Dalam 2015 Perjanjian Paris tentang perubahan iklim, hampir setiap negara di Bumi berjanji untuk menjaga suhu global "jauh di bawah" 2C di atas tingkat pra-industri dan untuk "mengejar upaya untuk membatasi kenaikan suhu lebih jauh ke 1.5C".
Namun, pada saat itu, para ilmuwan hanya memodelkan sistem energi dan jalur mitigasi karbon untuk mencapai target 2C. Beberapa penelitian telah meneliti bagaimana dunia bisa membatasi pemanasan ke 1.5C.
Sekarang kertas di Nature Climate Change menyajikan hasil dari latihan pemodelan baru menggunakan enam "model penilaian terpadu" (IAM) yang berbeda untuk membatasi suhu global di 2100 sampai di bawah 1.5C.
Hasilnya menunjukkan bahwa 1.5C dapat dicapai jika puncak emisi global dalam beberapa tahun ke depan dan sejumlah besar karbon tersedot keluar dari atmosfer pada paruh kedua abad ini melalui sebuah teknologi yang diusulkan yang dikenal sebagai bioenergi dengan penangkapan dan penyimpanan karbonBECCS).
Mendefinisikan target 1.5C
Satu tantangan dengan tujuan membatasi pemanasan ke 1.5C di atas tingkat pra-industri adalah hal itu tidak didefinisikan dengan jelas dalam teks Perjanjian Paris. Sebagai contoh, para ilmuwan tidak setuju mengenai suhu, tepatnya, pra-industri sebelumnya bagaimana cara terbaik untuk mendefinisikannya, sebaik dataset apa yang akan digunakan.
Juga tidak ada konsensus yang jelas jika target tersebut harus mengarah pada kemungkinan rintangan di dunia untuk mencapai pemanasan 1.5C oleh 2100, atau berusaha untuk mencoba dan menghindari agar suhu melebihi 1.5C dengan tujuan untuk mengurangi jumlah pemanasan yang lebih rendah. Karena ketidakpastian dalam sensitivitas iklim berarti bahwa kita dapat memiliki sesuatu antara pemanasan 1.5C dan 4.5C per dua kali lipat emisi CO2, para ilmuwan cenderung merencanakan untuk menghindari kasus terburuk di mana sensitivitas iklim berakhir pada akhir yang lebih tinggi dari rentang tersebut.
Dalam kasus target 2C, bahasa "di bawah" Perjanjian Paris telah ditafsirkan sebagai memastikan bahwa tidak ada peluang 33% melebihi 2C - dan oleh karena itu, kesempatan 66% untuk tetap berada di bawahnya. Tapi target 1.5C bisa diartikan sebagai baik untuk kesempatan 50% tinggal di bawah 1.5C, atau kesempatan 66% serupa dengan target 2C. Ini mungkin terdengar seperti perbedaan kecil, namun memiliki dampak besar pada menghasilkan anggaran karbon dan mudah memenuhi target.
Dalam makalah baru mereka, tim peneliti energi 23 memilih interpretasi target yang lebih ketat, yang bertujuan untuk kesempatan 66% untuk menghindari pemanasan 1.5C di tahun 2100. Namun, mereka membiarkan suhu melebihi 1.5C selama abad ini asalkan turun kembali ke bawah 1.5C pada tahun 2100. Ini dikenal sebagai skenario "overshoot".
1.5C hanya mungkin terjadi di beberapa jalur masa depan
Untuk menilai jalur yang layak untuk membatasi pemanasan ke 1.5C, para periset menggunakan yang baru Jalur Sosial Ekonomi Bersama (SSP) dikembangkan dalam persiapan untuk laporan penilaian Panel Antarpemerintah untuk Perubahan Iklim berikutnya (IPCC) karena awal dekade depan. SSP ini - yang Brief Carbon akan dijelajahi secara lebih mendalam dalam beberapa minggu mendatang - menghadirkan lima kemungkinan dunia masa depan yang berbeda dalam populasi mereka, pertumbuhan ekonomi, permintaan energi, persamaan dan faktor lainnya.
Setiap dunia bisa memiliki beberapa lintasan iklim yang berbeda, meskipun beberapa akan memiliki waktu yang lebih mudah mengurangi emisi daripada yang lain. Lintasan iklim baru yang terkait dengan menghindari pemanasan 1.5C di 2100 disebut Representative Concentration Pathway 1.9 ("RCP1.9"), yang merupakan dunia dimana radiasi memaksa gas rumah kaca terbatas tidak lebih dari watt 1.9 per meter kuadrat (W / m2) di atas tingkat pra-industri. Ini lebih rendah dari kisaran RCP yang sebelumnya digunakan oleh pemodel iklim, yang berasal dari 2.6 sampai 8.5W / m2.
