富裕国家已超出其碳预算

一些国家已经用完了远超世界碳预算——我们能够排放且仍能避免更极端气候破坏的量——的其他国家预算

Cropped image of graphic shows circles and pie charts scaled to represent individual countries' carbon budgets and total emissions to date from fossil fuels and land use change.

阿曼达·蒙塔涅斯

一个多世纪以来燃烧化石燃料已经释放出更猛烈的热浪和干旱,导致大规模洪水的更强降雨以及其他极端气候破坏。如果我们想避免未来更糟糕的气候变化影响,人类需要尽可能将全球气温上升幅度控制在远低于 2 摄氏度的水平。为了实现这一目标,我们只能额外排放一定量的二氧化碳。 这被称为世界的“碳预算”。

与财务预算一样,如果我们通过排放超过预算允许量的二氧化碳而“超支”,我们就会陷入“碳债务”——并且还会面临更极端的气候影响,适应这些影响将更加困难且成本更高。而且我们目前正走在严重超支的道路上。全球气温已经比工业化前时代高出略微超过 1 摄氏度。

政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 的最新报告计算得出,在 1850 年至 2019 年间,我们排放了约五分之四的二氧化碳量,这会让我们有 50% 的机会将世界气温上升幅度控制在比工业化前时代高出 1.5 摄氏度以内(这是在 2015 年《巴黎气候协定》下商定的雄心勃勃的目标)。 IPCC 计算得出,为了维持 50% 的机会,我们在 2020 年至 2030 年间只能再排放约 5000 亿吨二氧化碳。该碳预算不包括其他温室气体或气溶胶的冷却效应等因素。但鉴于二氧化碳是最主要的温室气体,该预算仍然很好地体现了还可以排放多少。如果我们想要更高的目标达成几率,我们的碳预算将不得不降低。


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考虑到世界目前每年产生约 400 亿吨二氧化碳,并且全球二氧化碳排放量仍在上升,这意味着我们将在大约十年内超出 50% 的预算,这是一个艰巨的任务。与气候灾难的这种正面冲突正是IPCC 报告也呼吁迅速、大幅削减排放以尽可能限制气温上升的原因。“我们根本没有多少回旋余地了,”不列颠哥伦比亚省西蒙弗雷泽大学的气候科学家柯尔斯滕·齐克费尔德说。

政治和根深蒂固的经济利益使得这种排放削减难以实现。使国际气候行动谈判复杂化的另一个问题是公平性:世界各国对气候危机的贡献并不相同——通过在国家层面分解碳预算,可以清楚地看到这种差异。

大众科学分析了一组特定国家的国家碳预算,方法是将历史排放总量(包括化石燃料燃烧和森林砍伐等土地利用变化)加上将全球气温上升幅度限制在 1.5 摄氏度的 50% 机会所需的估计剩余预算。该数字除以世界总人口,以确定人均碳预算,然后乘以每个国家的人口,以获得该国家的碳预算总量。下图将每个国家的预算与其历史排放量进行了比较。由于任何碳预算计算都存在各种不确定性,因此图表中的确切数字远不如国家之间的总体差距重要。

来源:阿曼达·蒙塔涅斯;资料来源:2021 年气候变化:物理科学基础:政府间气候变化专门委员会第六次评估报告工作组 I 的贡献。 IPCC,2021 年 (碳预算); 2022 年全球碳预算补充数据。 全球碳项目,2022 年 (排放数据); 世界银行国家人口和人均排放数据);阿曼达·蒙塔涅斯和皮尔斯·福斯特的数据分析

显然,美国和俄罗斯以及欧洲联盟等国家已经超出了其公平的碳预算份额。相反,工业化时间较晚的国家,如印度,或工业化程度极低的国家,如索马里,尚未接近用完其应有的预算份额。“这突出了一个道德立场,”伦敦帝国理工学院格兰瑟姆研究所气候科学家和研究主任乔里·罗杰尔说。“这突出了需要解决的不平衡问题。”

虽然中国也相对较晚实现工业化,但它正在迅速赶上其他工业化国家,并且即将用完其预算。中国现在是世界上最大的排放国,尽管它的人均排放量仍然低于美国——美国仍然是历史上最大的排放国。

鉴于各国在造成气候危机方面存在巨大不平衡,印度和其他一些工业化和发展中国家认为,在发展经济的同时,它们应该被允许使用其公平的碳预算份额。“作为来自印度的独立学者,我可以说,经济发展,增加收入和改善人口福祉——其中大多数人缺乏发达国家人民习以为常的便利设施——必须是首要任务,”印度国家高等研究院气候科学家特贾尔·卡尼特卡尔说。“作为一个大型经济体,印度已经认识到,尽管其对历史排放量没有贡献,但它必须为全球减排努力贡献其应有的份额。”

