Η Βιωσιμότητα της αφαίρεσης του CO2
Η εκτεταμένη χρήση της αφαίρεσης CO2 θα προκαλούσε υψηλούς κινδύνους βιωσιμότητας
Πολλοί τρόποι για να παραμείνουμε κάτω από τον 1,5 βαθμό Κελσίου προκαλούν καθυστέρηση σε βαθιές περικοπές στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και βασίζονται αντ' αυτού σε τεράστιες ποσότητες αφαίρεσης CO2 (CDR) αργότερα αυτόν τον αιώνα.
Το χερσαίο CDR χρησιμοποιείται εκτενώς στις οδούς 1,5C που παρουσίασε η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Αλλαγή του Κλίματος (IPCC) και επίσης εμφανίζεται σε μεγάλο βαθμό στα σχέδια για το κλίμα πολλών κυβερνήσεων και επιχειρήσεων.
Ωστόσο, η μεγάλης κλίμακας ανάπτυξη χερσαίων CDR θα μπορούσε να συνοδεύεται από σημαντικές προκλήσεις. Σε αυτούς περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, σημαντικοί οικολογικοί και κοινωνικοί κίνδυνοι – ιδίως για την απώλεια βιοποικιλότητας, την επισιτιστική ασφάλεια, τη χρήση γλυκού νερού και τα ανθρώπινα δικαιώματα – οι οποίοι δεν έχουν αξιολογηθεί διεξοδικά.
Στη νέα εργασία, που δημοσιεύθηκε στο Science, αξιολογείται το επίπεδο των κινδύνων βιωσιμότητας που θα μπορούσαν να προκληθούν από τη χρήση διαφόρων χερσαίων τεχνικών CDR, όπως η βιοενέργεια με δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα (BECCS) και η δάσωση και αναδάσωση (A/R).
Κίνδυνοι ενεργοποιούνται σε πολύ χαμηλότερα επίπεδα εφαρμογής των τεχνικών από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Επιπλέον, πολλές από τις «ευθυγραμμισμένες στο Παρίσι» τρόπους του 1,5 βαθμού Κελσίου που παρουσίασε η IPCC θα υπερέβαιναν τα όρια βιωσιμότητας του CDR που καθορίστηκαν από την αξιολόγησή στην έρευνα.
Ανάπτυξη CDR σε διαδρομές μετριασμού
Πολλές οδοί μείωσης/μετριαμού που αξιολογήθηκαν από την IPCC προβλέπουν μεγάλες εφσρμογές CDR καθ' όλη τη διάρκεια του 21ου αιώνα.
 |
|
Η χρήση του CDR είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη στους τρόπους που χαρακτηρίζονται από την IPCC ως «1,5C με υψηλή υπέρβαση». Σε αυτούς τους τρόπους, οι περικοπές εκπομπών δεν είναι αρκετά γρήγορες ώστε να αποφευχθεί η παραβίαση του προϋπολογισμού άνθρακα για 1,5 βαθμό Κελσίου και οι παγκόσμιες θερμοκρασίες υπερβαίνουν προσωρινά το όριο του 1,5 βαθμού Κελσίου, προτού η εκτεταμένη χρήση του CDR μειώσει τις θερμοκρασίες αργότερα αυτόν τον αιώνα.
Στο πλαίσιο αυτών των οδών, το CDR αναπτύσσεται έως το 2050 για να βοηθήσει στην αντιστάθμιση της βραδύτερης μετάβασης από τα ορυκτά καύσιμα, για τη μείωση των καθαρών εκπομπών. Όταν οι εκπομπές φτάσουν στο καθαρό μηδέν, το CDR χρησιμοποιείται για να αντισταθμίσει τις μεγάλες εναπομένουσες υπολειμματικές εκπομπές. Πέρα από αυτό το σημείο, χρησιμοποιείται για την απορρόφηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας μετά την υπέρβαση του 1,5 C.
Αυτός ο τύπος χαρακτηρίζεται από την ενδεικτική οδό μετριασμού "Neg" της IPCC. Στα πλαίσια αυτά, περίπου 5,1 δισεκατομμύρια τόνοι CO2 (GtCO2) αφαιρούνται από την ατμόσφαιρα χρησιμοποιώντας CDR το 2050 και 15,1 GtCO2 το 2100.
Σε αυτή την πορεία, μία από τις πέντε που περιγράφονται στην έκτη έκθεση αξιολόγησης της IPPC (AR6), η πρωτογενής ενέργεια από ορυκτά καύσιμα πέφτει μόνο 36% κάτω από τα επίπεδα του 2020 έως το 2050 και 73% έως το 2100, σε σχέση με το 2020.
