Debatindlæg, Klimapolitik, Modeller

IPCC 2018: 1,5 eller 2 grader?

I en sen nattetime ved klimatopmødet i 2015 blev alle deltagerne enige om at jordens temperaturstigning bør holdes under 2 grader, det vil sige ved nærmere eftertanke: 1,5 grader. Udgangspunktet er temperaturen i den ”førindustrielle periode”, omkring 1850. Forskellen på den nuværende, omhyggeligt målte, temperatur og så det, vi tror den var i 1850, er ca. én grad. Så der er kun en halv grad tilbage.

FN’s klimapanel, IPCC, fik efter mødet til opgave at udarbejde en særrapport om mulighederne for at holde temperaturstigningen under de 1,5-2 grader og konsekvenserne ved at gøre det. Rapporten udkom i 2018 (1) og er på godt 500 tætskrevne sider. Den er baseret på en gennemgang af artikler skrevet af klimaforskere og andre videnskabsfolk. Og hvad når den så frem til?

IPCC’s rapport

Rapporten refererer en lang række spådomme om, hvordan verden vil se ud efter en opvarmning på hhv. 1,5 og 2 grader. Der gøres meget ud af at belyse forskellen mellem de to scenarier. Konklusionen er naturligvis givet på forhånd. Begge scenarier er slemme, men 2 grader er klart værre end 1,5 grader (2). Vi taler her om havstigninger, tørke, orkaner, blegede koraller osv. Der er intet godt i sigte. Selv ikke den stigende mængde CO2’s virkning på plantevæksten ser man noget positivt i, den bliver opvejet af skadelige temperaturer, mangel på vand og næringsstoffer osv.

Dykker man ned i de refererede artikler, er det bemærkelsesværdigt, hvor meget af forskningen i dag, der er baseret på computermodeller. Fremskrivningen af klimaet og temperaturen på basis af CO2-indholdet er kun første del af modelberegningerne. Herefter følger modeller over naturens og samfundenes udvikling og forudsigelser af effekten ved forskellige energiteknologiske valg. Der er åbenlyst blevet brugt uhyrlige kræfter ved computerne, og meget af det synes at være temmelig løsrevet fra virkeligheden.

Et problem ved de mange modeller er, at de når frem til vidt forskellige resultater (3). Fig. 1 viser en stribe forudsigelser af havstigningerne i resten af århundredet, baseret på modeller refereret i en tabel i rapporten. Her er tal for hhv. 1,5 og 2 graders opvarmning. Man ser, at ved 2 grader kan den forventede stigning blive alt mellem 48 og 80 cm, og usikkerhederne på resultaterne giver en minimumstigning på 22 og en maksimumstigning på 118 cm.

Fig 1: Havstigninger forudset i resten af århundredet, ifølge 8 forskellige modeller. Store cirkler er gennemsnit, små cirkler markerer usikkerheden. Tal fra (4)

Sådanne resultater er jo meget svære at bruge i praksis, hvis man f.eks. ville i gang med at planlægge kystsikring. Men det bekymrer ikke klimavidenskaben, det drejer sig om at dokumentere, hvor slemt det bliver, og alle aktører vil have deres egen model, uden nævneværdig koordinering med fagfællerne.

Fremtidsscenarier

På basis af klimamodellerne er der udregnet tal for hvor meget mere CO2, der kan udledes, før temperaturen passerer de 1,5 og 2 grader. Herved får vi et ”budget”, målt i milliarder tons (gigatons eller Gt) CO2, for hvor meget mere fossilt brændstof vi kan tillade os at bruge (3).

Modellerne bag CO2-budgettet er uhyre komplicerede, fordi de tager en række andre faktorer med i spil, f.eks. udviklingen i jordens plantevækst, evt. optøning af permafrost i arktiske egne, nedbør, stigning i befolkningstallet osv. IPCC gør opmærksom på, at modellerne generelt er meget uenige i deres forudsigelser.

