2015で パリ協定 気候変動に関しては、地球上のほぼすべての国が、地球温暖化を工業化以前のレベルよりも「2Cよりもかなり低い」状態に保ち、「温度上昇を1.5Cにさらに制限する努力を追求する」と約束した。

しかし、当時、科学者は、2C目標を達成するためのエネルギーシステムと炭素緩和経路のみをモデル化していました。 世界が1.5Cに温暖化を制限する方法を調べた研究はほとんどありませんでした。

今、 自然の気候変動 2100の地球温度を1.5C以下に制限するための6つの異なる「統合評価モデル」（IAM）を使用した新しいモデリング演習の結果を示します。

この結果は、今後数年間で世界的な排出量がピークに達し、20世紀後半に大量の炭素が大気から吸い出されると、1.5Cが達成可能であることを示唆している。BECCS).

1.5Cターゲットの定義

工業化前のレベルより上の1.5Cへの温暖化を制限するという目標の1つの課題は、 パリ条約のテキストで明確に定義されていない。 例えば、科学者たちは、工業化以前の気温が、 それらを最もよく定義する方法、 と同様 使用するデータセット.

1.5が2100Cの温暖化を招くことを目標にすることを目標にすること、またはより低い温暖化量を目指して温度を1.5C以上に抑えようとすることが目標であるべきかどうかについても、明確な合意はない。 なぜなら 気候感度の不確実性 CO1.5排出量が2倍になるにつれて4.5Cと2Cの間の温暖化が起こる可能性があることを意味し、科学者は気候感度が範囲の上限に達してしまう最悪の場合を避ける計画です。

2Cターゲットの場合、パリ合意書の「十分に下位の」言語は、33Cを超える可能性が2％以下であることを保証するものと解釈されており、そのため66％を下回る可能性があります。 しかし、1.5Cターゲット 解釈できる 50Cを下回る1.5％のチャンス、または66Cのターゲットに似た2％のチャンスを目指しています。 これは小さな区別のように聞こえるかもしれませんが、それは カーボンバジェットの結果 目標を達成することの容易さ。

彼らの新しい論文では、23のエネルギー研究者のチームが66の1.5Cの温暖化を回避する2100％のチャンスを目指して、目標のより厳密な解釈を選択しています。 しかし1.5Cは、1.5年までに2100Cを下回っている限り、世紀中にはXNUMXCを超えることができます。 これは、「オーバーシュート」シナリオとして知られています。

将来のいくつかの経路においてのみ1.5Cが可能

1.5Cへの温暖化を制限する実行可能な経路を評価するために、研究者は新しい 共有された社会経済的経路 （IPCC）評価報告書の作成に向けて開発された気候変動枠組条約（SSPs）を策定しました。 これらのSSPsは、炭素ブリーフが次の数週間でより深く探求するであろう - 人口、経済成長、エネルギー需要、平等およびその他の要素が異なる可能性のある5つの将来の世界を示している。

それぞれの世界は複数の異なる気候軌道を持つことができますが、あるものは他のものよりも排出を減らすのにずっと簡単です。 1.5Cでの2100C加温を避けることに関連する新しい気候軌道は、温室効果ガスからの放射強制力が1平方メートルあたりの1.9ワット（W / W）に制限されている代表的な濃度パスウェイ1.9（RCP1.9） m2）を超えることができます。 これは、2.6から8.5W / m2までの気候モデラーによって以前に使用されたRCPの範囲よりも低い。

6つのIAMはすべて、「包括的で持続可能な開発」に焦点を当てた経路であるSSP1.5で、実行可能な1Cシナリオを見つけます。 6つのモデルのうち4つがSSP2で経路を見つける。これはトレンドが歴史的パターンに大きく従う道路シナリオの真中である。 SSP1.5には、国際協力がほとんどない「地域的な競争」と「復活したナショナリズム」の世界である、実行可能な3Cの経路を示すモデルはありません。

最後に、「急速な経済成長」と「エネルギー集約型ライフスタイル」の世界であるSSP1.5では、2つのモデルが実行可能な経路を持つ一方で、モデルのうちの1つだけがSSP4の5C経路を持っています。

排出量はすぐにピークに達しなければならない

地球温暖化を1.5C以下に抑えるために、研究者が調査したすべてのモデルでは、地球温暖化が2020でピークに達し、その後は急激に低下することが必要です。 2050の後、世界はCO2純排出量をゼロに減らさなければならず、21st世紀の後半を通じて排出量はますますマイナスになるはずです。

これらの急速な削減でも、考慮されているすべてのシナリオでは、1.5でウォーミングが発生していましたが、2040では1.3-1.4C前後に低下しました。 一般にSSP2100に関連するより急速な減少を伴うモデルは、より緩やかな減少を有するモデルよりも温度オーバーシュートが少ない。

下の図は、調査したすべての2CモデルにおけるCO1.5排出量（左）と工業化前の地球温暖化（右）の両方を示しています。 これらの行は、使用されるSSPに基づいて色分けされています。

CO2排出量（Gt）CO2（左）および全産業平均（RCP1.9 / 1.5Cシナリオ全体の表面温度） Rogeljら2018。 利用可能なデータ IIASA SSPデータベース。 カーボンブリーフによるチャート Highcharts.

