En torno a las medidas necesarias que debemos tomar frente al calentamiento global antropogénico: ¿Cuál es la única vía para no rebasar el límite de los 2° C?

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Los acuerdos que se han estado tomando en las esferas políticas internacionales, principalmente en el grupo de los países económicamente poderosos o G7, respecto a la forma en que debemos afrontar el calentamiento global antropogénico, no corresponden en forma alguna a la que en término científicos resulta ser la única vía posible para respetar el acuerdo de limitar dicho calentamiento a cuando mucho 2 °C. Los esfuerzos encaminados a la mitigación del calentamiento deben iniciarse reconociendo que el controlar los flujos de bióxido de carbono (CO2) no es suficiente, pues lo que realmente importa son las emisiones acumuladas hasta ahora de CO2.

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Una de las confirmaciones más importantes de la  Quinta Evaluación Científica del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC, 2013), es que el principal determinante del calentamiento global superficial medio es el total de emisiones acumuladas de CO2 y que este total no sólo determinará la temperatura superficial terrestre a finales de siglo, sino 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 (IPCC, 2014, Fig. 2.8, p.74).

 Por sí sola, la anterior precisión tiene fuertes implicaciones sobre las políticas de mitigación del calentamiento global antropogénico. El objetivo de estabilizar la temperatura global requiere que las emisiones globales netas de CO2 sean nulas, pues ; sin embargo, lo que en última instancia resulta relevante para el clima, es el total de las emisiones acumuladas durante toda la época industrial y no el flujo o la tasa de emisiones de CO2 en algún lapso dado.

Este punto es muy importante debido a que mucha gente —inclusive algunos de los negociadores en los acuerdos internacionales— todavía piensa de manera errónea que el objetivo en la mitigación del calentamiento global es estabilizar las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero, y que las tasas de emisión en el 2030 o el 2050 serán determinantes cruciales para el éxito de la mitigación. En la realidad, el estabilizar las concentraciones atmosféricas de CO2 no es suficiente para estabilizar a su vez el clima; aun cuando se mantuviesen constantes las concentraciones atmosféricas de CO2,, el mundo continuaría calentándose por siglos. El estabilizar la temperatura del planeta requiere que las emisiones globales netas de CO2 se reduzcan a cero, después de lo cual e independientemente del valor de la tasa a la que se hayan reducido las concentraciones atmosféricas de CO2, la temperatura superficial terrestre permanecerá constante.

Si antes se creía que el CO2 tenía una vida media en la atmósfera de unos 200 años, ahora se reconoce que cualquier cantidad de carbono fósil que se libere a la atmósfera continuará afectando al clima terrestre durante varios milenios (Myhre et al. 2013, Joos et al. 2013). En ese sentido, la figura 1 muestra la evolución temporal de emisiones de CO2 a la atmósfera; cada línea representa la evolución que ha sido proyectada en cada uno de los reportes del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change); el resultado más reciente indica la permanencia de ~ 28 ± 10 % de la emisión original después de 500 años (Myhre et al., 2013). Esta permanencia del CO2 en la atmósfera se debe a que éste es el único de los gases causantes del efecto invernadero con la propiedad de acumularse por milenios, causando el consecuente problema de calentamiento en todo el sistema terrestre.

La figura 2 muestra el persistente impacto en temperatura del CO2 como consecuencia de su acumulación en la atmósfera; muestra así mismo el impacto de los demás gases de efecto invernadero de vida corta a lo largo de 80 años (los símbolos denotan bióxido de azufre SO2, óxidos nitrosos NOx, carbono orgánico OC, óxido de nitrógeno N2O, óxido de carbón CO, hollín BC, metano CH4 y el problemático bióxido de carbono CO2); se puede ver de ambas figuras que después de 80 años de realizarse la emisión de CO2, permanece poco más del 43% causando un calentamiento de 0.021 ºK[2].

La figura 3 muestra tres rutas hipotéticas  que se podrían seguir para reducir las emisiones de CO2: la línea negra muestra las emisiones del escenario RCP2.6; en las líneas naranja/roja las emisiones alcanzan el valor máximo en el 2020/30 y de ahí declinan con tasas anuales cuyos costos crecen muy rápidamente y que bien podrían resultar técnica o políticamente irrealizables.

Los perfiles de emisión global neta anual de CO2, a la izquierda en la figura 3, muestran que aún y cuando los máximos de  las emisiones  son muy diferentes y ocurren en años distintos, las emisiones totales acumuladas son prácticamente iguales en los tres casos (área bajo cada una de las curvas). A la derecha en la misma figura se muestran las respuestas más probables de la temperatura que corresponden a cada perfil: éstas son casi idénticas y sus pequeñas diferencias se ven minimizadas aún más por la incertidumbre en la respuesta (banda gris).

