Koncept: Uhlíkový rozpočet

V súvislosti so znižovaním emisií skleníkových plynov sa často hovorí o dosiahnutí uhlíkovej neutrality, teda stavu, keď ľudstvo svojou činnosťou nepridáva do atmosféry ďalší oxid uhličitý. Z hľadiska výsledného globálneho oteplenia je však dôležitejší ako dátum, kedy vypustíme poslednú tonu CO₂, tzv. uhlíkový rozpočet. V tejto grafike predstavujeme koncept uhlíkového rozpočtu a dôležité vedecké a politické súvislosti.

Čo je uhlíkový rozpočet?

Merania aj klimatické modely ukazujú, že globálne oteplenie je približne priamo úmerné celkovému množstvu CO₂ vypustenému do atmosféry.^{1 2 3 4} Inými slovami, čím viac skleníkových plynov vypustíme, tým vyššia bude priemerná globálna teplota. Ak si teda stanovíme určitú hranicu oteplenia, ktorú nechceme prekročiť, dá sa vypočítať, koľko CO₂ ešte môžeme ako ľudstvo v budúcnosti vypustiť, aby sme sa udržali pod touto hranicou. Hovoríme potom o zostávajúcom uhlíkovom rozpočte pre danú hranicu. Konkrétne, aby sa oteplenie udržalo pod hranicou 1,5 °C (v porovnaní s priemerom z rokov 1850 – 1900), zostávajúci uhlíkový rozpočet v roku 2020 bol rádovo 400 Gt CO₂ a pre udržanie oteplenia pod 2 °C je zostávajúci uhlíkový rozpočet rádovo 1150 Gt CO₂⁵ (oba údaje sú pre 67 % pravdepodobnosť, že sa neprekročí daná teplotná hranica).

Označenie rozpočet treba pritom chápať ako metaforu: podobne ako rodinný dovolenkový rozpočet udáva, koľko peňazí možno celkovo minúť počas dovolenky, uhlíkový rozpočet hovorí, aké množstvo CO₂ môže ľudstvo ešte vypustiť, aby neprekročilo určitú hranicu globálneho oteplenia.

Ako súvisí uhlíkový rozpočet s cieľom uhlíkovej neutrality?

Uhlíkový rozpočet a dosiahnutie uhlíkovej neutrality sú dva rôzne spôsoby, ako sa dá uvažovať o znižovaní emisií skleníkových plynov. Uhlíková neutralita označuje stav, kedy ľudstvo svojím pôsobením nepridáva CO₂ do atmosféry. Cieľ dosiahnuť uhlíkovú neutralitu do určitého dátumu je zrozumiteľný a dobre formulovaný, preto mnohé štáty a firmy zakladajú svoje záväzky práve na ňom.⁶

Zjednodušene povedané, cieľ uhlíkovej neutrality hovorí, kedy spálime poslednú tonu fosílnych palív – nijako už ale nerieši, koľko fosílnych palív dovtedy spálime. Naproti tomu uhlíkový rozpočet vychádza zo stanoveného cieľa oteplenia a na jeho základe určuje, koľko fosílnych palív ešte môžeme celkovo spáliť bez toho, aby špecifikoval, kedy presne sa môže spáliť posledná tona.

Rozdiel medzi uhlíkovým rozpočtom a uhlíkovou neutralitou dobre ilustruje metafora fajčiara, ktorý sa snaží prestať fajčiť. Kedy vyfajčí poslednú cigaretu (uhlíková neutralita) a celkový počet cigariet, ktoré dovtedy vyfajčí (uhlíkový rozpočet), sú dve veľmi odlišné veci. Pritom je intuitívne jasné, že dosah na jeho zdravie bude zodpovedať celkovému počtu vyfajčených cigariet, nie dátumu, kedy prestane fajčiť. Tieto súvislosti podrobnejšie znázorňujeme v grafike Ako rôzne varianty znižovania emisií ovplyvnia otepľovanie.

Ako pomáha uhlíkový rozpočet uvažovať o potrebných opatreniach?

