富裕國家已超出其碳預算

一些國家已經用完了遠超世界碳預算——我們能夠排放且仍能避免更極端氣候破壞的量——的其他國家預算

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.

阿曼達·蒙塔涅斯

一個多世紀以來燃燒化石燃料已經釋放出更猛烈的熱浪和乾旱,導致大規模洪水的更強降雨以及其他極端氣候破壞。如果我們想避免未來更糟糕的氣候變化影響,人類需要儘可能將全球氣溫上升幅度控制在遠低於 2 攝氏度的水平。為了實現這一目標,我們只能額外排放一定量的二氧化碳。 這被稱為世界的“碳預算”。

與財務預算一樣,如果我們透過排放超過預算允許量的二氧化碳而“超支”,我們就會陷入“碳債務”——並且還會面臨更極端的氣候影響,適應這些影響將更加困難且成本更高。而且我們目前正走在嚴重超支的道路上。全球氣溫已經比工業化前時代高出略微超過 1 攝氏度。

政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 的最新報告計算得出,在 1850 年至 2019 年間,我們排放了約五分之四的二氧化碳量,這會讓我們有 50% 的機會將世界氣溫上升幅度控制在比工業化前時代高出 1.5 攝氏度以內(這是在 2015 年《巴黎氣候協定》下商定的雄心勃勃的目標)。 IPCC 計算得出,為了維持 50% 的機會,我們在 2020 年至 2030 年間只能再排放約 5000 億噸二氧化碳。該碳預算不包括其他溫室氣體或氣溶膠的冷卻效應等因素。但鑑於二氧化碳是最主要的溫室氣體,該預算仍然很好地體現了還可以排放多少。如果我們想要更高的目標達成機率,我們的碳預算將不得不降低。


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考慮到世界目前每年產生約 400 億噸二氧化碳,並且全球二氧化碳排放量仍在上升,這意味著我們將在大約十年內超出 50% 的預算,這是一個艱鉅的任務。與氣候災難的這種正面衝突正是IPCC 報告也呼籲迅速、大幅削減排放以儘可能限制氣溫上升的原因。“我們根本沒有多少迴旋餘地了,”不列顛哥倫比亞省西蒙弗雷澤大學的氣候科學家柯爾斯滕·齊克費爾德說。

政治和根深蒂固的經濟利益使得這種排放削減難以實現。使國際氣候行動談判複雜化的另一個問題是公平性:世界各國對氣候危機的貢獻並不相同——透過在國家層面分解碳預算,可以清楚地看到這種差異。

大眾科學分析了一組特定國家的國家碳預算,方法是將歷史排放總量(包括化石燃料燃燒和森林砍伐等土地利用變化)加上將全球氣溫上升幅度限制在 1.5 攝氏度的 50% 機會所需的估計剩餘預算。該數字除以世界總人口,以確定人均碳預算,然後乘以每個國家的人口,以獲得該國家的碳預算總量。下圖將每個國家的預算與其歷史排放量進行了比較。由於任何碳預算計算都存在各種不確定性,因此圖表中的確切數字遠不如國家之間的總體差距重要。

來源:阿曼達·蒙塔涅斯;資料來源:2021 年氣候變化:物理科學基礎:政府間氣候變化專門委員會第六次評估報告工作組 I 的貢獻。 IPCC,2021 年 (碳預算); 2022 年全球碳預算補充資料。 全球碳專案,2022 年 (排放資料); 世界銀行國家人口和人均排放資料);阿曼達·蒙塔涅斯和皮爾斯·福斯特的資料分析

顯然,美國和俄羅斯以及歐洲聯盟等國家已經超出了其公平的碳預算份額。相反,工業化時間較晚的國家,如印度,或工業化程度極低的國家,如索馬利亞,尚未接近用完其應有的預算份額。“這突出了一個道德立場,”倫敦帝國理工學院格蘭瑟姆研究所氣候科學家和研究主任喬裡·羅傑爾說。“這突出了需要解決的不平衡問題。”

雖然中國也相對較晚實現工業化,但它正在迅速趕上其他工業化國家,並且即將用完其預算。中國現在是世界上最大的排放國,儘管它的人均排放量仍然低於美國——美國仍然是歷史上最大的排放國。

鑑於各國在造成氣候危機方面存在巨大不平衡,印度和其他一些工業化和發展中國家認為,在發展經濟的同時,它們應該被允許使用其公平的碳預算份額。“作為來自印度的獨立學者,我可以說,經濟發展,增加收入和改善人口福祉——其中大多數人缺乏發達國家人民習以為常的便利設施——必須是首要任務,”印度國家高等研究院氣候科學家特賈爾·卡尼特卡爾說。“作為一個大型經濟體,印度已經認識到,儘管其對歷史排放量沒有貢獻,但它必須為全球減排努力貢獻其應有的份額。”