Keenam IAM tersebut menemukan skenario 1.5C yang layak di SSP1, yang merupakan jalur yang berfokus pada "pembangunan inklusif dan berkelanjutan". Empat dari enam model menemukan jalur di SSP2, yang merupakan skenario tengah jalan dimana tren mengikuti pola historis. Tidak ada model yang menunjukkan jalur 1.5C yang layak di SSP3, yang merupakan dunia "persaingan regional" dan "kebangkitan nasionalisme" dengan sedikit kerjasama internasional.
Akhirnya, hanya satu dari model yang memiliki jalur 1.5C di SSP4, yang merupakan dunia "ketidaksetaraan tinggi", sementara dua model memiliki jalur yang layak di SSP5, dunia "pertumbuhan ekonomi yang cepat" dan "gaya hidup intensif energi".
Emisi harus cepat terpuncak
Untuk membatasi pemanasan di bawah 1.5C, semua model yang diteliti oleh para peneliti menuntut agar puncak emisi global oleh 2020 dan menurun drastis setelahnya. Setelah 2050, dunia harus mengurangi emisi CO2 bersih menjadi nol dan emisi harus semakin negatif sepanjang paruh kedua abad 21st.
Bahkan dengan pengurangan cepat ini, semua skenario yang dianggap masih overshoot pemanasan 1.5C di 2040s, sebelum menurun ke sekitar 1.3-1.4C di atas tingkat pra-industri oleh 2100. Model dengan pengurangan yang lebih cepat - umumnya terkait dengan SSP1 - memiliki overshoot suhu lebih sedikit dibandingkan dengan pengurangan yang lebih bertahap.
Gambar di bawah ini menunjukkan emisi CO2 (kiri) dan pemanasan global di atas pra-industri (kanan) di semua model 1.5C yang diperiksa. Garis diwarnai berdasarkan SSP yang digunakan.
Emisi CO2 di gigaton (Gt) CO2 (kiri) dan suhu permukaan rata-rata global relatif terhadap pra-industri (kanan) di semua skenario RCP1.9 / 1.5C yang termasuk dalam Rogelj et al 2018. Data tersedia di Database IIASA SSP. Bagan dengan Carbon Brief menggunakan Highcharts.
Model menunjukkan 1.5C yang tersisa "anggaran karbon"Dari 2018 ke 2100 antara -175 dan 400 gigaton CO2 (GtCO2). Kisaran ini konsisten dengan perkiraan dari Laporan Penilaian 5th IPCC.
Luasnya sebagian besar merupakan hasil dari perbedaan emisi gas rumah kaca non-CO2, seperti metana dan nitrous oxide, yang bervariasi antara dua dan tiga di seluruh model oleh 2100. Beberapa model dengan emisi non-CO2 yang lebih tinggi memiliki anggaran karbon tersisa kurang dari nol, membutuhkan lebih banyak CO2 untuk dikeluarkan dari atmosfer daripada yang ditambahkan pada akhir abad ini. Dalam simulasi ini, anggaran karbon untuk 1.5C sudah habis.
Perkiraan utama di seluruh model adalah bahwa anggaran karbon 2018-2100 yang tersisa ada di sekitar 230 GtCO2. Pada tingkat emisi saat ini, ini akan memungkinkan kira-kira enam tahun sampai seluruh anggaran 1.5C habis, dengan kisaran nol sampai 11 di semua model.
Mengganti bahan bakar fosil dengan energi terbarukan
Studi ini mengeksplorasi berbagai cara agar kebutuhan energi global dapat dipenuhi, sementara juga mengurangi emisi gas rumah kaca untuk memenuhi tujuan 1.5C. Membatasi pemanasan di bawah 1.5C mengharuskan dunia dengan cepat menghapus semua jenis bahan bakar fosil - atau setidaknya yang tanpa disertai penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS). Pada saat yang sama, dunia perlu dengan cepat meningkatkan penggunaan sumber energi karbon nol dan bersih-negatif - hal-hal seperti BECCS yang menghasilkan energi sambil menghilangkan CO2 dari atmosfer.
Gambar di bawah ini menunjukkan penggunaan energi terbarukan (kiri), BECCS (pusat) dan batubara neto tanpa CCS (kanan) di semua model 1.5C. Warna menunjukkan simulasi model SSP yang digunakan.
Penggunaan energi primer global dalam exajoules (EJ) untuk energi terbarukan non-biomassa (kiri), BECCS (tengah), dan batubara tanpa CCS (kanan) di semua skenario RCP1.9 / 1.5C. Diadaptasi dari Gambar 2 di Rogelj et al 2018.
