Het klimaat laten opwarmen en dan weer afkoelen? Lukt niet

De doelstelling om de klimaatopwarming te beperken tot 1,5 graden is wellicht nu al onhaalbaar. Zou het een goed idee zijn die drempel voor een korte tijd te overschrijden en de aarde daarna weer af te koelen met nieuwe technologie? Een recent onderzoek geeft weinig hoop.

Het doel was duidelijk: in 2015 besloten tal van landen de opwarming van de aarde te beperken tot maximaal 1,5 graden Celsius boven het pre-industriële niveau. Maar zo duidelijk als die doelstelling was geformuleerd, zo zonneklaar is het nu dat de wereldwijde inspanningen niet volstaan om dat target te halen. Integendeel: de limiet van 1,5 graden zal hoogstwaarschijnlijk aanzienlijk worden overschreden.

Politici en onderzoekers vragen zich daarom al enige tijd af wat er zou gebeuren als de wereld die grens tijdelijk zou overschrijden, maar de mensheid er vervolgens in zou slagen de planeet weer af te koelen. Overshoot is de technische term voor zo’n tijdelijke temperatuurpiek.

Die afkoeling zou mogelijk zijn door negatieve emissies, ook wel carbon dioxide removal (CDR) genoemd. Het idee is broeikasgassen, zoals CO2 die is uitgestoten, uit de lucht te halen. Als de doelstelling van 1,5 graden slechts gedurende een bepaalde periode wordt overschreden, zou de schade binnen de perken blijven, luidt het. Of toch niet?

Waarschijnlijk niet, en om verschillende redenen, zoals een recente studie in het wetenschappelijk tijdschrift Nature laat zien. Dertig wetenschappers waren bij het onderzoek betrokken.

CO2 uit de lucht halen

De wereldwijde uitstoot van broeikasgassen neemt elk jaar toe, afgezien van een korte pauze tijdens de coronapandemie. Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) heeft scenario’s doorgerekend om de doelstelling van 1,5 graden nog altijd te halen. Maar elk van die scenario’s voorziet in het extra terugwinnen van CO2, wat moet zorgen voor een negatieve uitstoot.

Het eerste probleem daarmee is dat het nog niet mogelijk is voldoende hoeveelheden CO2 duurzaam uit de atmosfeer te verwijderen met de bestaande technologie. De bestaande CDR-capaciteit haalt jaarlijks ongeveer 2 miljard ton CO2 uit de lucht, maar die hoeveelheid moet volgens een ander recent onderzoeksrapport stijgen tot ongeveer 7 à 9 miljard ton om de doelstelling van 1,5 graden te kunnen halen.

Als de limiet van 1,5 graden wordt overschreden, zou de mensheid zelfs vele honderden miljarden tonnen CO2 moeten afvangen, schrijven de auteurs. Er zijn echter grenzen aan de hoeveelheid nieuw bos die kan worden aangeplant en aan de hoeveelheid CO2 die permanent kan worden verwijderd. Het lijkt er daarom op dat zulke technologieën, zelfs als ze beter, goedkoper en efficiënter worden, nooit genoeg broeikasgassen kunnen terugwinnen.

De CDR-technologie die tot nu in de modellen is overwogen – BECCS bijvoorbeeld, of grootschalige bebossing – kan ook een negatief effect hebben op natuurgebieden, de biodiversiteit en de voedselzekerheid. Dat komt doordat er enorme stukken land voor nodig zijn of omdat ze een enorm verbruik van water, energie en hulpbronnen met zich brengen.

Onomkeerbare gevolgen

Het tweede probleem: “De mondiale en regionale klimaatverandering en de daarmee samenhangende risico’s zullen er anders uitzien nadat de limiet van 1,5 graden is overschreden dan wanneer die overschrijding wordt voorkomen”, concludeert de onderzoeksgroep onder leiding van Carl-Friedrich Schleussner, een klimaatonderzoeker aan de Berlijnse Humboldt Universiteit en wetenschappelijk adviseur van Climate Analytics. De auteurs benadrukken dat het overschrijden van die drempel onomkeerbare gevolgen zal hebben voor de aarde. Zo zal de biodiversiteit worden aangetast en de zeespiegel stijgen.

De kernboodschap van de studie in Nature is daarom dezelfde als in bijna elke andere studie over de klimaatverandering: “Alleen een snelle emissiereductie op korte termijn kan de klimaatrisico’s terugdringen”, benadrukken de auteurs.

“Hoe sneller we net zero bereiken, hoe lager de opwarming zal zijn en hoe lager het risico op onomkeerbare gevolgen”, stelde de klimaatwetenschapper en co-auteur Joeri Rogelj, een medewerker van het Imperial College London, in een persbericht bij de studie.

Onderzoek het paleoklimaat

Om de gevolgen van een overschrijding beter te kunnen afwegen, zijn experimenten met meerdere modellen nodig, schrijven Rogelj en zijn collega’s. Er moeten veel meer scenario’s worden vergeleken om de langetermijngevolgen te analyseren.

Nadine Mengis van het Geomar Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, die niet betrokken was bij het onderzoek, vindt dat nog te weinig. “Ik zou vraagtekens willen zetten bij het vermogen van de huidige modellen om zulke scenario’s te simuleren”, zegt ze in een artikel in Nature. “Die modellen worden meestal opgesteld door historische simulaties te vergelijken met klimaatwaarnemingen uit pre-industriële tijden, wat betekent dat ze alleen uitgaan van stijgende CO2-concentraties in de atmosfeer.” Er is veel minder bekend over het vermogen om klimaatschommelingen op langere tijdschalen en met afnemende CO2-concentraties te simuleren, zoals de overshootscenario’s doen.

Volgens Mengis is het daarom cruciaal paleoklimaatonderzoekers te betrekken bij discussies over de reactie van de aarde op de overschrijdingsscenario’s. Paleoklimatologen bestuderen het klimaat op aarde in het verleden, voordat er weergegevens verzameld werden. Ze analyseren ijskernen, zeebodems, boomringen, koralen en stalactieten om uit te zoeken hoe het klimaat in de loop van miljoenen jaren is veranderd. Zo kunnen ze beter begrijpen hoe het klimaat op aarde werkt en hoe het in de toekomst zou kunnen veranderen. Klimaatdata uit zulke bronnen zouden belangrijke informatie opleveren over het effect van lange periodes dat CO2 in de atmosfeer afneemt op het aardsysteem, schrijft Mengis.

Pessimistischer beeld

De huidige bevindingen liggen in de lijn van eerdere studies. In een rapport van het IPCC uit 2018 stond al dat, zelfs als de opwarming van de aarde tegen het einde van de eeuw tot 1,5 graden kan worden beperkt, er waarschijnlijk toch onomkeerbare schade aan ecosystemen zal optreden. Er bestaat ook een risico dat tussen 1,5 en 2 graden een belangrijk omslagpunt in het klimaatsysteem wordt bereikt: het poolijs zou kunnen smelten, wat zou leiden tot een langdurige stijging van de zeespiegel van enkele meters.

Tegelijk maakt de onderzoeksgroep van Schleussner duidelijker dan ooit hoe riskant het zou zijn om een temperatuurstijging van meer dan 1,5 graden zomaar te accepteren. Zelfs het meest optimistische scenario in het IPCC Assessment Report van vorig jaar hield rekening met een lichte overschrijding met 0,1 graad. Om dat te keren, moet ongeveer 220 miljard ton CO2 uit de lucht worden gehaald, zegt Rogelj. Bij een overschrijding van 0,5 graden zelfs meer dan 1 biljoen ton. Geen geringe opgave.