Kornelis Blok 08 september 2022, 11:00

Professor en IPCC-auteur Blok: via ratelmechanisme op weg naar 2 graden opwarming

Hoe hoog wordt de wereldwijde temperatuurstijging waar we op afkoersen? Velen zijn daar pessimistisch over en verwachten dat we tegen het einde van deze eeuw op 3 graden Celsius afstevenen. In deze blog wil ik duidelijk maken dat 2 graden een veel waarschijnlijker scenario is. Dankzij een mechanisme waar iedereen mee instemde in het Klimaatakkoord van Parijs.

Ratel groot De ratel of palrad voorkomt dat het tandwiel terugdraait | Credits: Adobe Stock

Een tijdje geleden hield het tijdschrift Nature [1] een enquête onder de hoofdauteurs van een van de recente IPCC-rapporten, die over de natuurwetenschap van klimaatverandering (de zogeheten Werkgroep I). De meeste IPCC-auteurs – bijna 50 procent – verwachten dat we in het jaar 2100 op 3 graden uitkomen in vergelijking met het pre-industriële niveau. Slechts enkelen zijn wat optimistischer: nog geen 5 procent gelooft echter dat het tot 1,5 graad beperkt kan blijven.

De uitslag van de enquête onder auteurs van de IPCC-rapporten | Credit: Nature

Ook Twitter komt op 3 graden

Eerder dit jaar stelde ik dezelfde vraag aan een groep volgers op Twitter met interesse in wetenschap en kreeg ik ongeveer hetzelfde resultaat [2]. Ik weet niet wat de achtergrond is van de verwachtingen van de respondenten. Hoogstwaarschijnlijk zijn die gebaseerd op de vele schattingen van de impact van het akkoord van Parijs. Met wat variatie kwam het onderzoek naar de impact van alle Parijs-gerelateerde afspraken tot de conclusie dat het gecombineerde effect van alle verplichtingen tot een opwarming van ongeveer 3 graden zou leiden [3][4].

Ratelmechanisme over het hoofd gezien

Maar hiermee wordt een belangrijk element in het akkoord van Parijs over het hoofd gezien: het zogenaamde ratelmechanisme (in het Engels: ratchet mechanism). Terwijl de overeenkomst van Parijs werd gesmeed, erkenden de onderhandelaars al dat het totaal aan toezeggingen van de landen niet voldoende was. Daarom is afgesproken dat landen om de vijf jaar worden uitgenodigd om een nieuwe toezegging te doen (in UNFCCC-jargon Nationally Determined Contribution genoemd). Wel geldt de regel dat elke nieuwe belofte een vooruitgang ten opzichte van de vorige moet zijn. Er is geen weg terug – vandaar de naam ratelmechanisme.

Steeds hogere doelen

De vraag is natuurlijk of dit mechanisme echt werkt. De eerste test was op de klimaatconferentie in Glasgow in november 2021 – een jaar uitgesteld vanwege Covid-19. En: ja, het is gelukt. Veel landen hebben hun toezeggingen bijgesteld en komen met hogere doelen voor 2030. Dat zijn onder meer China, de VS, Japan en de Europese Unie. Bovendien hebben deze landen en vele anderen toezeggingen gedaan om helemaal te stoppen met de uitstoot van broeikasgassen (of alleen CO2) in 2050 of 2060.

2 graden dichterbij dan 3 graden

Maken al deze verbeterde toezeggingen een verschil? Ook hier is het antwoord een duidelijk ja, volgens de analyse van Climate Action Tracker.

2015 Akoord van Parijs [5]

Toezeggingen voor 2030

2.7 °C

2021 Glasgow Pact [6]

Toezeggingen voor 2030

2.4 °C

Toezeggingen voor 2030 + nulemissie toezeggingen

2.1 °C

optimistic interpretation: 1.8 °C

Het is duidelijk dat we eerder richting de 2 dan de 3 graden tegen het einde van deze eeuw gaan als alle landen hun beloften nakomen. De analyse van Climate Action Tracker werd eerder dit jaar bevestigd door een publicatie in Nature: volledige uitvoering van alle toezeggingen zou leiden tot beperking van de opwarming van de aarde tot 1,9 à 2,0 graden [7].