モデルは残りの1.5C "カーボンバジェット"CO2018（GtCO2100）の-175と400のギガトンの間の2から2へ。 この範囲は 推定値と一致する IPCCの5thアセスメントレポート.

幅広い範囲は、メタンと亜酸化窒素などのCO2以外の温室効果ガスの排出量の違いの大部分が、2100のモデル全体で2〜3倍変化していることによるものです。 CO2以外の排出量が高いモデルでは、残りの炭素収支はゼロ未満であるため、CO2は大気から取り除かれる必要があります。 これらのシミュレーションでは、1.5Cの炭素予算はすでに使い果たされています。

モデル全体の中心的な見積もりは、残りの2018-2100炭素予算が230 GtCO2の周りにあることです。 現在の排出率では、1.5Cの予算全体が枯渇し、すべてのモデルでゼロから11年の範囲で、約6年が可能になります。

化石燃料を再生可能エネルギーに置き換える

1.5Cの目標を達成するために、地球規模のエネルギー需要が満たされ、GHG排出量も削減されるさまざまな方法を調査します。 1.5C以下に温暖化を制限するためには、世界中のあらゆる種類の化石燃料を急速に段階的に廃止する必要があります。 二酸化炭素貯留 （CCS）。 同時に、世界は、大気からCO2を実際に除去しながらエネルギーを発生させるBECCSなど、ゼロ炭素および正味マイナス炭素エネルギー源の使用を急速に増やす必要があります。

下の図は、すべての1.5Cモデルで再生可能エネルギー（左）、純負BECCS（中央）、石炭未使用（右）の使用を示しています。 色は、モデルシミュレーションで使用されるSSPを示します。

すべてのRCP1.9 / 1.5Cシナリオにおいて、バイオマス以外の再生可能エネルギー（左）、BECCS（中央）、CCSのない石炭（右）についてのExajoules（EJ）における世界一次エネルギーの使用。 の図2から適応 Rogeljら2018.

ほとんどのモデルでは、全体のエネルギー使用量は2018と2100の間で、-22％〜+ 83％の間で実際に増加し、22％の中央増加を伴います。

しかし、このモデルは、エネルギー効率は短期的には非常に重要であることを示しています。少なくとも、ほとんどのエネルギーは化石燃料に由来しています。 これは、急速な脱炭素化が発電より困難である輸送および建築分野において特に重要である。

このモデルは、60が全世界で再生可能エネルギーから得られるすべてのエネルギーの推定80-2050％を示しています。 いくつかのモデルは、原子力の役割がはるかに大きいことを示していますが、そうでないモデルもあります。

1.5Cへの温暖化を制限するために、炭素捕捉なしの石炭利用は、80によって2040％ほど減少し、同様にほとんどが2060によって段階的に廃止された。 これにより、ほとんどのガソリン車またはディーゼル車は2060によって段階的に廃止され、電気または他の低炭素代替燃料車は、その日以前に大部分の売上高を占めています。 将来の天然ガスの使用はモデルでより混在しており、世紀の半ばにはいくつかの増加と減少が見られる。

排出量がマイナスになる

負の排出 余分なCO2を大気から引き出すために、世紀後半に必要とされています。 これは、1.5Cの温暖化を避けるために許容炭素バジェットを超えることを避けるために、モデルで排出が十分に速く落ち込むことができないためです。

ほとんどのモデルは、余分なCO50を取り戻す前に、世紀の間の許容炭素バジェットよりもCO200のほうが約2-2％多くCOXNUMXを放出します。

このモデルでは、2030と2040の間でBECCSが広く普及し、急速に拡大していくと想定されています。 2050によれば、多くのモデルが、100 exajoules（EJ）以上のエネルギーを生産するBECCSを有しています。これは今日の石炭とほぼ同じエネルギー量です。 2100によって、BECCSは200EJと比較して、バイオマス以外の再生可能エネルギーすべてに対して300EJになります。

下の図は、すべてのモデルでCCS（BECCSと化石燃料の両方）によって隔離されたCO2の量を示しています。 炭素捕獲は2020の後に上昇し、20の地球CO2排出量の約半分である世紀末までに2 GtCO2018以上になる可能性があります。

CO2は年ごとにギガトン（Gt）CO2で炭素回収と貯留で隔離され、すべてのRCP1.9 / 1.5CシナリオでSSPが隔離されています。 の図3から適応 Rogeljら2018.