IPCC-rapporten inkluderer nogle tal for den hidtidige udledning af CO2. Den ligger fra årene 1850 til 2017 på 2220 Gt +/- 320 Gt (5). Modellernes resultater for det resterende CO2-budget er vist i tabel 1. Her er 3 tal for hhv. 1,5 og 2 grader, de er udtryk for den usikkerhed der er, bl.a. fordi modellerne når frem til forskellige tal. De mest pessimistiske tal, hhv. 420 og 1170 Gt er dog dem, der almindeligvis bliver brugt i klima-agitationen (6). Man bemærker i øvrigt, at tallene ikke følger en lineær sammenhæng med temperaturen. 0,5 grader skulle ellers have givet et restbudget på halvdelen af de historiske 2220 Gt, eller 1110 Gt, men modellernes resultater er langt lavere.

Tabel 1: Restbudget for CO2 for at holde sig under hhv. 1,5 og 2 graders stigning. De 3 kolonner er udtryk for sandsynligheder udtrykt ved hhv. 33, 50 og 67 % fraktiler. Kilde (5).

Klimaforskerne har udviklet en række scenarier for, hvordan det vil gå med forbruget af fossile brændsler, hvis der ikke gennemføres klimatiltag. Disse scenarier kan så kobles sammen med ovenstående modeller og man kan derved opstille en plan for, hvad der skal gøres for at begrænse temperaturstigningen.

Der er almindelig enighed om, at det bliver meget svært at holde temperaturen under de 1,5 graders stigning. Rest-CO2-budgettet er her meget lille, og det vil kræve en umiddelbar og meget hård opbremsning i forbruget af brændstof. Der opereres derfor med muligheden for midlertidigt at skyde over målet, for senere at komme ned igen på de 1,5 grader, se fig. 2. Det vil gøre de første års nedsættelse af brændstofforbruget mindre voldsomme, men til gengæld skal man så senere opsuge så meget CO2 fra luften, at man netto for hele verden får en negativ udledning. 

Fig. 2: Mulige temperaturkurver frem til 2100 og tilhørende årlige udledninger i CO2. Kilde: (7)

Ved 2 graders stigning er opgaven lettere, men IPCC’s rapport anbefaler ikke, at der tillades så stor en stigning, og derfor er der mest fokus på scenarierne vist i fig. 2.

Imidlertid står det helt klart for rapportens forfattere, at det ikke er muligt at bremse forbruget af fossile brændstoffer så hurtigt, som scenarierne i fig. 2 ville kræve, hvis det er den eneste vej til reduktionerne af CO2-udledningen. Elektricitetsproduktionen kan, i hvert fald i teorien, i vid udstrækning erstattes med sol og vind, samt udbygning af kernekraft. Men resten af energiforbruget, ikke mindst til transport, er sværere at omstille. Derfor opererer alle rapportens scenarier med, at man allerede inden for 5-10 år kommer i gang med opsamling af CO2 og deponering, enten i jorden eller i undergrunden – og i mindre grad som tilvækst af biomassen.

Løsningerne består derfor i en kombination af energibesparelser og -omlægninger, massiv udbygning af sol og vind, udbygning af kernekraft, biomasse (der dog er noget begrænset) og så bortskaffelse af CO2.

Fremtidens energikilder

Tabel 2: Mulig udvikling i fordeling af energikilder til elproduktion, i EJ, 2020 – 2050, i forbindelse med 1,5 graders målet. Kilde: (8)

Tabel 2 viser nogle forslag til bidrag fra de forskellige energikilder til verdens elproduktion, i årene 2020, 2030 og 2050. Tallene er opgivet i Exajoule, hvilket er en milliard milliarder joule. Scenarierne her er et mål på 1,5 graders temperaturstigning, med en mindre overskridelse undervejs, jfr. fig. 2. Fossile energikilder skæres kraftigt ned, og forbruget i 2050 er næsten udelukkende naturgas, der har et relativt lavt udslip af CO2. Kernekraftens bidrag fordobles. Der er en kraftig stigning i biomasseforbruget og en endnu større stigning i ”ikke-biomasse”, der er angivet til i hovedsagen at være vandkraft og geotermi. Endeligt skal elproduktionen fra sol og vind stige godt 25 gange på de 30 år. Det samlede elforbrug stiger betydeligt, som en følge af elektrificeringen af energiforsyningen.