Pada sebagian besar model, penggunaan energi secara keseluruhan benar-benar meningkat antara 2018 dan 2100, antara -22% dan + 83%, dengan peningkatan pusat 22%.
Namun, model juga menunjukkan bahwa efisiensi energi cukup penting dalam jangka pendek - setidaknya, sementara sebagian besar energi berasal dari bahan bakar fosil. Hal ini sangat penting dalam sektor transportasi dan bangunan, di mana dekarbonisasi cepat lebih sulit daripada pembangkit listrik.
Model ini menunjukkan perkiraan 60-80% dari semua energi yang berasal dari energi terbarukan secara global oleh 2050. Beberapa model juga menunjukkan peran yang jauh lebih besar untuk tenaga nuklir, meskipun yang lain tidak.
Untuk membatasi pemanasan terhadap 1.5C, penggunaan batubara tanpa penangkapan karbon menurun sekitar 80% oleh 2040, dengan minyak yang sebagian besar dihapus oleh 2060. Ini akan membutuhkan sebagian besar kendaraan bensin atau diesel yang akan dihapus oleh 2060, dengan kendaraan bahan bakar alternatif rendah karbon atau listrik yang menghasilkan sebagian besar penjualan jauh sebelum tanggal tersebut. Penggunaan gas alam masa depan lebih beragam dalam model, beberapa menunjukkan peningkatan dan beberapa menurun pada pertengahan abad.
Emisi harus menjadi negatif
Emisi negatif dibutuhkan pada paruh kedua abad ini untuk menarik CO2 ekstra keluar dari atmosfer. Ini karena emisi tidak bisa jatuh cukup cepat dalam model agar tidak melebihi anggaran karbon yang diijinkan untuk menghindari pemanasan 1.5C.
Sebagian besar model memancarkan 50-200% CO2 lebih kasar dari pada anggaran karbon yang diijinkan sepanjang abad ini, sebelum menarik keluarnya CO2 ekstra.
Model-model tersebut mengasumsikan adopsi BECCS secara luas dimulai antara 2030 dan 2040 dan kemudian bertambah cepat. Dengan 2050, banyak model memiliki BECCS yang menghasilkan lebih banyak daripada 100 exajoules (EJ), kira-kira jumlah energi yang sama secara global seperti yang diberikan batubara saat ini. Dengan 2100, BECCS akan berada di sekitar 200EJ dibandingkan dengan 300EJ untuk semua energi terbarukan non-biomassa.
Gambar di bawah ini menunjukkan jumlah CO2 yang diasingkan oleh CCS (keduanya dari BECCS dan bahan bakar fosil) di semua model. Tangkap karbon naik setelah 2020 dan bisa menjadi 20 GtCO2 atau lebih tinggi pada akhir abad ini, yang merupakan sekitar setengah dari emisi CO2 global di 2018.
CO2 tahunan yang diasingkan oleh penangkapan dan penyimpanan karbon di gigaton (Gt) CO2 per tahun dan SSP di semua skenario RCP1.9 / 1.5C. Diadaptasi dari Gambar 3 di Rogelj et al 2018.
Model ini menghasilkan perkiraan perubahan tutupan hutan global antara -2% dan 26% antara hari ini dan 2100, dengan sebagian besar model menunjukkan kenaikan tutupan hutan yang signifikan. Baik BECCS maupun aforestasi membutuhkan banyak lahan. Sebagian besar model menunjukkan penurunan skenario lahan pertanian global kira-kira sama dengan wilayah yang saat ini digunakan untuk pertanian di seluruh Uni Eropa.
Namun, sebagian besar model yang digunakan dalam penelitian ini tidak termasuk aforestasi sebagai opsi mitigasi eksplisit, jadi aforestasi dan lainnya "Alami" teknologi emisi negatif berpotensi memainkan peran lebih besar di masa depan. Teknologi spesifik yang digunakan untuk emisi negatif di masa depan mungkin berbeda dan agak kurang bergantung pada BECCS, namun pendekatan non-BECCS sebagian besar dikecualikan dari model karena ketidakpastian yang tersisa dalam biaya dan efektivitas pada skala.
Demikian pula, jumlah BECCS yang digunakan sedikit berbeda antara model dan SSPs, dengan SSP1 memerlukan emisi negatif dan SSP5 paling membutuhkan, karena pengurangan emisi yang lebih lambat dan penggunaan energi keseluruhan yang lebih tinggi.
Dr Joeri Rogelj, penulis utama kertas dari Institut Internasional untuk Analisis Sistem Terapan (IIASA) di Austria, menceritakan Carbon Brief:
"Ini menunjukkan bahwa fokus pada gaya hidup berkelanjutan yang membatasi permintaan energi dapat sangat mengurangi ketergantungan pada BECCS."