Beloften vaak nagekomen

De allesbepalende vraag is natuurlijk: zullen de landen hun beloften nakomen? Ook hier geven de ontwikkelingen van de afgelopen zes jaar ruimte voor enig optimisme. Climate Action Tracker beoordeelt niet alleen de impact van toezeggingen, maar ook de impact van concreet beleid. Waar in 2015 nog werd ingeschat dat feitelijk beleid zou leiden tot een temperatuurstijging van 3,6 graden Celsius, is dit in hun huidige beoordeling gedaald tot 2,7 graden. Er zit overduidelijk een aanzienlijke vertraging tussen de toezeggingen en de uitvoering van het beleid in de praktijk, maar we zien hier in ieder geval ook aanzienlijke vooruitgang.

Nog niet klaar

Dus alles bij elkaar afwegende: stap voor stap gaan we naar toezeggingen en bijbehorend beleid dat ons dichter bij een maximale temperatuurstijging van 2 graden zal brengen. Vertaal dit niet als ‘we zijn klaar!’ Dat doel daadwerkelijk halen zal de komende decennia nog veel inspanning vergen van alle overheden, alle bedrijven en eigenlijk van ons allemaal.

Anderhalve graad nog steeds haalbaar

Een wereldwijde temperatuurstijging van 2 graden is een stuk beter dan 3 graden. Er is echter ook brede overeenstemming over het feit dat de gevolgen van klimaatverandering bij 2 graden een stuk erger zullen zijn dan bij 1,5 graad. En kunnen we dat doel ook bereiken? Zoals we in het laatste IPCC-rapport hebben laten zien, is het tijdvenster om 1,5 graad opwarming te halen zich snel aan het sluiten. Terwijl het bereiken van 2 graden kan worden beschouwd als een waarschijnlijke uitkomst van de huidige voortgang van internationale klimaatactie, lijkt deze stapsgewijze aanpak niet snel genoeg om de doelstelling van 1,5 graad te halen. Hoe we een traject van 1,5 graad opwarming kunnen bereiken, zou daarom het belangrijkste onderwerp moeten zijn tijdens de volgende klimaatconferentie in Sharm El Sheikh aanstaande november.

Kornelis Blok | Credit: TU Delft

Kornelis Blok | Credit: TU Delft is hoogleraar energiesysteemanalyse aan de Technische Universiteit Delft. Daarnaast is hij onder meer hoofdauteur van verschillende rapporten van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Deze blog verscheen eerder in het Engels op zijn persoonlijke website.

Noten:

[1] J. Tollefson: ‘Top climate scientists are sceptical that nations can rein in global warming’, Nature 599(2021)22-24.

[2] In januari beheerde ik een week lang het Twitter-account NL_Wetenschap. Het Nederlandstalige account heeft ruim 20.000 volgers, met vermoedelijk een meer dan gemiddelde interesse in wetenschap. Ik stelde dezelfde vraag als in het Nature-artikel [1]. De reactie was als volgt.

De uitslag van de Twitter enquête

[3] J. Rogelj, M. den Elzen, N. Höhne, T. Fransen, H. Fekete, H. Winkler, R. Schaeffer, F. Sha, K. Riahi, M. Meinshausen: ‘Paris Agreement climate proposals need a boost to keep warming well below 2 °C’, Nature 534(2016)631-639.

[4] Alle temperaturen genoemd in deze blog zijn vergeleken met pre-industriële niveaus. Er worden alleen cijfers in het middensegment gegeven, maar alle cijfers tonen onzekerheid, vooral vanwege de onzekerheid in de reactie van het klimaatsysteem op de toegenomen aanwezigheid van broeikasgassen in de atmosfeer.

[5] J. Gütschow, L. Jeffery, R. Alexander, B. Hare, M. Schaeffer, M. Rocha, N. Höhne, H. Fekete, P. van Breevoort, K. Blok: ‘INDCs lower projected warming to 2.7°C – significant progress but still above 2°’, Climate Action Tracker, 2015, hier
te downloaden

[6] Zie de ‘thermometer’
op de website van Climate Action Tracker, met link naar de methodieksectie.

[7] M. Meinshausen, J. Lewis, C. McGlade, J. Gütschow, Z. Nicholls, R. Burdon, L. Cozzi, B. Hackmann: ‘Realisation of Paris Agreement pledges may limit warming just below 2 °C’, Nature 604(2022)304-309.