Myšlienka celkového množstva emisií, ktoré môžeme ako ľudstvo vypustiť, aby sme neprekročili určitú hranicu globálneho oteplenia, sa používa pri komunikácii o naliehavosti zmeny klímy aj na formulovanie záväzkov na zníženie emisií:

• Osobitná správa IPCC z roku 2018 ku globálnemu otepleniu o 1,5 °C uvádza, že pre 67 % pravdepodobnosť neprekročenia hranice oteplenia o 1,5 °C môže ľudstvo vypustiť už len 420 Gt CO₂. V súčasnosti sa ročne vypúšťa približne 40 Gt CO₂ a takým tempom by sa uhlíkový rozpočet vyčerpal približne v roku 2028. Tieto úvahy potom vedú k zjednodušeným správam typu „máme len X rokov na záchranu planéty!“. Emisné scenáre, ktoré predpokladajú postupné znižovanie emisií, vyznievajú o niečo miernejšie: na dosiahnutie oteplenia pod 1,5 °C je treba znížiť emisie do roku 2030 na polovicu a do roku 2050 dosiahnuť uhlíkovú neutralitu.³

• Koncept zostávajúceho uhlíkového rozpočtu používajú pri formulovaní svojich záväzkov napríklad Veľká Británia⁷ alebo Praha.⁸

• Možnému využitiu konceptu zostávajúceho uhlíkového rozpočtu ako návodu na stanovenie potrebných opatrení sa venuje článok Opportunities and challenges in using remaining carbon budgets to guide climate policy. Podrobne rozoberá predpoklady tohto prístupu, zdroje neistôt v určovaní uhlíkového rozpočtu aj otázku prideľovania uhlíkových rozpočtov jednotlivým štátom.

Neistoty pri určovaní uhlíkového rozpočtu

Modelovanie budúceho vývoja globálneho otepľovania vychádza z veličín, ktorých hodnoty sú známe len s určitou neistotou. Preto sa aj uhlíkový rozpočet vzťahuje na určitú pravdepodobnosť, že daná hranica oteplenia nebude prekročená. Napríklad, ak chceme mať aspoň 50 % šancu, že neprekročíme hranicu oteplenia 2 °C, môžeme vypustiť už len 1400 Gt CO₂. Ak si chceme byť istí na 67 %, nemali by sme vypustiť viac ako 1100 Gt CO₂. Čím väčšiu istotu chceme mať, tým menej oxidu uhličitého si môžeme dovoliť vypustiť. Tieto súvislosti podrobnejšie zobrazujeme v (českej) grafike Závislost oteplení na budoucích emisích CO₂.

Hlavnou neistotou pri určovaní uhlíkového rozpočtu je citlivosť klímy, ktorá vyjadruje, „o koľko stupňov Celzia sa svet oteplí, keď zdvojnásobíme koncentráciu CO₂“. Pri zmene klímy totiž nespôsobia nárast globálnej teploty len samotné skleníkové plyny, ale aj prírodné spätné väzby, ktoré sa v klíme odohrávajú. Príkladom môže byť spätná väzba vodnej pary: čím vyššia je teplota, tým viac vody sa vyparuje z povrchu oceánov. Viac vodnej pary v atmosfére zároveň ďalej zvyšuje teplotu, pretože vodná para silne pohlcuje tepelné žiarenie. Inými slovami: spätná väzba vodnej pary zosilňuje skleníkový efekt antropogénnych skleníkových plynov. Podobne funguje spätná väzba topenia ľadovcov: vyššia teplota spôsobuje, že ľadovce sa topia, čím sa odkrýva povrch pod nimi. Ten pohlcuje viac slnečného žiarenia, čo vedie k ďalšiemu zvyšovaniu teploty. Naopak, existujú aj tzv. negatívne spätné väzby, ktoré otepľovanie spomaľujú, napríklad nízka oblačnosť. Ak zmena klímy (napr. v dôsledku vyššieho vyparovania) vedie v niektorej oblasti k zvýšeniu oblačnosti, v tejto oblasti dôjde súčasne k ochladeniu (v dôsledku vyššieho zatienenia slnka).