Αυτό το προφίλ CDR και εκπομπών έρχεται σε έντονη αντίθεση με την πορεία «Ren» της IPCC - η οποία βασίζεται στην ταχεία κλιμάκωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας - η πρωτογενής ενέργεια από ορυκτά καύσιμα μειώνεται κατά 85% έως το 2050 και κατά 95% έως το 2100, σε σχέση με το 2020. (IMP-Ren)
Αυτό σημαίνει ότι αυτή η οδός ανανεώσιμης ενέργειας έχει πολύ μικρότερη εξάρτηση από το CDR, το οποίο χρησιμοποιείται μόνο για να αφαιρέσει 2,6GtCO2 από την ατμόσφαιρα το 2050 και 3GtCO2 το 2100.
Όρια βιωσιμότητας
Οι μεγάλες ποσότητες χερσαίων CDR σε πολλές από τις οδούς που αξιολογήθηκαν από την IPCC έχουν σημαντικές επιπτώσεις όσον αφορά τη βιωσιμότητα, με πιθανότητα σοβαρών επιπτώσεων στα ανθρώπινα μέσα διαβίωσης και την επισιτιστική ασφάλεια.
Ωστόσο, η έκθεση της IPCC δεν αξιολογεί διεξοδικά την περιβαλλοντική σκοπιμότητα των σεναρίων, ούτε τους σχετικούς κινδύνους βιωσιμότητας. Ούτε θέτει έναν αριθμό στην κλίμακα του CDR που θα μπορούσε να αναπτυχθεί χωρίς να προκαλέσει σημαντικές επιπτώσεις.
Για να καλυφθεί αυτό το κενό, ποσοτικοποιήθηκαν τα όρια βιωσιμότητας στην ευρεία ανάπτυξη των BECCS, A/R και CDR «με βάση τη φύση», η οποία περιλαμβάνει περιορισμένη αναδάσωση, αποκατάσταση δασών, μειωμένη δασική συγκομιδή και γεωργοδασοκομία. Για να γίνει αυτό, αντλήθηκαν από πρόσφατες μελέτες που δίνουν μεγαλύτερη προσοχή στις οικολογικές, βιολογικές και κοινωνικές επιπτώσεις της χερσαίας CDR.
Με βάση αυτές τις μελέτες, υπολογίστηκαν τα επίπεδα ανάπτυξης CDR που θα προκαλούσαν «χαμηλούς», «μεσαίους», «υψηλούς» και «πολύ υψηλούς» κινδύνους για τη βιωσιμότητα. Αυτά τα επίπεδα κινδύνου κωδικοποιούνται χρωματικά από πράσινο έως σκούρο κόκκινο, για κάθε τύπο χερσαίας CDR στο παρακάτω σχήμα.
Το τεχνικό δυναμικό μετριασμού (γκρι) των BECCS και των A/R, όπως αξιολογήθηκε από την IPCC, σε σύγκριση με τα όρια βιωσιμότητας χαμηλού κινδύνου (πράσινο), μεσαίου κινδύνου (κίτρινο), υψηλού κινδύνου (κόκκινο) και πολύ υψηλού κινδύνου (σκούρο κόκκινο). Πηγή: προσαρμοσμένο από Deprez et al.
Διαβάζοντας από αριστερά προς τα δεξιά, το σχήμα δείχνει αυξανόμενα επίπεδα ανάπτυξης CDR όσον αφορά το GtCO2 που αφαιρείται ετησίως. Η γκρίζα γραμμή δείχνει το εύρος των «τεχνικών δυνατοτήτων μετριασμού» για κάθε τεχνική, όπως αξιολογείται επί του παρόντος από την IPCC. Το ανώτερο άκρο αυτού είναι το μεγαλύτερο ποσό που θα μπορούσε θεωρητικά να αναπτυχθεί, εάν δεν ληφθούν υπόψη οι φραγμοί στην ταχεία κλιμάκωση, οι περιορισμοί στους κινδύνους σκοπιμότητας και βιωσιμότητας.
Το σχήμα δείχνει ότι οι κίνδυνοι βιωσιμότητας ξεκινούν πολύ κάτω από τις τεχνικές δυνατότητες μετριασμού.
Όσον αφορά τις BECCS, η IPCC αναφέρει μέσο τεχνικό δυναμικό 5,9 GtCO2 ετησίως. Ωστόσο, διαπιστώνουμε ότι η ανάπτυξη περισσότερων από 1,2 GtCO2 BECCS ετησίως θα μετατρεπόταν από «χαμηλού κινδύνου» σε «μεσαία» ή υψηλότερα επίπεδα κινδύνου.