Salah satu konsekuensi menarik dari target 1.5C adalah pengurangan penggunaan bahan bakar fosil yang dikombinasikan dengan CCS, dibandingkan dengan apa yang ditemukan dalam skenario 2C. Ini karena bahan bakar fosil dengan CCS masih menghasilkan emisi metana dari penambangan batubara atau penanganan gas, serta emisi CO2 karena penangkapan dan kebocoran yang tidak sempurna. Emisi ekstra ini bisa menjadi terlalu penting untuk memungkinkan skala besar di dunia 1.5C.
Jauh lebih sulit untuk mencapai 1.5C daripada 2C
Selain mengeksplorasi rincian dari apa yang diperlukan untuk membatasi pemanasan terhadap 1.5C, makalah ini juga membandingkannya dengan skenario 2C yang ada di sejumlah kategori yang berbeda. Gambar di bawah ini menunjukkan perbedaan antara skenario 1.5C dan 2C baik metrik pengurangan ekonomi maupun CO2. Setiap garis putus-putus mewakili peningkatan 100 dalam biaya atau usaha di dunia 1.5C dibandingkan dengan dunia 2C.
Peningkatan relatif metrik reduksi biaya dan CO2 untuk skenario 1.5C dibandingkan skenario 2C untuk berbagai SSP. Setiap garis putus-putus mewakili peningkatan 100 dalam jumlah biaya atau pengurangan, sampai peningkatan 500%. Diambil dari gambar 4 di Rogelj et al 2018.
Kenaikan terbesar adalah harga karbon, yang harus antara 200% dan 400% lebih tinggi, dan dalam biaya jangka pendek, yang 200% ke lebih dari 300% lebih tinggi. Kenaikan biaya jangka pendek ini didorong oleh pengurangan emisi jangka pendek yang lebih parah yang dibutuhkan. Biaya jangka panjang juga diperkirakan sekitar 200% lebih tinggi.
Untuk metrik reduksi CO2, dunia 1.5C membutuhkan sekitar dua sampai tiga kali pengurangan CO2 yang lebih besar dari bangunan dan transportasi daripada di dunia 2C. Sektor-sektor ini lebih sulit didekarbonisasi daripada pembangkit tenaga listrik karena melibatkan pembakaran langsung bahan bakar fosil yang kurang mudah diganti.
Sulit, tapi mungkin?
Skenario baru dalam penelitian ini penting karena menunjukkan bahwa ada kemungkinan lintasan dan jalur teknologi yang dapat membatasi pemanasan di bawah 1.5C di 2100. Namun, semua model termasuk pemanasan 1.5C overshoot pada pertengahan abad ini. Sebagian besar juga mengandalkan jumlah besar masih belum terbukti emisi negatif di kemudian hari untuk memungkinkan pengurangan emisi secara bertahap dalam jangka pendek.
As Dr Glen Peters, seorang peneliti senior di Pusat Penelitian Iklim Internasional CICERO di Norwegia yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan Carbon Brief:
"Membatasi suhu ke 1.5C semakin dekat dengan model apa yang dapat diberikan, hanya dengan asumsi sosioekonomi, teknologi dan sumber daya tertentu yang dapat disesuaikan dengan jalur 1.5C. Bagaimana mengubah hasil model menjadi transformasi masyarakat yang layak tetap menjadi gajah di dalam ruangan. Skenario 1.5C memerlukan pengurangan radikal dalam penggunaan bahan bakar fosil yang tidak habis, perluasan sumber energi fosil dan pemindahan karbon dioksida skala planet secara cepat. Gagal memenuhi blok bangunan inti itu akan membuat 1.5C cepat tidak layak. "
Catatan: Mendampingi publikasi penelitian ini adalah yang baru diperbaharui Emisi SSP dan database skenario, yang mencakup data untuk semua skenario SSP.
Rogelj, J. et al. (2018) Skenario terhadap pembatasan kenaikan suhu rata-rata global di bawah 1.5C, Nature Climate Change,
doi:10.1038/s41558-018-0091-3
Artikel ini awalnya muncul di Brief Karbon
Tentang Penulis
Zeke Hausfather meliput penelitian ilmu iklim dan energi dengan fokus AS. Zeke memiliki gelar magister dalam ilmu lingkungan dari Yale University dan Vrije Universiteit Amsterdam, dan sedang menyelesaikan PhD di bidang ilmu iklim di University of California, Berkeley. Dia telah menghabiskan tahun-tahun terakhir 10 bekerja sebagai ilmuwan data dan pengusaha di sektor cleantech.
Buku terkait:
at Pasar InnerSelf dan Amazon
