KLIMATICKÁ ZMENA, FOSILNÍ PALIVA A POLITIKY NA SNÍŽENÍ EMISÍ SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ Filip Černoch FSS MU MEB415_Environmentální aspekty energetiky □ „Jak mohou védci předvídat klima na stovky let dopředu, kclyi^ nejsou schopni pořádné předpovědět ani zítřejší'počasí? u □ Klima: atmosférické podmíny v dlouhodobém horizontu (roky až staletí). □ Počasí: krátkodobé podmínky (minuty až týdny). □ Z pohledu predikcí je podstatné, že se klima mění jen zvolna. mm ^ ú m\ I H V E 5 TI C E DO ROZVOJE VZDELÁVAM ■ (1) Teplota planety se zvyšuje a posledních 130 let se celosvětová teplota zvýšila o 0,8°C (více než polovina z toho v posledních 35 letech). □ Ve vzorcích ledu z Antarktidy a jiných oblastí jsou rozlišeny jednotlivé časové vrstvy, bublinky plynu jsou pak analyzovány. Koncentrace C02 je měřena infračervenými nebo hmotnostními Pro zjištění historických teplot měří isotopy vodních molekul. Hllf Eli EVMP9U(m£ fer^V ■ LAJnZiAilLAvmwr ******......h....... ^nfA** I H V E 5 TI C E DO ROZVOJE VZDELÁVAM ■ Planetární klima fluktuovalo vždy. Ledové doby střídají doby meziledové. Temperature Changes in the Past 800,000 Years Years Before Present i 1 Hi * ivy »1 y Temperature (■C) relative to 1961-1990 average Tempo změn se nicméně od Průmyslové revoluce dramaticky zrychlilo — antropogenický původ. HUr Ú mi 'H?^? I STIBSTvOíllOLÍTvI. "........ VMÍ^ B/TUPflUlM£ IP ■ ^4JW?1 Alt nvttntTť' ^Mrta.......h....... t* INVESTICE DO ROZVOJE VZDELÁVAM ■ (2) Úroveň C02 v atmosféře narůstá (týká se i dalších skleníkových plynů, metanu, oxidu dusného apod.). INVESTICE 00 ROZVOJE VZDĚLÁVÁNI (3) Zvýšená koncentrace C02 je výsledkem lidské činnosti „Lidské" emise jsou jen malou (20 mld.tun/ročně) položkou ve srovnání s přírodními emisemi (776 mld.tun/ročně). Nicméně přírodní absorbce (788 mld. tun/ročně) je zrubá vyrovnaná s produkcí. Lidská činnost způsobuje nerovnováhu, která se zhoršuje. Zkoumáno srovnáním izotopů uhlíku (12C vs 13C). (Izotop — stejné protonové, jiné neutronové číslo). INVESTICE 00 ROZVOJE VZDĚLÁVÁNI I (4) Zvýšená koncentrace C02 je primární příčinou současného oteplování (skleníkový efekt). Dlouhovlnné sluneční záření s vysokou energií prochází v v atmosférou. Část je absorbována zemí (ta ohřívá vzduch). Část energie je odražena zpět do kosmu. Odražené záření má menší energii a kratší vlny. Asi 80 % odraženého záření zachyceno troposférou. Energie zachycená v troposféře ohřívá zemský povrch. Vyšší koncentrace GHGs vede k většímu množství zachycené energie a tím pádem k teplejší atmosféře (kinetická energie = teplo) — antropogenní klimatická změna. EVKJPStAUHÉ I INVESTICE DO ROIVOJE VZDĚLÁVÁNI #1 Sunlight passes through the atmosphere and warms the Earth's surface. This heat is radiated back toward space. Most of the outgoing heat is absorbed by greenhouse gas molecules and re-emitted in all directions, warming the surface of the Earth and the lower atmosphere. 