La coincidencia en el valor de las emisiones calculadas para el año 2043 en los casos naranja y rojo en el lado izquierdo, ilustra la importancia del balance de carbono durante todo el período industrial y no sólo hasta mediados del presente siglo. Los perfiles naranja y rojo muestran emisiones totales muy diferentes entre el presente y el 2050, pero dan un resultado climático similar; inversamente, un perfil que mantuviese las emisiones constantes del 2010 al 2043, representaría emisiones de CO2 al 2050 muy similares a las del caso naranja, pero ocasionaría un compromiso climático mucho mayor en el largo plazo, debido a que al no haberse ido reduciendo gradualmente las emisiones, su acumulación sería mucho mayor después de ese año.

La figura 4 muestra que mientras más tardemos en iniciar la reducción de las emisiones de CO2, mayor tendrá que ser la tasa para que éstas decrezcan a fin de respetar el límite de los 2 ºC; nótese que si la reducción de emisiones se inicia después del 2025, será necesario recapturar CO2 de la atmósfera para respetar el límite acordado. Esta consecuencia no es aplicable en el caso de cualquiera de los otros gases de efecto invernadero de vida corta, como el metano. Además, debe considerarse que para cualquier tasa de reducción posterior al máximo de emisiones, el calentamiento máximo comprometido ha estado creciendo durante las décadas recientes con una tasa cercana a la de las emisiones acumuladas y que ésta es casi el doble de rápida que la del aumento en las temperaturas observadas; es decir, que las medidas que de haberse iniciado en 1992 hubiesen limitado el calentamiento inducido por el CO2 a 2° C, de iniciarse hasta hoy en día, no podrían evitar un calentamiento mayor a los 3° C.

 

La cantidad de 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; por ello, su cálculo es muy importante. La figura 5 muestra la correlación entre las temperaturas globales promedio y las emisiones globales acumuladas de CO2, ambas variables medidas a partir de las condiciones presentes a finales del siglo XIX (IPCC 2013a, Figura SPM.10, p.28). Las temperaturas son calculadas con el conjunto de modelos CMIP-5 y considerando los escenarios de las vías representativas de concentraciones de CO2, RCP por sus siglas en inglés (IPCC, 2014, Recuadro 2.2 p.57, Glosario p. 126), es decir, considerandola cantidad del CO2 presente en la atmósfera en un momento dado sin importar cuando se realizó su emisión; la escala horizontal inferior corresponde a Gigatoneladas de carbono (109 toneladas o Gt) de C y la superior a Gt de CO2.

La línea y la banda de incertidumbre en gris muestran el calentamiento debido exclusivamente a las emisiones de CO2. Las líneas de color y la banda rosada, muestran el calentamiento antropogénico total esperado de acuerdo con diversos escenarios que van del sostenido nada ocurre (RCP8.5, línea roja) al de mitigación agresiva e inmediata (RCP2.6, línea azul marino). La variable temporal se muestra indicando con círculos sobre cada una de las líneas el inicio de cada década a partir de 1870; nótese que la separación por décadas muestra una concentración mayor de CO2 y el consecuente aumento en la temperatura, al ir desde RCP2.6 (línea azul marino) hasta RCP8.5 (línea roja). Este último escenario se desplaza rápidamente hacia la esquina superior derecha de la figura, indicando que en este caso, las emisiones de CO2 se siguen acumulando y la temperatura sigue aumentando incluso por arriba de los 4° C.

En el escenario RCP2.6 (línea azul marino), las emisiones netas de CO2 se logran eliminar cerca del 2050, de manera que el CO2 deja de acumularse en el sistema climático y la temperatura se estabiliza antes de llegar a los 2° C. Nótese que todos los escenarios siguen un mismo patrón: dado un determinado 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; el calentamiento debido a los demás gases de efecto invernadero añade a partir del 2050 entre un 25 y un 30% al calentamiento dominante debido exclusivamente al CO2.

Las implicaciones para el balance del carbono acumulado se muestran en la barra horizontal inferior de la figura 5. Las emisiones previas causadas por la quema de combustibles fósiles y el cambio de uso de suelo desde 1870, fueron superiores a 0.5 X 1012 toneladas de carbono fósil (eje horizontal inferior y parte negra de la barra). Las emisiones futuras de CO2 deben limitarse por fuerza a un valor entre la mitad y la misma cantidad (parte gris obscura) si se quiere respetar el límite de 2° C acordado en el 2010 por las partes en el Marco Convención sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas.

El balance preciso de carbono depende de la probabilidad de sobrepasar el límite de 2° C que estemos dispuestos a aceptar y de lo que ocurra con el calentamiento causado por los demás gases de efecto invernadero, pero 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 del todo el Antropoceno (desde el año 1750 en adelante; Crutzen, P. J., y E. F. Stoermer, 2000), deben permanecer por debajo de 1012 toneladas de carbono (3.7 X 1012 toneladas de CO2), cifra por debajo del doble de lo que ya se ha emitido.

La siguiente tabla indica los valores máximos de emisiones de CO2 compatibles con valores dados para la probabilidad de no sobrepasar los 2º C; los valores de ambas variables, emisiones y temperatura, son respecto de sus promedios correspondientes durante el lapso 1861-1880 (hasta el 2011 ya se habían emitido 515 ± 70 Gt C (1,890 ± 260 Gt CO2).

