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| Antonio Sarmiento |
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Los esfuerzos encaminados a la mitigación del calentamiento
global antropogénico deben iniciarse reconociendo que el controlar los flujos de bióxido de carbono (CO2) no es suficiente y lo que realmente importa es el total de las emisiones acumuladas hasta ahora. Esto es fundamental, como consta en el reporte de la quinta evaluación científica del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) elaborado en 2013, en donde una de las confirmaciones más importantes es que el principal determinante del calentamiento promedio global superficial es el total de emisiones de CO2 acumuladas. Además, se resalta que esto no sólo determinará el promedio de la temperatura superficial terrestre a finales de siglo, sino también durante algunos de los milenios posteriores debido a que, a diferencia de otros gases de efecto invernadero, las emisiones de CO2 tienden a acumularse en el sistema que regula el clima terrestre. Este hecho por sí solo tiene fuertes implicaciones para las políticas de mitigación, ya que el objetivo de estabilizar la temperatura global requiere cero emisiones globales netas de CO2.en última instancia, lo relevante para el clima es el total de emisiones acumuladas durante toda la época industrial y no sólo el flujo o la tasa de emisiones de CO2 en alguna década dada. Este punto es fundamental debido a que mucha gente, inclusive algunos de los negociadores en los acuerdos internacionales, piensa todavía que el objetivo de la mitigación del calentamiento global es la estabilización de las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero y que las tasas de emisión contempladas para 2030 o 2050 son cruciales para el éxito de la mitigación.
En la realidad, estabilizar las concentraciones atmosféricas de CO2 no es suficiente para que el cambio climático cese, incluso si se mantuviesen constantes las concentraciones atmosféricas de Cv, el mundo continuaría calentándose por siglos. Para estabilizar la temperatura del planeta se necesita que las emisiones globales netas de CO2 se reduzcan a cero, después de lo cual e independientemente del valor de la tasa en que se hayan reducido las concentraciones atmosféricas de CO2, la temperatura superficial terrestre permanecerá constante.
Antes se creía que el CO2 tenía una vida media en la atmósfera de alrededor de doscientos años, ahora se reconoce que cualquier cantidad de carbono fósil que se libere a la atmósfera continuará afectando al clima terrestre durante varios milenios. La figura 1 ilustra tres posibles rutas idealizadas de emisiones de CO2: la línea continua muestra emisiones que alcanzarían un valor máximo en el año 2015 y de ahí empiezan a declinar con una tasa anual de 3%; en la línea entrecortada con puntos, las emisiones alcanzan el valor máximo al final de la década que va de 2020 a 2030 y de ahí declinan a una tasa anual de 10%, lo cual resultaría extremadamente caro y podría no ser técnica o políticamente realizable. El panel a la izquierda en la figura muestra que aun cuando los máximos de las emisiones son muy diferentes y ocurren en años distintos, el total acumulado es igual en los tres casos (área bajo cada una de las curvas hasta el momento en el que las emisiones cesan). Las respuestas más probables de la temperatura en el panel de la derecha son casi idénticas y las pequeñas diferencias se ven minimizadas aún más por la incertidumbre en la respuesta (bandas indicadas por líneas de puntos).
Asimismo, la coincidencia en el valor de las emisiones en 2050 para los tres casos (panel izquierdo) ilustra la importancia del balance de carbono durante todo el periodo industrial y no sólo su valor acumulado hasta mediados del presente siglo, es decir, muestra que lo relevante es la emisión de CO2 a lo largo de todo el lapso y no sólo la cantidad acumulada hasta 2050. Los perfiles línea continua y línea entrecortada con puntos muestran emisiones totales muy diferentes entre 2015 y 2050, pero dan un resultado climático similar; inversamente, un perfil que mantuviese las emisiones constantes de ahora a 2050 representaría emisiones acumuladas de CO2 muy similares a las del caso indicado por la línea entrecortada por puntos, pero ocasionaría un compromiso climático mucho mayor en el largo plazo debido a que, al no haberse reducido las emisiones gradualmente, éstas serían mucho mayores después de 2050.
Finalmente, la figura también muestra que mientras más tardemos en iniciar la reducción de las emisiones de CO2, mayor tendrá que ser la tasa a la que éstas decrezcan para alcanzar algún valor deseado en la temperatura, una consecuencia que no es aplicable en el caso de cualquiera de los gases de efecto invernadero de vida corta como el metano. Además, se debe tener presente que al establecer cualquier tasa de reducción se debe considerar que el calentamiento máximo al que se ha comprometido ha crecido durante las décadas recientes a una tasa aproximadamente igual a la de las emisiones acumuladas, la cual es casi dos veces más rápida que la del crecimiento de las temperaturas observadas. Consecuentemente, las medidas que, de haberse iniciado en 1992 habrían limitado a 2 °C el calentamiento inducido por CO2, si se iniciasen hoy día resultarían en un calentamiento mayor a 3 °C.