Sol og vind

Sol- og vindenergi er udset af rapporten til at spille en hovedrolle i den fremtidige energiforsyning. Fig. 3 viser nogle mulige fremskrivninger til år 2100. Figuren dækker 5 basisscenarier, men i det følgende vil vi tage tallene fra scenariet S2, der er placeret i midten af feltet. Man ser her, at i 2050 skal vinden producere ca. 70 EJ og solen 60 EJ. De tal kan omregnes til hhv. 20 og 17 millioner GWh (giga-watt-timer). 

Fig. 3: Fremskrivninger af sol- og vindenergi frem mod år 2100. Kilde: (9)

Hvis møllerne producerer med 40 % effektivitet skal vi bruge knap 6.000 GW møllekapacitet. Verdens kapacitet vil ved udgangen af 2020 ligge på ca. 650 GW (9). I de næste 4 år forventes der at blive installeret ca. 80 GW/år. Det er jo alt for lidt, der skal snarere installeres den dobbelte kapacitet hvert år frem til 2050, og meget mere derefter. De 6.000 GW svarer til 600.000 store 10 MW møller. I året 2100 tales der om 3 gange så mange møller, eller 1,8 millioner stk. Da vindmøller har en levetid på ca. 20 år betyder det, at der hvert år vil skulle udskiftes 90.000 møller svarende til 900 GW/år! Sådanne betragtninger indgår dog ikke i IPCC’s overvejelser.

Udbyttet af solceller afhænger meget af lokationen, og hvor tæt de er på ækvator. Et relativt optimistisk tal siger ca. 1.500 kWh/m2 pr. år (10). Til fremstilling af 17 millioner GWh skal der således installeres godt 11.000 kvadratkilometer solceller.  Det tilsvarende tal for år 2100 er det dobbelte, knap 23.000 km2 eller halvdelen af Danmarks areal.

Sol- og vindenergi er meget ustabile, og der vil derfor være et stort behov for lagring af energien til dækning af perioder, hvor solen ikke skinner og/eller vinden ikke blæser. Dette spørgsmål bliver nævnt flere gange i IPCC’s rapport, men uden at der gås i detaljer. Lagringen nævnes i forbifarten som en forudsætning for en elforsyning baseret alene på sol og vind, og der gives kun to referencer (12). Den ene er en diger rapport udgivet i 2017 (13), hvori der er et kort afsnit om energilagring. Her nævnes, ud over pumpning af vand op i bassiner i forbindelse med vandkraft, at der på nuværende tidspunkt er installeret ca. 1,7 GWh batterier og 3,2 GWh smeltet-salt-lagre (de ville tilsammen kunne dække en times elforbrug i Danmark). Alt er stadig under udvikling.

Den anden reference er en skrivebordsanalyse af Irans fremtidige energiforsyning baseret på sol og vind. Her regnes der med et betydeligt energilager, men langt størstedelen er i form af elektrobrændsel (power to X) og der er ingen beregninger af energitab i den forbindelse (10).

IPCC foreskriver således en massiv udbygning af sol- og vindenergien uden at gøre sig nogen tanker om, hvorvidt tiltaget overhovedet er realistisk, når man tager de manglende muligheder for en fornuftig lagring i betragtning.

Biomasse

Rapporten redegør for den store uenighed, der er vedrørende hvor meget biomasse, der vil være til rådighed til energiformål. Jordens arealer skal jo udnyttes til fødevareproduktion og der skal overlades store områder til natur. Af hensyn til CO2-opsugningen er det også ønskeligt, at der afsættes store arealer til skov, hvor der fældes et minimum af træer.

I klimakredse har man særlig fokus på arealer brugt til græsning. Husdyrbrug, især kvæg, anses for at være en alvorlig klimabelastning og det er et element i alle planer, at kødforbruget skal kraftigt nedsættes. Derfor vil der naturligvis kunne skæres betydeligt ned på det samlede græsningsareal. Fig 4 viser et eksempel på ændringerne i arealudnyttelse ved et scenarie, der skal sikre 1,5 graders temperaturstigning.