5x creatief met groene energie

1. Algen als zonnecel De oceanen zitten vol met algen. Zo vol dat algen meer CO2 opnemen dan het hele Amazone regenwoud. Wetenschappers en bedrijven verzinnen allerlei toepassingen voor de groene organismen. Voedingssuplementen, brandstof, make-up, meststoffen en zelfs ski’s: het wordt allemaal van algen gemaakt. Het bedrijf Greenfluidics voegt zonnepanelen aan dat rijtje toe. Tussen twee ruiten stoppen zij algen, die daar groeien op energie van de zon. Dit groeiproces genereert warmte, wat wordt omgezet in stroom. Een proces dat enigszins vergelijkbaar is met normale zonnepanelen - alleen ligt de opbrengst van de algenpanelen stukken lager. Wanneer het paneel is volgegroeid, wordt het geleegd en begint het groeiproces weer van voren af aan. En kan de opgekweekte alg gebruikt worden in één van de vele andere toepassingsgebieden. Lees ook: Algen in ramen ter vervanging van zonnepanelenDe groene panelen vormen een mooi alternatief voor grijs-zwarte zonnepanelen.2. Licht maken uit duisternis Wetenschappers van Stanford University werken aan een techniek die het ‘anti-zonnepaneel’ wordt genoemd. Normale zonnepanelen wekken overdag stroom op uit energie van de zon, die op het aardoppervlak valt. De anti-panelen wekken juist ’s nachts stroom op door gebruik te maken van de warmte die weer van de grond omhoog stijgt. De techniek maakt gebruik van het warmteverschil tussen het aardoppervlakte en de lucht, een proces dat radiative sky cooling heet. Dit zou een uitkomst moeten bieden voor de grote keerzijde van zonne-energie: het gebrek aan stroom in de avond, als mensen thuis de lampen aanzetten en de wasmachine willen laten draaien. Lees ook: Straks wekken je zonnepanelen ook s’ nachts stroom op 3. Een windmolen in je backpack Zelf onderweg duurzame energie opwekken: handig voor bijvoorbeeld backpackers die een paar dagen off the grid gaan. De Canadese start-up Shine heeft hiervoor een inklapbaar windmolentje ontwikkeld dat met gemak in een rugtas past. De turbine heeft het formaat van een grote waterfles en weegt zo’n anderhalve kilo. Perfect voor wie de ongerepte natuur in gaat, maar ook telefonisch bereikbaar wil blijven. In een uur kan het apparaat genoeg energie opwekken om drie keer een telefoon mee op te laden. Mits er genoeg wind staat, natuurlijk. Maar ook niet te veel. De mini-turbine werkt op windsnelheden tussen de 13 en 45 kilometer per uur - grofweg tussen windkracht 3 en 6. Het bedrijf zegt per kilo gewicht de meeste energie op te kunnen wekken, en een stuk krachtiger én lichter te zijn dan draagbare zonnepanelen, die al langer op de markt zijn. Lees ook: Een windmolen die in je rugzak past: handig voor een duurzame vakantieShine komt met een windturbine die in je rugzak past.4. Regendruppels Moeder natuur geeft ons gratis energie in de vorm van zon, wind en waterkracht. Maar ook de energie van regendruppels die uit de lucht vallen, kan worden omgezet in voor de mens nuttige stroom. Onderzoekers van de City University of Hong Kong hebben een techniek ontwikkeld waarbij de elektrische lading die ontstaat als stoffen met elkaar in aanraking komen, wordt gebruikt voor stroom-opwekking. De wetenschappers hebben 140 volt gegenereerd door een druppel water van 15 centimeter hoog op een generatortje te laten vallen, valt te lezen in Nature. Met die ene druppel konden ze 100 mini-ledlampjes laten branden. De techniek zou kunnen worden toegepast op allerlei plekken waar water in aanraking komt met vaste oppervlaktes, zoals op een paraplu, op een zonnepaneel, tegen de romp van een boot of zelfs aan de binnenkant van een flesje water. Helaas bevindt de techniek zich nog in de experimentele fase. 5. Elektriciteitscentrale voor thuis Thuis je eigen groene energie opwekken - de Duitse huishoudgigant Bosch maakt het mogelijk. Het bedrijf heeft een generator zo groot als een koelkast ontwikkeld die op waterstof en biomethaan draait. Het apparaat is vergelijkbaar met een dieselaggregaat, maar dan efficiënter: waar een modern aggregaat een brandstof-naar-elektriciteitsefficiëntie van 30 procent haalt, tikt de zogenaamde Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) van Bosch de 60 procent aan. Eén SOFC heeft een vermogen van 10 kilowatt - genoeg om 20 huishoudens van stroom te voorzien. Bosch voorziet ook toepassingen in het bedrijfsleven - in bijvoorbeeld fabrieken en datacentra. Momenteel draait er een proef in een bakkerij in het Duitse Bamberg. Vanaf 2024 rollen de decentrale elektriciteitscentrales van de band. Lees ook: De zonnepanelen en windmolens voorbij: 7 keer creatief duurzame energie opwekken