17^ INVESllCE 00 ROIVOJE VZDELAvANl §1 8 C02 zachycuje infračervené záření (tepelné záření). Prokázáno laboratorními experimenty a satelitním měřením (data od 1970). Potvrzení toho, že stále menší množství energie uniká do vesmíru. Hiif Eli EVMP9U(m£ fer^V ■ lAJnfiAilLAvmmr ......h....... ^nrt** I H V E 5 TI C E DO ROZVOJE VZDELÁVAM ■ Účinek nadbytku C02 v atmosféře je pomocí pozitivních či negativních zpětných vazeb zesilován. Positivní zpětná vazba — ohřívání vodních povrchů zvyšuje koncentraci páry (skleníkový plyn) v atmosféře — urychlení oteplování. Negativní zpětná vazba — více vody v atmosféře vede k vytváření oblaků, které odráží sluneční záření. mm* Eli EvflOPfiJíAU^E fer^V ■ mnZiAilLiMatwr ******......h....... ^nft** INYE5TICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁM ■ Indicators of a Warming World A, Tree-lines shifting poleward and upward 9 Spring coming earlier Species migrating poleward and upward Parmesan & Yohe 2003 , NOAA Globální klima procházelo změnami po celé období historie planety. Předchozí změny byly dramatické, ale pozvolné (tisíce let). Dnešní změny jsou velmi rychlé a ještě se zrychlují. Ještě před 250 lety bylo nejrychlejší tempo změny, které se podařilo určit, 0,003°C/za rok. V posledních letech to je is 0,017°C ročně. Globální oteplování vs. klimatická změna. Global warming vs. climate chang . První naznačuje zvyšující se průměrnou teplotu. To ale není vše, mění se především vzorce chování. lento Metlji trdufavKOrán (.^ mgnkn Fontem tfitrim r-MpoiT^ Coií ■ 'SI S. 1-2 ď 1 O 1 O) Ä 0.8 í 0.6 a 0.4 (3 ď 02 ü 0 Russian Federation \ China 0 India Japan 0 5 10 15 20 25 CO2/ population (ICQ2 per capita) O 1990 (J 2012 The size of the circle represents the total C02 emissions from the country in that year. tpito P^l J5 S"jM"inW*i InW^/Tn iwUln'ir fernen « tfltrin, rwp^nr •ip.Wt, 17-1 EíflOPSJtALWÉ I INVESTICE 00 ROZVOJE VZDĚLÁVÁNI i I CO2 emissions per capita by major world regions tCOj per capita World Annex II North America Annex II Asia Oceania Annex I EIT Middle East AnnexII Europe China* Other Latin America Asia excluding China Africa 5 China includes Hong Kong, China. 10 15 12012 01990 20 21 Ekonomický růst silně provázán se spotřebou fosilních paliv. Náhrada fosilních paliv je nezbytná, nicméně extrémně obtížná. Klimatická změna je unikátně globální Environmentálni (fakticky libovolné veřejné) problémy většinou regionální (smog v Pekingu, odpad z průmyslu v EU...) V případě klimatické změny jsou mohou být dopady regionální, ale problém je to globální. To komplikuje smysluplnou globální politiku. Je těžké získat voliče na řešení problému, který se týká jen jich a kde přínosy bezprostředně převyšují náklady. V případě klimatické změny problém planetárního free ridingu. INVESTICE 00 ROZVOJE VZDĚLÁVÁNI ml 23 2011 World C02 Emissions from Fossil Fuels China Derived from IEA estimated data May 2012 United States European Union India Russia, Japan & Canada Africa, Mid East & Latin Amer Everyone Else INVESllCE 00 ROIVOJE VZDElAvAnI Je unikátne dlouhodobá Minulá dekáda byla nej teplejší v lidské historii. Ta předtím druhá nej teplejší. A ta předtím třetí. Změny jsou evidentní, arktický led se zmenšil na polovinu. Nicméně nejhorší dopady jsou stále ještě vzdálené. Nicméně vyhnout se jim vyžaduje řešení dnes. INVESTICE DO ROZVOJE VZDÍLAvAnI 25 I při okamžitém zastavení produkce emisí by následovaly dekády dalšího oteplování a století různých negativních dopadů. Přes 2/3 antropogenického C02 v atmosféře zde bude ještě za stovky let, přes 1 /3 za 1000 let. EíflOPSJtALWÉ I INVESTICE 00 ROZVOJE