Fig. 4: Ændring i arealanvendelser, x 10.000 km2, samme scenarie som brugt i eksemplerne for vind og sol. Kilde: (14)

Græsningsarealet bliver her skåret ned med ca. 5 millioner km2 i 2050. Der afsættes ca. 3 mio. km2 til energiafgrøder og samme areal til yderligere skov. I år 2100 er ændringerne endnu mere drastiske, ca. 12 mio. km2 skæres af græsningsarealerne og 3 mio. fra fødevaredyrkning, mens der bruges ca. 8 mio. km2 til energiafgrøder og 7 mio. til yderligere skov. Til sammenligning har Kina et landareal på godt 9 mio. km2 og Indien har knap 3 mio. km2. Hele den Europæiske Union (27 lande) dækker et areal på ca. 4,5 mio. km2. Umiddelbart vil man jo spørge sig selv, hvordan så enorme ændringer kan gennemtvinges rent politisk?

Der er mange bud på, hvor meget energi, der kan udvindes fra jordens biomasse, men på kortere sigt er der overvejende enighed blandt rapportens kilder om, at der ca. er 100 EJ til rådighed (15). Dette betyder, at der for hvert menneske på jorden maksimalt er ca. 12 GJ til rådighed. Til sammenligning er det danske forbrug allerede nu oppe omkring 30 GJ pr. indbygger. Så i virkeligheden er der ikke så meget biomasse til rådighed i verden, men mange ideer til hvordan den kan anvendes (jfr. tabel 2, hvor der regnes med 20 EJ elektricitet fremstillet af biomasse, svarende til et forbrug på ca. 50 EJ).

Med ændringer i arealudnyttelse, som nævnt ovenfor (jfr. fig. 4), vil man måske kunne nå op på 150 EJ biomasseenergi, men så næppe højere.

Bortskaffelse af CO2

Ingen af 1,5-graders-planerne hænger som nævnt sammen, uden at vi hurtigt kommer i gang med en massiv bortskaffelse af CO2. CO2 skal opsamles fra røggassen, hvor der fyres med fossile eller biobrændsler, eller den skal trækkes ud af den atmosfæriske luft. Derefter skal den pumpes ned i undergrunden i gamle oliefelter, eller andre steder i dybet med passende porøsitet.

Der er også andre ideer til bortskaffelse, men ingen af dem synes at kunne realiseres i den skala, der er påkrævet i 1,5-graders-scenarierne.

Den mest omtalte løsning er kobling af CO2-opsamling med biomassefyrede kraftvarmeværker, den har fået en engelsk betegnelse: BECCS (Bio Energy Carbon Capture & Storage). Der er almindelig enighed om, at dette nok er den mest farbare vej til større bortskaffelse af CO2, men der er selvfølgeligt vild uenighed om, hvor meget der skal fjernes. Men omkring 2050 skulle vi formentligt op på omkring 10 Gt CO2 fjernet pr. år. I årene efter bliver tallet større.

Opsamling baseret på amin-teknologi er nok den mest modne og realistiske løsning til BECCS (16). Her er der et energiforbrug på 4,17 GJ / ton CO2, primært fra regenereringen af amin-opsamlingskemikaliet. Tabel 3 viser nogle tal for energibalancen i biomassefyring koblet sammen med opsamling af CO2.

Tabel 3: Energiregnskab for CO2-opsamling kombineret med energiproduktion fra biomasse. Tal fra (16)

Af tabel 3 ses det klart, at en meget betydelig del af biomassens energi (41-56 %) tabes ved CO2-opsamlingen. Ovenstående tal på 4,17 GJ/ton CO2 giver ved en opsamling på 10 Gt / år en energiomkostning på knap 42 EJ eller 42 % af den samlede mængde (100 EJ), der er til rådighed. Den forbrugte energi vil ikke efterfølgende være til rådighed for elproduktion, men en del vil kunne reddes til fjernvarme. Den løsning er så kun relevant i områder, hvor der er behov for opvarmning af bygninger i større skala. Tal, som dem der er nævnt her, optræder intetsteds i IPCC’s rapport.