如果印度用完其剩余的碳预算,这将使世界远远超出其集体气候目标。“你似乎有权这样做,但你不能为了地球的缘故而燃烧它,”英国利兹大学的气候科学家和 IPCC 作者皮尔斯·福斯特说。印度已制定旨在促进可再生能源的国内政策。如果成功,这些政策可以很容易地使该国保持在其在《巴黎协定》下设定的排放限制之下,但印度的煤炭产量和消费水平仍在上升。

期望美国和其他负碳债务的国家明天就停止排放也是不现实的。但齐克费尔德说,仍然清楚的是,“我们应对正在发生和未来将要发生的大部分变暖负责。“这意味着在减排方面,我们应该承担更重的负担。”

气候科学家表示,美国等发达国家需要比其在《巴黎协定》下承诺的减排幅度更大,才能限制气温上升并在本世纪中叶实现净零排放。“到目前为止,发达国家在减排方面做出了不足的努力,并将精力集中在从一种化石燃料(煤炭)向另一种化石燃料(天然气)过渡,几乎没有努力减少石油消费,”卡尼特卡尔说。“这意味着他们已经使用了越来越多的[全球]碳预算,为发展中国家留下的很少。”她补充说,即使发达国家以某种方式提前实现净零排放,“它们仍然欠发展中国家碳债务。”

罗杰尔说,发达国家应考虑制定超出本世纪中叶目标的目标。“实现净零排放仅仅是开始。这是一个里程碑,也是一个重要的里程碑,但我们没有理由止步于净零排放,”他说。“如果我们实现净零排放,实现负排放就没有任何重大挑战,”这样做可以为发展中国家提供一些喘息空间,以便以较慢的速度减少排放——或者,如果这些国家也能迅速减少排放,则可以进一步限制总体气温上升。

除了尽快减少排放外,美国和其他发达国家还可以与发展中国家分享其清洁能源技术知识,并为它们提供资金以创建清洁能源系统。卡尼特卡尔说,印度已经设定了脱碳目标,这些目标具有“严重的伴随成本”。“印度与许多其他发展中国家一样,也有发展方面的竞争优先事项,这使得这项任务更具挑战性。因此,为了实现这些目标,提供资金而非贷款的要求非常重要。”

对已造成的不可逆转的气候损害进行赔偿是发达国家可以加强的另一个领域。联合国设立的一个委员会目前正在就建立此类赔偿机制(在联合国术语中称为“损失和损害”)进行有争议的谈判,为 11 月在迪拜举行的下一次国际气候峰会做准备。但与控制排放的努力一样,让各国承诺采取这些行动需要一定程度的政治意愿,而这可能极其难以调动。

随着剩余的少量预算正在稳步减少,采取行动的紧迫性正在上升。“随着每一年不仅我们的排放量没有减少,而且实际上还在增加,”齐克费尔德说,“这种回旋余地正在减少。”

本文的一个版本,标题为“碳的公平份额”,已改编收录在 2023 年 7 月/8 月号的大众科学杂志中。

安德里亚·汤普森是一位环境、能源和地球科学方面的副编辑。她从事这些问题报道已有 16 年。在加入大众科学之前,她是气候中心报道气候科学的资深作家,以及Live Science的记者和编辑,她在那里主要报道地球科学和环境。她主持过小组讨论,包括作为联合国可持续发展媒体区的一部分,并接受过主要网络的广播和电视采访。她拥有纽约大学科学、健康和环境报道的研究生学位,以及佐治亚理工学院大气化学的理学学士和硕士学位。在 Bluesky 上关注汤普森 @andreatweather.bsky.social

更多作者:安德里亚·汤普森

阿曼达·蒙塔涅斯自 2015 年以来一直担任大众科学的图形编辑。她为大众科学网站和印刷杂志制作和艺术指导信息图。蒙塔涅斯拥有史密斯学院工作室艺术学士学位和多伦多大学生物医学传播硕士学位。在开始从事新闻工作之前,她曾担任自由医学插画家。在 Bluesky 上关注她 @unamandita.bsky.social

更多作者:阿曼达·蒙塔涅斯
大众科学杂志第 329 卷第 1 期本文最初以“碳的公平份额”为标题发表于 大众科学杂志 第 329 卷第 1 期(),第 98 页
doi:10.1038/scientificamerican0723-98
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