VZDĚLÁVÁNI ml 26 Je unikátně nejasná a obtížně kvantifikovatelná ^Everything we know that we don't know, and perhaps more importantly, what we don't yet know we don't know" (Wagner, Weitzman). Při poslední koncentraci C02 podobné jako dnes byl Pliocén s 400 ppm. Bylo to před třemi miliony let, teplota byla o 1-2,5°C vyšší, úroveň mořské hladiny byla o 20 metrů vyšší a v Kanadě žili velbloudi. Nic z toho neočekáváme. Je možné odhadnout obecné trendy, ale ne předpovědět jednoznačné výsledky Vazby mezi jednotlivými aspekty jsou příliš komplikované. I-tnCiJ přimkl js scJvIminwnrin (m^m wrUlnVr ľprakr-, 4 tfítrim rwprflnr (olf ■zp.&íf INVESTICE 00 ROZVOJE VZDĚLÁVÁNI ml 27 Na základě současného klimatu masivní investice a existující infrastruktura. Proměna by byla velmi nákladná. Současné modely odhadují náklady při 1°C na 0,5% světového HDP, 2°C na 1% HDP, 4°C asi 4% HDP. Problém s tím, z jakých vstupních parametrů vycházíme. tvflOPS«> líné I INVESTICE 00 ROZVOJE VZDĚLÁVÁNI si 28 řQimatická změna je nesrovnatelná s žádným jiným veřejným problémem. Její unikátní charakteristiky ji činí velmi obtížně řešitelnou. 17-TI INVESTICE 00 ROZVOJE VZDĚLÁVÁNI si 29 Intergovernmental Panel on Climate Change — 1988. = to provide comprehensive scientific assessments of current scientific, technical and socioeconomic information about the risk of climate change, its potential environmental and socio-economic consequences and possible options for adaptin to these consequences or mitigating the effects. Rio Summit on Earth — 1992 (UN conference on environment and development) —> UNFCCC □ Kyotský protokol - 1997, v platnost 2005 = Existence obecně akceptovaného konsenzu ohledně antropogenních příčin klimatické změny GHG (C02, metan, N20, , methane, nitrous oxide, sulphur haxafluoride) + hydrofluorocarbons and pefluorocarbons. Země Dodatku I. (37 průmyslových zemí + EU 15), země mimo Dodatek L Omezení emisí skleníkových plynů o 5,2% pro první období 2008-2012 (4,2% po stažení se USA). Referenční rok 1900. Omezení emisí ze spalování fosilních paliv, omezování emisí v jiných sektorech (využívání země, přímé průmyslové emise), flexibilní mechanismy — obchodování s emisemi, CDM, JI. V 2012 emise C02 z fosilních paliv napříč všemi Stranami se závazky v KP byly 14% pod úrovní roku 1990. Emise v EU-15 byly 8% pod 190. Některé průmyslové země znatelný nárůst (Austrálie +48%, Nový Zéland (+44%), Španělsko (+30%). Navzdory participaci 192 stran na KP limitovaný přínos — USA mimo, rozvojové země bez cílů. KP zavazuje nějakými cíli asi XA světových emisí. Přispěl k vnímání a zacházení s C02 jako s komoditou a posílil či začal řadu národních schémat. naha udržet oteplování pod 2°C, země vyjednávají novou dohodu (má být finalizována na COP21 v Paříži 2015). Stavět má na dobrovolných emisních cílech pro 2020, které yly přijaty na COP15 v Kodani. Rozvinuté a rozvíjející se země s těmito cíli reprezentují 80% světových emisí, cíle nicméně nestačí na udržení 2°C. árodně determinované cíle budou doplněny Framework for measuring, reporting and verifying emissions, and accounting for achievement of targets, a posílenými akcemi na adaptaci, rozvoj technologií a poskytování finančních zdrojů. Povinnosti mají začít v 2020, nicméně pro udržení 2°C cíle potřeba, aby emise z fosilních paliv měly vrchol do 2020. Tedy potřeba dalších doplňujících iniciativ mimo UNFCCC. 