.jpg)
Ученые из Киотского университета, Международного института прикладного системного анализа, Университета Хоккайдо и Национального института экологических исследований Японии смоделировали сценарии полного отказа мировой экономики от угля, нефти и газа. Исследование показало, что полный отказ от ископаемого топлива к 2050 году потребует увеличить масштабы электрификации мировой экономики в 1,6-1,8 раза, если сравнивать с обычным сценарием, что приведет к росту инвестиций в энергоснабжение до 34%. Этот сложный путь резко снижает зависимость от технологий улавливания углерода и повышает вероятность возвращения климата к целевым значениям даже после временного превышения порога в 1,5 oC.
Многие современные климатические сценарии допускают, что даже при достижении углеродной нейтральности часть нефти, газа и угля продолжат использовать в авиации, тяжелой промышленности, грузовом транспорте и химическом производстве, где отказаться от ископаемого топлива особенно сложно. Остаточные выбросы при этом предполагается компенсировать технологиями улавливания и хранения CO2. Но японские ученые решили проанализировать более жесткий сценарий.
Для этого они использовали две глобальные энергетические модели. AIM-Technology подробно моделирует развитие энергетических технологий и инфраструктуры, а MESSAGEix-GLOBIOM дополнительно учитывает влияние энергетики на землепользование, сельское хозяйство и биосферу. Ученые задали для обеих моделей одинаковое условие, что мировой экономике необходимо уложиться в углеродный бюджет в 500 гигатонн CO2 с 2018 по 2100 год. Таким образом, человечество может выбросить в атмосферу лишь строго ограниченный объем углекислого газа, чтобы сохранить шансы удержать потепление около 1,5 oC. В сценариях "нулевого ископаемого" поставки угля, нефти и газа должны были снижаться до нуля к определенной дате от 2050 до 2100 года. Для сравнения ученые использовали стандартный сценарий достижения 1,5 oC, в котором прямого запрета на ископаемое топливо нет.
В результате в сценарии полного отказа к середине века доля нефти и газа в конечном потреблении энергии почти исчезает, а их место занимают электричество и водород. Водород в основном производят методом электролиза воды за счет энергии солнца и ветра. Общая выработка электроэнергии к 2050 году в таком сценарии должна быть в 1,6-1,8 раза выше, чем в обычных климатических моделях. Это означает, что миру придется значительно быстрее строить солнечные и ветровые электростанции, накопители энергии и электролизеры для производства водорода.
При этом у полного отказа от ископаемого топлива есть и преимущества. Выбросы CO2 от энергетики сокращаются настолько сильно, что резко уменьшается потребность в технологиях улавливания и захоронения углерода. Например, объем геологического хранения CO2 к 2100 году в сценариях полного отказа сокращается на 37-77%, если сравнивать с обычными сценариями достижения 1,5 oC. Потребность в прямом улавливании углекислого газа из воздуха тоже становится меньше. Однако такой переход оказывается заметно дороже, так как совокупные инвестиции в энергоснабжение возрастают до 34%.
Интересно, что модели показали разные пути отказа от ископаемого топлива. В AIM-Technology основной упор был сделан на косвенную электрификацию через синтетическое топливо, получаемое из водорода и CO2. Такой подход позволяет сохранить часть привычной техники, включая двигатели внутреннего сгорания, но требует колоссальных объемов электроэнергии для производства водорода. В MESSAGEix-GLOBIOM, напротив, больший акцент был сделан на прямую электрификацию с переходом на электромобили, электрическое отопление и тепловые насосы. Это уменьшает потребность в синтетическом топливе, но требует гораздо более быстрой замены оборудования у потребителей.
Ученые также предупреждают, что ускоренный отказ от ископаемого топлива может привести к резкому росту использования биотоплива, а это создает дополнительные риски для продовольственной безопасности и биоразнообразия, поскольку под энергетические культуры потребуются большие площади сельскохозяйственных земель.