Podobných spätných väzieb je v klíme veľa a silu všetkých z nich zatiaľ presne nepoznáme. Preto existuje neistota, ako veľmi sa Zem oteplí pri vypustení určitého množstva skleníkových plynov. Táto neistota sa potom odráža v neistej hodnote citlivosti klímy. Očakávame, že pri zdvojnásobení koncentrácie CO₂ v atmosfére by sa teplota planéty mala zvýšiť o 2,6 – 4,1 °C. Ak chceme mať väčšiu istotu, že určitá hranica oteplenia nebude prekročená, musíme počítať s možnou vyššou citlivosťou klímy. Okrem neistoty v hodnote citlivosti klímy sa do uhlíkového rozpočtu premietajú napríklad aj neistoty v účinku iných skleníkových plynov alebo aerosólov (napríklad oxidov síry a sadzí).

Podrobnejšiu diskusiu o jednotlivých predpokladoch a zdrojoch neistôt uhlíkového rozpočtu poskytuje článok Matthews, H. D., Tokarska, K. B., Nicholls, Z. R. J. et al. Opportunities and challenges in using remaining carbon budgets to guide climate policy.

Ďalší kontext pre úvahy o hraniciach otepľovania

Prečo bol v rámci Parížskej dohody stanovený cieľ neprekročiť oteplenie o 1,5 °C, resp. o 2 °C?

Úplný citát z Parížskej dohody znie: „Táto dohoda (…) sa usiluje posilniť celosvetovú odozvu na hrozbu zmeny klímy (…) vrátane nasledujúcich nástrojov: (a) udržať zvýšenie globálnej priemernej teploty výrazne pod hodnotou 2 °C v porovnaní s hodnotami predindustriálneho obdobia a vynaložiť úsilie na obmedzenie zvýšenia teploty na 1,5 °C v porovnaní s hodnotami predindustriálneho obdobia, čo by významne znížilo riziká a dôsledky zmeny klímy.“⁹

Vzhľadom na to, že v súčasnosti už oteplenie dosiahlo približne 1,2 °C oproti predindustriálnemu obdobiu a emisie naďalej rastú, cieľ udržať nárast teploty pod 1,5 °C je na hranici dosiahnuteľnosti a cieľ udržať nárast teploty pod 2 °C sa zdá ako veľmi ambiciózny. Zároveň však oteplenie o približne 2 °C už môže prekročiť mnoho ekosystémových bodov zlomu, čo bude mať na ľudstvo veľký negatívny dopad. V správe IPCC SR15 sa podrobnejšie porovnávajú dôsledky oteplenia o 1,5 °C, 2 °C a 3 °C a v našich grafikách sú zhrnuté poznatky o bodoch zlomu.

Priemerné globálne oteplenie verzus lokálne extrémy

V súčasnosti dosiahlo priemerné globálne oteplenie 1,2 °C oproti teplotám v rokoch 1850 – 1900. Nie všetky časti sveta sa však otepľujú rovnako rýchlo. Vo všeobecnosti platí, že pevnina sa otepľuje rýchlejšie ako oceány a oblasti severnej pologule sa otepľujú rýchlejšie ako oblasti južnej pologule. Slovensko sa za posledných 60 rokov oteplilo o viac ako 2,5 °C a napríklad Špicbergy sa oteplili o viac ako 4 °C. Tieto hodnoty oteplenia však stále porovnávajú len zmeny priemerov ročných teplôt. Pre ľudí a ekosystémy je ale dôležitejšie, že otepľovanie so sebou prináša častejšie a väčšie extrémy: silnejšie vlny horúčav, častejšie suchá a intenzívnejšie povodne. Pri globálnom oteplení o 2 °C by frekvencia a intenzita týchto extrémnych javov bola výrazne vyššia ako dnes.

Ďalšie zdroje a poznámky