1990 2012 Itchange Kyoto 1990 2012 Hi change Kyoto MtCO, 90-12 Target MtCO, HtCOi 90-12 Target KYOTO PARTES 8339.6 7,157.0 -142% -4.6% w OTHER OOUMTHES 12,014.7 23,4374 95.6* wrmTARGETS " Europe 3,154.5 2,306.4 -7.3* r: .=:". Austia 56.4 04.7 143% -13% ^nnex f FarfiH 5,550.9 5,333.9 7.8% zelg _"i 107.6 104.6 -3.1% -7.5% Belarus 124.E 71.1 -13.0% -3% Denmark = 0.8 37/ J6.7% -21% Canada''' 420.2 533.7 24j6% -6% Rnland = 4.4 ^3.4 -9.1% :== Haiti :.i :.c 10.4% none France'* 352.B 333J9 -5.4% :== Turkey 126.6 302.4 133.3% none Genuany 946.7 7553 JD3% -21% Unite States ^ 5374.1 4:2% -7% Greece T0.1 77.5 103% +25% Iceland 1.3 i.; -23% +10% Other Regions 6,352.7 172.9% none keloid i0.8 35.5 163% +13% Africa 545.0 1332.4 39.4% none Italy 387.4 3743 -5.7% -6.5% MddfeEast 549.6 1j647.1 mm none Lujembourg 0.4 HU -13% -23% N-OECD Eur. A Eurasia:" 630.0 5203 -10.1% none Netherlands 155.E 17?.; 11J5% Latin America ^ S42.5 1.5333 37J9% none Norway 2B.3 jei 27J9% + = = Asia .|exd. China}(J° 1.507.5 4.291.4 134.7% none Portugal >3.4 ^;\; 16.4% +27% China 2.277.7 202:2% none Spain 205.2 :aa.e 29J9% +15% Sweden c:.s ^C.4 J3.4% +4 = = IHTLMARHE BUHNERS ?6?.2 6022 ■■: i:: Smtaenand 41.6 413 -03% -;== IMTU AVIATION BUfKERS 2 = 6.3 ins flS.4% United Kingdom 549.3 457 & -16.7% -12.5% Eumpean Union -15 3J002.7 2327.1 -33% -;== WOULD 20.973.9 31,7343 51.3% A&ia Oceania Austalia Japan Ne*'< Z±:- and 1,339.5 260.5 1J056.7 22.3 1,641.7 330 3 1.2233 32.1 22.6* 4E3% 153% 443% +3% GtCO, ?: Economies in 7ransSbn 3,645.6 2,608.6 -32.2% zulg~; 74.6 443 -4DJ9% Croatia 21.5 17 j; JD.1% Czech Republic 14E.E 1073 -21m, -;== Estc- :- iö.i 163 -543% -;== Hungary 66.4 ^3.: -34.4% -: = = Labia S.8 7.1 -62.4% -;== Uthuania ii.1 133 -593% -;== Poland 342.1 2933 -14.1% -: = = Romania 167.5 73.1 -52J9% -;== Russian Federation 2.17E.E 1359 JO J3J9% :== Slovak Republic 56.7 31.; -433% -;== Slovenia i.i 1^.: 93% -;== Ukraine 607.6 231.1 -59.1% :== 20-15- Intamallonal Non-Annaxl Partlae Kyoto target Non-PanTolpatlng Annax I Parties Kyoto Parti« with targets 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2012 (1} On 15 December 2D 11, Canada withd rew from the Kyoto Protocol. This acdon became effective for Canada on 15 December 2D12. (2} The actual country targets apply to a baske: of six greenhouse gases and allow sinks and international credits to be used fbr compliance. The overall "Kyoto target" is estimated for this publication by applying the counlry targets to IEA. data for COj emissions from fuel combustion, and is only shown as an indication. The overall target for the combined EU-15 under "fie Protocol is -E%, bir "fie member counties have agreed on a burden-sharing arrangement as listed. (3) Emissions from Monaco are included with France. (4) Composition of regions differs from elsewhere in this publicadon to take into account countries tha: are net Kyoto Parties. (5) The Kyoto target is calculated as percentage of 1he 1990 CO? emissions from fuel combustion only, therefore it does not represent tie t;:a :a"qe". f; ■ :he i -£as t ask.?:. ~- s assL~es t_at t_e recL-::i; i target; ;.re s:-re;.d e:ja ■; acr; ;s a qase;.