Opsamling af CO2 i den skala er slet ikke afprøvet endnu. En af IPCC-rapportens kilder (17) henviser til et anlæg i USA (Decatur, Ill.), men det viser sig imidlertid at være opsamling af CO2 fra en etanolproduktion (18). Indholdet af CO2 er her så højt, at man kan bruge adsorption i faste materialer, hvilket umiddelbart kræver meget mindre energi end amin-løsningen, men til gengæld kun er realistisk ved høj koncentration af CO2 i fødegassen. I stor skala med røg fra brændefyring vil brugen af de faste adsorbenter indebære brug af en stor mængde elektrisk energi til pumpning af luften ved højt tryk, og det kan ikke betale sig.

En del af bortskaffelsen kan flyttes over på opsamling fra luften (DAC – Direct Air Capture), men det er en metode, der generelt vil have større omkostninger, både i energi og i penge pr. ton CO2. Energiforbruget er i IPCC-rapporten opgivet til at kunne være så højt som 12,9 GJ / ton CO2, hvilket for fjernelse af 5 Gt pr år vil betyde en energiudgift på 65 EJ, eller 2/3 af den til rådighed værende biomasse. (19).

Hvis opsamling af CO2 skal kunne spille den tiltænkte rolle i de næste 10-30 år, skal udbygningen med disse anlæg gå meget stærkt. Bogstaveligt talt bliver det nødvendigt at bygge i hundredvis af anlæg hvert år, for at nå op på den ønskede kapacitet i tide (17). I betragtning af at teknologien slet ikke er modnet nok endnu, virker det, som så meget andet i IPCC’s rapport, ikke synderligt realistisk.

Økonomi

Hen igennem rapporten er der en stribe skøn over, hvad realiseringen af planerne vil koste. Et bud på en 1,5 graders løsning siger årlige investeringer på 0,8-3,8 (middel: 2,3) billioner US$ (billion = 1000 milliarder), heraf 0,09 – 1,0 billioner til vind og 0,1 til 0,35 billioner til sol (20). Hertil kommer investeringer i el-transmission og -lagring på 0,3 – 1,3 billioner. Heri må være inkluderet batterier eller andre lagermetoder (21), selvom det afsatte beløb naturligvis slet ikke vil række til fuldstændig batteri-backup. Oveni kommer de øgede driftsudgifter, ikke mindst fra bortskaffelsen af CO2. Prisestimaterne på denne aktivitet svinger mellem 100-200 US$ for BECCS og 100-300 US$ for DAC (22). Rapporten indeholder dog også både højere og lavere tal. Med 5 Gt CO2/år for hhv. BECCS og DAC får vi da en årlig udgift på 1,75 billioner US$, der skal lægges til de årlige investeringer. Udgifter til bortskaffelse af CO2 bidrager jo på ingen måde til verdens velstand, ud over den formodede effekt på klimaet.

Disse årlige udgifter skal sammenholdes med beregnede tab ved at gå fra 1,5 til 2 graders opvarmning. De er i en undersøgelse skønnet til at være i alt 8-11 billioner US$ sammenlagt i perioden 2020-2050 og 38 billioner for hele perioden 2020-2100 (23).  En anden artikel nævner en total klimaomkostning på 2,6 % af verdens samlede bruttonationalprodukt hvis temperaturen får lov til at stige med 3,66 grader, svarende til en situation hvor der slet ikke gøres nogen klimatiltag (23). Med et årligt BNP på ca. 140 billioner US$ svarer det til et tab på ca. 3,5 billioner årligt. Med årlige udgifter på 2,3 + 1,7 = 4 billioner for 1,5 graders løsningen, ser der ikke umiddelbart ud til at være nogen seriøs økonomisk begrundelse for at forsøge at holde temperaturstigningen under de 1,5 grader. Dette ikke mindst fordi man ved at undlade klimatiltagene kan forvente en kraftig vækst i det globale BNP, der vil mere end opveje de klimarelaterede ekstraudgifter (24).