El carbono que no se debe quemar
El balance global de carbono proporciona una forma sencilla y poderosa para enmarcar el reto de evitar un calentamiento global antropogénico peligroso. La figura 2 muestra las temperaturas globales promedio como función de las emisiones globales acumuladas de CO2, ambas medidas a partir de las condiciones presentes en el siglo xix. La línea delgada sin fechas y la banda de incertidumbre sombreada (la inferior) muestran el calentamiento esperado debido exclusivamente a las emisiones de CO2. Las líneas, marcas de círculos con fechas y la banda sombreada superior muestran el calentamiento antropogénico total esperado bajo la perspectiva de una serie de escenarios que va del tan mentado “nada ocurre” (línea que va de 2050 a 2100) al de mitigación agresiva e inmediata (línea de 1950 a 2050). El primer escenario se desplaza rápidamente hacia la esquina superior derecha de la figura, indicando que las emisiones de CO2 se siguen acumulando y la temperatura continúa aumentando por arriba de 4 °C. mientras, en el segundo escenario las emisiones netas de CO2 se eliminan antes de 2100, cerca de 2050, de manera que el CO2 ya no se acumula en el sistema climático y la temperatura deja de seguir aumentando antes de llegar a 2 °C.
Todos los escenarios siguen el mismo patrón: dado un nivel de emisiones acumuladas de CO2, el planeta experimenta casi el mismo calentamiento, independientemente de si las emisiones de CO2 se realizaron rápida o lentamente; y en éstos, el calentamiento debido a los demás gases de efecto invernadero añade, a partir de 2050, un 25 o 30% al calentamiento por a CO2.
Las implicaciones del balance del carbono acumulado se muestran en la barra horizontal inferior de la misma figura: las emisiones previas causadas por la quema de combustibles fósiles y el cambio de uso de suelo desde 1870 son superiores a medio billón (1012) de toneladas de carbono fósil por lo tanto, las emisiones futuras de CO2 deben limitarse a un valor entre la mitad y la misma cantidad (parte obscura intermedia) si se quiere respetar el límite de 2 °C acordado en 2010 por las partes en la Convención Marco sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas (unfccc por sus siglas en inglés) en Cancún.
El balance preciso de carbono depende de la probabilidad de sobrepasar el límite de 2 °C que se esté dispuesto a aceptar y de lo que ocurra con el calentamiento causado por los demás gases de efecto invernadero. Aunque sólo sea para mantener una modesta posibilidad de no sobrepasar el objetivo de 2 °C, las emisiones antropogénicas totales de CO2 a lo largo de todo el Antropoceno (1750 en adelante), deben permanecer por debajo de un billón (1012) de toneladas de carbono (3.7 billones de toneladas de CO2), cifra por arriba de la mitad de lo que ya se ha emitido.
El Panel Intergubernamental de Cambio Climático estima que las reservas disponibles de combustibles fósiles, que son explotadas económicamente mediante la tecnología y por sus precios vigentes, exceden el balance de no sobrepasar 2 °C por un factor de dos a tres veces. También se estima que las reservas potenciales, explotables si el precio aumenta, exceden mucho más dicho límite. De manera que los productos de la quema de carbono fósil por arriba de un billón de toneladas (extremo derecho de la barra horizontal abajo), deberán ser capturados en el sitio de la quema o recapturados por la atmósfera y almacenados para que la temperatura permanezca por debajo del límite de 2 °C.
Implicaciones para las mitigación
Muchas de las políticas nacionales e internacionales aún tratan el problema del calentamiento global como un simple asunto de flujos, enfocándose sólo en reducir la tasa neta de emisiones de gases de efecto invernadero, sea para 2020, 2030 o 2050. Si bien se gana tiempo al reducir la tasa de acumulación de las emisiones de CO2, dicha acción no resuelve el problema a menos de que finalmente se logre eliminar las emisiones por completo. Este punto es muy importante debido a que muchas de las medidas para reducir las emisiones en el corto plazo, y que son de las más efectivas en cuanto a costos —el mejoramiento de la eficiencia energética, por ejemplo no son las medidas que se necesitan para anular las emisiones de CO2 por completo.
Actualmente, la tecnología que es clave para alcanzar la anulación de emisiones de CO2 es la propuesta de captura y almacenamiento de carbono (ccs por sus siglas en inglés), ya que posee una característica única entre las medidas de mitigación del calentamiento global: puede proporcionar, en conjunción con algunos otros métodos, un medio para extraer CO2 de la atmósfera y constituirse en una especie de retro bloqueo. El problema es que hasta ahora sólo se trata de una propuesta a prueba y en una escala demasiado pequeña.
Es casi seguro que esta remoción será necesaria, ya sea para compensar las emisiones remanentes de CO2 una vez que la temperatura se haya estabilizado o, si el balance seguro de acumulación de carbono se excede, para disminuir dicho exceso hasta regresar a valores seguros. Debido principalmente a esta propiedad única de retro bloqueo a largo plazo, el ipcc concluye que, de no implementarse ya la captura y almacenamiento de carbono, el gasto necesario para no sobrepasar el límite de 2 °C no sólo será mayor al doble, sino que, además, los modelos existentes indican que sería entonces imposible lograr dicho objetivo.