如果印度用完其剩餘的碳預算,這將使世界遠遠超出其集體氣候目標。“你似乎有權這樣做,但你不能為了地球的緣故而燃燒它,”英國利茲大學的氣候科學家和 IPCC 作者皮爾斯·福斯特說。印度已制定旨在促進可再生能源的國內政策。如果成功,這些政策可以很容易地使該國保持在其在《巴黎協定》下設定的排放限制之下,但印度的煤炭產量和消費水平仍在上升。

期望美國和其他負碳債務的國家明天就停止排放也是不現實的。但齊克費爾德說,仍然清楚的是,“我們應對正在發生和未來將要發生的大部分變暖負責。“這意味著在減排方面,我們應該承擔更重的負擔。”

氣候科學家表示,美國等發達國家需要比其在《巴黎協定》下承諾的減排幅度更大,才能限制氣溫上升並在本世紀中葉實現淨零排放。“到目前為止,發達國家在減排方面做出了不足的努力,並將精力集中在從一種化石燃料(煤炭)向另一種化石燃料(天然氣)過渡,幾乎沒有努力減少石油消費,”卡尼特卡爾說。“這意味著他們已經使用了越來越多的[全球]碳預算,為發展中國家留下的很少。”她補充說,即使發達國家以某種方式提前實現淨零排放,“它們仍然欠發展中國家碳債務。”

羅傑爾說,發達國家應考慮制定超出本世紀中葉目標的目標。“實現淨零排放僅僅是開始。這是一個里程碑,也是一個重要的里程碑,但我們沒有理由止步於淨零排放,”他說。“如果我們實現淨零排放,實現負排放就沒有任何重大挑戰,”這樣做可以為發展中國家提供一些喘息空間,以便以較慢的速度減少排放——或者,如果這些國家也能迅速減少排放,則可以進一步限制總體氣溫上升。

除了儘快減少排放外,美國和其他發達國家還可以與發展中國家分享其清潔能源技術知識,併為它們提供資金以建立清潔能源系統。卡尼特卡爾說,印度已經設定了脫碳目標,這些目標具有“嚴重的伴隨成本”。“印度與許多其他發展中國家一樣,也有發展方面的競爭優先事項,這使得這項任務更具挑戰性。因此,為了實現這些目標,提供資金而非貸款的要求非常重要。”

對已造成的不可逆轉的氣候損害進行賠償是發達國家可以加強的另一個領域。聯合國設立的一個委員會目前正在就建立此類賠償機制(在聯合國術語中稱為“損失和損害”)進行有爭議的談判,為 11 月在迪拜舉行的下一次國際氣候峰會做準備。但與控制排放的努力一樣,讓各國承諾採取這些行動需要一定程度的政治意願,而這可能極其難以調動。

隨著剩餘的少量預算正在穩步減少,採取行動的緊迫性正在上升。“隨著每一年不僅我們的排放量沒有減少,而且實際上還在增加,”齊克費爾德說,“這種迴旋餘地正在減少。”

本文的一個版本,標題為“碳的公平份額”,已改編收錄在 2023 年 7 月/8 月號的大眾科學雜誌中。

安德里亞·湯普森是一位環境、能源和地球科學方面的副編輯。她從事這些問題報道已有 16 年。在加入大眾科學之前,她是氣候中心報道氣候科學的資深作家,以及Live Science的記者和編輯,她在那裡主要報道地球科學和環境。她主持過小組討論,包括作為聯合國可持續發展媒體區的一部分,並接受過主要網路的廣播和電視採訪。她擁有紐約大學科學、健康和環境報道的研究生學位,以及佐治亞理工學院大氣化學的理學學士和碩士學位。在 Bluesky 上關注湯普森 @andreatweather.bsky.social

更多作者:安德里亞·湯普森

阿曼達·蒙塔涅斯自 2015 年以來一直擔任大眾科學的圖形編輯。她為大眾科學網站和印刷雜誌製作和藝術指導資訊圖。蒙塔涅斯擁有史密斯學院工作室藝術學士學位和多倫多大學生物醫學傳播碩士學位。在開始從事新聞工作之前,她曾擔任自由醫學插畫家。在 Bluesky 上關注她 @unamandita.bsky.social

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大眾科學雜誌第 329 卷第 1 期本文最初以“碳的公平份額”為標題發表於 大眾科學雜誌 第 329 卷第 1 期(),第 98 頁
doi:10.1038/scientificamerican0723-98
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