 자원 가정으로 만 제공 할 수있는 모델에 가까워지고 있습니다. 모델 결과를 실행 가능한 사회 변형으로 변환하는 방법은 실내에서 코끼리로 남아 있습니다. 1.5C 시나리오는 비 화석 연료 사용의 급격한 감소, 비 화석 에너지 원의 급속한 확장 및 행성 규모의 이산화탄소 제거를 필요로합니다. 이러한 핵심 빌딩 블록을 충족시키지 못하면 1.5C를 신속하게 실행할 수 없게됩니다. "

노트 : 이 연구의 발표와 함께 새롭게 업데이트되었습니다. SSP 배출 및 시나리오 데이터베이스여기에는 모든 SSP 시나리오에 대한 데이터가 포함됩니다.

Rogelj, J. et al. (2018) 지구 평균 기온이 1.5C, 자연 기후 변화 이하로 제한되는 시나리오,

doi:10.1038/s41558-018-0091-3

이 문서는 원래의 등장 카본 브리핑

저자에 관하여

Zeke Hausfather는 미국의 관심과 함께 기후 과학과 에너지 연구를 다루고 있습니다. Zeke는 Yale University와 Vrije Universiteit Amsterdam에서 환경 과학 석사 학위를 받았으며 University of California, Berkeley에서 기후 과학 박사 학위를 수료했습니다. 그는 과거 10 년을 청정 기술 분야의 데이터 과학자이자 기업가로 일해 왔습니다.

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