このモデルでは、今日の2との間の-26％と2100％の間の世界的な森林被覆の変化の見積もりが作成され、ほとんどのモデルで森林被覆が大幅に増加しています。 BECCSと植林には多くの土地が必要です。 大部分のモデルは、EU全体の農業に現在使用されている面積にほぼ等しい世界の農耕地シナリオの減少を示している。

しかし、この研究で使用されたモデルのほとんどは、明示的な緩和策として植林を含まないため、植林やその他 「自然な」負の排出技術 将来潜在的に大きな役割を果たす可能性があります。 将来の負の排出量に使用される特定の技術は、BECCSとは多少依存しているものの、BECCSにはあまり依存していない可能性があるが、BECCS以外の手法は、コストと有効性の不確実性が残るため、

同様に、使用されるBECCSの量は、SSP1が最もマイナスの排出を必要とし、SSP5は排出量の削減がより少なく、全体的なエネルギー使用がより高くなるために最も必要とされるモデルとSSP間でかなり異なっている。

Dr Joeri Rogelj、この論文の筆頭著者は、 国際応用システム分析研究所 （IIASA）は、オーストリアでCarbon Briefに伝えています。

これは、エネルギー需要を制限する持続可能なライフスタイルに焦点を当てれば、BECCSへの依存度が大幅に低下する可能性があることを示しています。

1.5Cの目標の1つの興味深い結果は、2Cシナリオに見られるものと比較して、CCSと組み合わせた化石燃料の使用の削減です。 これは、CCSを使用した化石燃料は、石炭採掘やガス処理によるメタン排出と、不完全な捕獲や漏出によるCO2排出をもたらすためです。 これらの余分なエミッションは、1.5C世界で大規模に許可するにはあまりにも重要になります。

1.5Cよりも2Cに届きにくい

1.5Cへの温暖化を制限するために必要なものの詳細を調べることに加えて、このペーパーはまた、それを多数の異なるカテゴリーにわたる既存の2Cシナリオと比較します。 下の図は、経済指標とCO1.5指標の両方の2Cシナリオと2Cシナリオの違いを示しています。 破線は、100C世界と比較して1.5C世界でのコストまたは労力の2％増加を表しています。

さまざまなSSPの2Cシナリオと比較して、1.5CシナリオのコストおよびCO2削減メトリックの相対的な増加。 各破線は、100％増加までのコストまたは削減額の500％の増加を表します。 図4から取った Rogeljら2018.

最大の増加は、炭素価格であり、200％から400％高い間であり、200％から300％以上高い短期間の費用でなければならない。 これらの短期コストの増加は、必要とされるより厳しい短期排出削減によって促進される。 長期的なコストもまた、200％ほど高いと予想されます。

CO2削減メトリクスでは、1.5Cの世界では、2Cの世界よりもビルや輸送機関からのCO2の削減量が約2〜3倍必要です。 これらのセクターは、容易に置換えられない化石燃料の直接燃焼を伴うため、発電よりも脱炭素化が難しい。

難しいですが可能ですか？

この研究の新しいシナリオは、1.5の温暖化を2100C以下に制限する可能性のある軌道と技術的経路があることを示しているので重要です。 しかし、すべてのモデルには、20世紀半ばの温暖化のオーバーシュート1.5Cが含まれていました。 ほとんどの場合、大量の まだ証明されていない 近い将来に排出量をより現実的に段階的に削減することを可能にするために、

As Dr Glen Peters、上級研究員 CICERO国際気候研究センター この研究に関与していないノルウェーでは、Carbon Briefにこう伝えている。

1.5Cへの温度制限は、1.5C経路に従う特定の社会経済的、技術的および資源的な仮定だけで、どのモデルが提供できるものに近づいています。 モデルの結果を実行可能な社会変革に変える方法は、部屋のゾウのままです。 1.5Cのシナリオでは、化石燃料使用量の大幅な削減、非化石エネルギー源の急速な拡大、惑星規模の二酸化炭素除去が必要です。 これらのコアビルディングブロックのいずれかを満たさないと、1.5Cはすぐに実行不可能になります。

注： この研究の発表に伴い、新たに更新された SSP排出量とシナリオデータベースすべてのSSPシナリオのデータが含まれています。

Rogelj、J。 （2018）地球平均気温の1.5C、自然気候変動、

doi:10.1038/s41558-018-0091-3

この記事はもともとに登場しました カーボンブリーフ

著者について

Zeke Hausfatherは、米国の焦点を当てた気候科学とエネルギー研究を扱っています。 Zekeは、アイルランド大学とアムステルダムのVrije大学で環境科学の修士号を取得し、カリフォルニア大学バークレー校で気候科学の博士号を取得しています。 彼は過去の10年をクリーンテック部門のデータ科学者および起業家として働いていました。

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