Konklusion

IPCC påtog sig opgaven at anvise veje til at holde den globale opvarmning nede under hhv. 1,5 eller 2 grader celsius. Rapporten er meget lang, over 500 sider, og den bygger på et kolossalt antal referencer fra forskningslitteraturen.

De scenarier, der opridses som mulige veje at gå, udmærker sig alle ved ikke rigtigt at tage stilling til de praktiske vanskeligheder, der vil være med så massive skift i energiteknologi over så kort tid. Meget af den nødvendige teknologi er slet ikke moden, og der vil være enorme udfordringer med at skaffe ressourcer f.eks. til vindmøller og solceller i det fornødne omfang.

Der trækkes store veksler på biomassen, og formentligt meget mere, end den vil kunne bære.

Endeligt er der hele spørgsmålet om bortskaffelse af CO2, hvor rapporten slet ikke tager stilling til det enorme energiforbrug og øvrige omkostninger, der er involveret.

Hvis planerne skal gennemføres, vil det indebære meget store økonomiske omkostninger og medføre alvorlige politiske og sociale problemer. Det vil kræve helt usete indgreb i befolkningernes liv og velfærd.

I den forbindelse er det nødvendigt at påpege, at der jo ikke er nogen garanti for, at temperaturen og klimaet vil udvikle sig som forudset over de næste 80 år. Alene de store uenigheder mellem de forskellige regnemodeller gør resultatet meget usikkert. Temperaturafvigelsen i år 2100 kan således ende med at blive meget højere end de 1,5-2 grader, men den kan også blive meget lavere.

Man må jo ikke være blind for, at hele klimasagen her er hægtet op på teorien om den menneskeskabte globale opvarmning forårsaget af CO2-udledninger. Reelt ved ingen, hvor stor en indflydelse de hidtidige udledninger har haft på jordens temperatur, og det er også meget usikkert, hvor stor en effekt yderligere udledninger vil have.

Der kan være mange gode grunde til at spare på de fossile brændstoffer og indføre andre og mere effektive energikilder. Men en panik over nogle usikre temperaturfremskrivninger – og deres helt ukendte indflydelse på fremtidens klima – er ikke noget godt udgangspunkt for at indføre store og kostbare tiltag i energiforsyningen. Dette gælder især, når det drejer sig om indførelse af ny og uprøvet teknologi, hvor der ikke er nogen sikkerhed for, at den vil virke på fornuftig måde.

IPCC’s proces bør drosles ned til noget, der er realistisk og gennemførligt i praksis, og så bør man gøre en aktiv indsats for at få standset den politisk drevne klimaangst, der i øjeblikket ødelægger mange menneskers liv, helt uden grund.

Referencer

(1): https://www.ipcc.ch/sr15/  (i det følgende IPCC 2018)

(2): IPCC 2018 s. 453

(3): https://klimarealisme.dk/2020/10/31/co2-budgettet/

(4): IPCC 2018 s. 207

(5): IPCC 2018, s. 108

(6): https://www.mcc-berlin.net/en/research/co2-budget.html

(7): IPCC 2018 s. 62

(8): IPCC 2018 s. 133

(9): IPCC 2018 s. 131

(10): https://gwec.net/gwec-wind-power-industry-to-install-71-3-gw-in-2020-showing-resilience-during-covid-19-crisis/

(11): https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610217345873?via%3Dihub

(12): IPCC 2018 s. 324

(13): https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2017_Full-Report_English.pdf

(14): IPCC 2018 s. 126

(15): IPCC 2018 s. 324

(16): S. Hansen: ”Klimaplan 2030”, Jyllinge, 2020

(17): https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabff4

(18): https://www.researchgate.net/publication/272380797_Commercial-scale_CCS_Project_in_Decatur_Illinois_-_Construction_Status_and_Operational_Plans_for_Demonstration

(19): IPCC 2018 s. 346

(20): IPCC 2018 s. 154

(21): IPCC 2018 s. 321

(22): IPCC 2018 s. 344

(23): IPCC 2018 s. 256

(24): Bjørn Lomborg: ”False Alarm”, New York, 2020

Please follow and like us:
Del på de sociale medier

Leave a Comment

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.

*