No obstante, por tratarse de un medio caro e inseguro para reducir las emisiones a corto plazo, la captura y el almacenamiento de carbono permanecen como una prioridad relativamente baja en muchos de los programas de política climática. Por ello, el reconocimiento del balance de carbono acumulado como un factor clave para evitar temperaturas peligrosas es esencial y determinante a fin de que los gobiernos comprendan la importancia de apoyar específicamente la anulación cuanto antes de las emisiones de CO2 y el desarrollo y la implementación de tecnologías retrobloqueantes, como lo son la captura y el almacenamiento de carbono.
Carbono acumulado y gases invernadero
El limitado progreso en la reducción de las emisiones de CO2 ha estimulado medidas para combatir el calentamiento global mediante la reducción de emisiones de los llamados contaminantes climáticos de vida corta (slcps por sus siglas en inglés) como el metano y el hollín. Muchas de tales medidas son relativamente de bajo costo, ofrecen beneficios substanciales adicionales y su impacto en términos climáticos es relativamente inmediato.
Si se reduce a la mitad las emisiones de metano, por ejemplo, entonces las concentraciones atmosféricas de metano se reducirán en una magnitud comparable en aproximadamente un par de décadas. Por el contrario, comparativamente, si se reduce a la mitad las emisiones de CO2 sus concentraciones atmosféricas seguirán aumentando y lo único que se logrará es que lo hagan a la mitad de la velocidad con la que lo han hecho.
Debido a que las medidas para reducir las emisiones de CO2 tardan mucho en causar un impacto discernible, las más inmediatas para reducir las emisiones de contaminantes climáticos de vida corta son innegablemente una propuesta de mayor efectividad y de menor costo para reducir la tasa del calentamiento global en las próximas décadas; sin embargo, sólo tendrán un impacto en el calentamiento máximo si las emisiones de CO2 se reducen drástica y simultáneamente de manera que la temperatura comience a estabilizarse justo después de 2050 y para ello se requiere que las emisiones de CO2 vayan desapareciendo hasta anularse en dicho año.
El problema es que en el contexto del objetivo global de la Convención Marco de la onu, las emisiones de los contaminantes climáticos de vida corta sólo son consideradas importantes en la propuesta hasta el momento en que las emisiones de CO2 se encuentren ya en severo e irreversible declive.
El mito de la equivalencia con el CO2
La confirmación de la importancia del balance de carbono acumulado ha hecho explotar la idea de la equivalencia de emisiones de otros gases de efecto invernadero con las del CO2, la cual aún se usa ampliamente en política climática y en los sistemas para el comercio de emisiones. En efecto, no todas las medidas para reducir las emisiones que se consideran equivalentes a cierta cantidad de emisiones de CO2, de aquí a 2030, son realmente equivalentes; algunas, como la drástica disminución en el uso de combustibles fósiles o la captura y el almacenamiento de carbono, proporcionan una ruta para llegar a emisiones netas nulas o negativas de CO2, mientras otras, como la mejora en la eficiencia energética y la reducción de emisiones de metano y hollín, no sirven para esto.
Las medidas a corto plazo pueden ayudar a limitar el calentamiento hasta que las emisiones de CO2 se hayan anulado por completo, pero en ausencia de un plan para alcanzar emisiones netas nulas de CO2 fallarán al final irremediablemente. Es primordial, por lo tanto, que la
Convención Marco de la onu reconozca la importancia de eliminar por completo las emisiones de CO2 a fin de que simultánea o posteriormente se implementen políticas adicionales a largo plazo, las cuales se complementarán con las de corto plazo para alcanzar la meta de reducir las emisiones de todos los contaminantes climáticos en las próximas décadas. |
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Referencias Bibliográficas
Balakrishnan et al. 2015 Novel pathways for fuels and lubricants from biomass optimized using life-cycle greenhouse gas assessment, en Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 112, núm. 25, pp. 7645-7649. Crutzen, P. J., y E. F. Stoermer. 2000. “The ‘Anthropocene’”, en Global Change Newsletter, núm. 41, pp. 17–18. IPCC. 2013a. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Cambridge University Press (http://www.ipcc.ch/report/ar5/). IPCC, 2013b. Figura 2.8, Síntesis del reporte IPCC, 2013ª (http://ipcc.ch/report/ar5/syr/). IPCC, 2013c. Recuadro 2.2, Glosario. Síntesis del reporte (http://ipcc.ch/report/ar5/syr/). |
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| Antonio Sarmiento Instituto de Matemáticas, Universidad Nacional Autónoma de México. Antonio Sarmiento. Licenciado en Física por la Facultad de Ciencias de la UNAM y doctorado en Matemáticas Aplicadas por la University of London (Queen Mary College). Fue investigador del Instituto de Astronomía de la unam y actualmente en el Instituto de Matemáticas de la UNAM. Habita en una casa auto-regulada térmicamente, libre de emisiones por la quema de combustibles fósiles, con autosuficiencia energética (celdas fotovoltaicas) y captura de lluvia. |
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