(Ο αριθμός αυτός βασίζεται στις μονάδες BECCS που δεσμεύουν ένα «μεσαίο» μερίδιο των σχετικών εκπομπών CO2, κάτω από 70%. Για ένα «χαμηλό» ποσοστό δέσμευσης κάτω από 50%, το όριο χαμηλού κινδύνου μειώνεται σε μόλις 0,7 GtCO2 ετησίως.)
Αντίστοιχα, το BECCS θα υπερέβαινε το όριο υψηλού κινδύνου βιωσιμότητας (που εμφανίζεται με κόκκινο χρώμα) εάν χρησιμοποιούνταν για την αφαίρεση 1,3GtCO2 με χαμηλό ποσοστό δέσμευσης – ή 2,8GtCO2 με μεσαίο ρυθμό.
Ακόμη και αυτά τα περιορισμένα επίπεδα BECCS(Βιοενεργεια) προϋποθέτουν σημαντικές μεταρρυθμίσεις της πολιτικής για τη βιοενέργεια, τις οποίες οι κυβερνήσεις δεν έχουν ακόμη αντιμετωπίσει. Αυτές περιλαμβάνουν την αντιμετώπιση των κενών στη λογιστική καταγραφή των εκπομπών και τη διασφάλιση ότι η βιοενέργεια δεν προκαλεί αποψίλωση των δασών, είτε άμεσα είτε έμμεσα.
Για την Α/Ε (Δάσωση Αναδάσωση), το μέσο τεχνικό δυναμικό της IPCC είναι 3,9GtCO2 ετησίως. Η έρευνά μας δείχνει ότι οι σχετικοί κίνδυνοι βιωσιμότητας παραμένουν χαμηλοί ή μεσαίοι κάτω από 3,8GtCO2 ετησίως, με υψηλούς κινδύνους πέρα από αυτό το σημείο.
Διαπιστώνουμε ότι η CDR(Αφαίρεση Διοξειδίου Άνθρακα) που βασίζεται στη φύση (η οποία περιλαμβάνει περιορισμένη αναδάσωση) ενέχει τους χαμηλότερους κινδύνους βιωσιμότητας. Η ανάπτυξη θα προκαλούσε υψηλούς κινδύνους πέραν των 5,1GtCO2 ετησίως (συμπεριλαμβανομένων 3,8GtCO2 ετησίως μη μονοκαλλιέργειας αναδάσωσης).
Αφού καθορίστηκαν
τα επίπεδα κινδύνου για κάθε τύπο CDR, χαρτογραφήθηκαν στη συνέχεια αυτοί οι δείκτες στην ποσότητα CDR που αναπτύχθηκε σε καθεμία από τις πέντε
«ενδεικτικές οδούς μετριασμού» (IMPs) της IPCC.
1. σταδιακή ενίσχυση της πολιτικής για το κλίμα, GS,
2. ευρεία χρήση CDR, Neg,
3. χαμηλή ζήτηση ενέργειας, LD,
4. μετατόπιση οδών προς την αειφόρο ανάπτυξη, SP
5. και βαριά χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, Ren.
Τα αποτελέσματά μας, που απεικονίζονται στον παρακάτω πίνακα, δείχνουν ότι οι τρεις οδοί που περιορίζουν την αύξηση της θερμοκρασίας στον 1,5 βαθμό Κελσίου με περιορισμένη έως μηδενική υπέρβαση είναι σε θέση να το πράξουν χωρίς να υπερβούν σημαντικά τα όρια κινδύνου βιωσιμότητας.
Αντίθετα, ο Neg περιορίζει την αύξηση της θερμοκρασίας το 2100 σε 1,5C με υπέρβαση υψηλής θερμοκρασίας, αλλά υπερβαίνει τα υψηλά και ακόμη και πολύ υψηλά όρια κινδύνου βιωσιμότητας. Η οδός GS περιορίζει μόνο την αύξηση της θερμοκρασίας στους 2 βαθμούς Κελσίου και εξακολουθεί να ενέχει σημαντικά επίπεδα κινδύνων βιωσιμότητας.
Διαβάζοντας τον πίνακα από πάνω προς τα κάτω, το πρώτο σύνολο σειρών απαριθμεί τη μεταβολή των εκπομπών CO2, της ζήτησης ενέργειας και της χρήσης ορυκτών καυσίμων το 2050 και το 2100.
Το δεύτερο σύνολο σειρών δείχνει την ποσότητα κάθε τύπου CDR που αναπτύχθηκε το 2050 και το 2100, χρωματικά κωδικοποιημένη σύμφωνα με τα επίπεδα κινδύνου βιωσιμότητας.
Το τρίτο σύνολο σειρών δείχνει την ποσότητα γης που απαιτείται για την ανάπτυξη CDR - το αποτύπωμα γης. Και πάλι, αυτά είναι χρωματικά κωδικοποιημένα σύμφωνα με τα επίπεδα κινδύνου βιωσιμότητας.
Εκπομπές CO2 και ενέργεια, καθώς και CDR από τη δέσμευση και το χωρικό αποτύπωμα της χρήσης CDR στις πέντε ενδεικτικές οδούς μετριασμού της IPCC, IMP-GS, IMP-Neg, IMP-LD, IMP-SP και IMP-Ren. Πηγή: Deprez et al.
Συγκεκριμένα, τα ευρήματά δείχνουν ότι η ποσότητα γης που απαιτείται για το CDR στο μονοπάτι Neg θα μπορούσε να φτάσει τα 7,2 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα το 2050 και τα 13,3 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα το 2100. Για λόγους σύγκρισης, η χερσαία έκταση των ΗΠΑ είναι μόλις 9,1 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα.
Εκτίμηση κινδύνου
Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι υπάρχει επείγουσα ανάγκη να λαμβάνονται υπόψη οι κίνδυνοι βιωσιμότητας κατά την επιλογή μεταξύ διαφορετικών οδών μετριασμού.
Ένας τρόπος για να γίνει αυτό θα ήταν να οριστεί ένας «βιώσιμος προϋπολογισμός CDR», ως το ποσό του CDR που θα μπορούσε να αναπτυχθεί με βιώσιμο τρόπο σε όλες τις μεθόδους CDR.
Ενώ η έρευνά εξέτασε μόνο το χερσαίο CDR, οι εναλλακτικές επιλογές CDR είναι επίσης πιθανό να συνοδεύονται από κινδύνους βιωσιμότητας και ανάπτυξης, οι οποίοι θα μπορούσαν να περιορίσουν τις δυνατότητές τους. Αυτές περιλαμβάνουν την άμεση δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα στον αέρα (DACCS- Direct Air Capture with Carbon Storage) ή το CDR με βάση τον ωκεανό.
Μια άλλη επιλογή θα ήταν οι επιστήμονες να προσδιορίσουν σενάρια ευθυγραμμισμένα με το Παρίσι που δεν υπερβαίνουν τα όρια βιωσιμότητας. Η έρευνά δείχνει ότι αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει βασική προτεραιότητα για τον έβδομο κύκλο αξιολόγησης της IPCC, καθώς και για την ενσωμάτωση των περιβαλλοντικών κινδύνων και της σκοπιμότητας σε όλες τις εργασίες της IPCC.
Επιπλέον, τα ευρήματά δείχνουν ότι η καθυστέρηση των περικοπών ορυκτών καυσίμων, με την ελπίδα ότι οι εκπομπές μπορούν να μειωθούν αργότερα αυτόν τον αιώνα χρησιμοποιώντας CDR, θα συνοδεύεται από υψηλούς κινδύνους βιωσιμότητας.
Εάν, από την άλλη πλευρά, οι χώρες επιθυμούν να λάβουν υπόψη τα ζητήματα βιοποικιλότητας παράλληλα με τους κλιματικούς στόχους, περιορίζοντας παράλληλα τις θερμοκρασίες στον 1,5 βαθμό Κελσίου, τότε θα πρέπει να ακολουθήσουν μια πορεία μετριασμού με ταχύτερες περικοπές στη χρήση ορυκτών καυσίμων, σύμφωνα με την έρευνά μας.
Πολλές από αυτές τις οδούς περιλαμβάνουν αλλαγές συμπεριφοράς και μειώσεις στη ζήτηση ενέργειας όμως!
Οι χώρες θα μπορούσαν να λάβουν υπόψη τα πορίσματά στις επόμενες εθνικά καθορισμένες συνεισφορές τους (Nationally-Determined Contributions) στο πλαίσιο της συμφωνίας του Παρισιού, οι οποίες αναμένονται το 2025. Για παράδειγμα, θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν τους κινδύνους βιωσιμότητας θέτοντας ξεχωριστούς, διαφανείς στόχους για το CDR, επιπλέον των πρωταρχικών στόχων για τις εκπομπές.
Θα μπορούσαν επίσης να επιδιώξουν να περιορίσουν την εξάρτησή τους από το CDR – και το αντίστοιχο αποτύπωμα γης – προκειμένου να αποφευχθούν δράσεις για το κλίμα που έχουν αρνητικές συνέπειες για τα εθνικά τους σχέδια βιοποικιλότητας βάσει του παγκόσμιου πλαισίου για τη βιοποικιλότητα (NBSAP).