El IPCC estima que las reservas disponibles de combustibles fósiles (las económicamente explotables mediante la tecnología y al precio actuales) rebasan el balance necesario para no sobrepasar los 2° C en dos y hasta tres veces, y que las reservas potenciales (explotables si el precio aumenta) exceden dicho límite por muchas veces más. De manera que, de realizarse irresponsablemente la quema de carbono fósil por arriba de 1012 toneladas (barra gris claro a blanco), sus productos deberían ser secuestrados en el sitio de la quema y almacenados de manera segura para que la temperatura no sobrepase los 2° C. Debido a la respuesta a largo plazo del océano, la recaptura del CO2 previamente emitido a la atmósfera no conduce a una situación equivalente en el océano a la que se hubiese mantenido de no haberse emitido dicho CO2 (Mathesius et al., 2015); el daño causado en el océano por la emisión a la atmósfera de CO2 es irreversible y sólo naturalmente remediable en escalas temporales de centenas de milenios. La única solución duradera resulta entonces ser la de un cambio de fondo en el sistema económico mundial (sobre la irresponsabilidad en las negociaciones hacia la cumbre de París y de las compañías transnacionales –especialmente las petroleras–, consultar Saxe-Fernández, 2015).

 

Implicaciones para las políticas de mitigación

Muchas de las políticas nacionales e internacionales aún tratan el calentamiento global como un problema de flujos, enfocándose sólo en reducir la tasa neta de emisiones de gases de efecto invernadero en el 2020, el 2030 o el 2050. Sin embargo, si bien se gana tiempo al reducir la tasa de acumulación de las emisiones de CO2, dicha acción no resuelve el problema, a menos que se eliminen dichas emisiones por completo. Este punto es muy importante,  pues muchas de las medidas para reducir las emisiones en el corto plazo (efectivas en cuanto a costos) como mejorar la eficiencia energética, no son en absoluto las medidas que finalmente conducirán a anular las emisiones de CO2 por completo.

 

Tabla. Valor máximo de emisiones acumuladas de CO2 compatibles con la probabilidad de que el calentamiento global superficial sea menor a los 2º C; valores en Gt C (Gt CO2)

Probabilidad

Emisiones de todos los GEIs

(Gt)

          Emisiones de CO2

         exclusivamente (Gt)

> 33 %

1,570 (5,760)

900 (3,300)

> 50 %

1,210 (4,440)

820 (3,010)

> 66 %

1,000 (3,670)

790 (2,900)

Fuente: IPCC, 2013a.

 

Nuevas tecnologías —generación de energía a partir de biomasa o algunos otros métodos (Sánchez et al., 2015; Balakrishnan et al., 2015) — pueden implementarse evitando más emisiones al secuestrar el CO2. El IPCC concluye que, de no empezar a reducir drásticamente las emisiones de CO2 o cuando menos implementar ya la captura y almacenaje de carbono, el gasto necesario para no sobrepasar el límite de 2° C no sólo será mayor al doble, sino que además, muchos modelos indican que será imposible lograr dicho objetivo. Sin embargo, como se trata de un medio caro para reducir las emisiones en el corto plazo, la captura y almacenaje de carbono permanecen con una prioridad relativamente baja en muchos de los programas de política climática. Reconocer al balance de carbono acumulado como el factor determinante para evitar temperaturas peligrosas, debe ser esencial para que los gobiernos comprendan la importancia de apoyar específicamente la eliminación total de las emisiones de CO2, o cuando menos, el desarrollo e implementación de tecnologías seguras para el secuestro y almacenaje de carbono.

 

Carbono acumulado versus gases de efecto invernadero de vida corta

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, como el metano y el hollín. Muchas de estas medidas para reducir tales emisiones son relativamente de bajo costo y ofrecen beneficios adicionales substanciales; su impacto en términos climáticos también es relativamente inmediato: si reducimos a la mitad las emisiones de metano, entonces sus concentraciones atmosféricas se reducirán por una cantidad similar en un par de décadas. Contraria y comparativamente, si reducimos a la mitad las emisiones de CO2, su concentración atmosférica seguirá aumentando[3] y sólo se logrará que lo haga a la mitad de la velocidad con la que lo venía haciendo.

Debido a que las medidas para reducir las emisiones de CO2 tardan mucho en causar un impacto discernible, las medidas inmediatas para reducir las emisiones de contaminantes climáticos de vida corta son innegablemente la propuesta menos costosa para reducir la tasa del calentamiento global durante las próximas décadas. Pero debe subrayarse que estas medidas 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 del 2050 y para ello se requiere que las emisiones de CO2 vayan desapareciendo desde ahora hasta anularse en dicho año. Las emisiones de los contaminantes climáticos de vida corta sólo se vuelven importantes en el contexto del objetivo global de la Convención Marco de la ONU a partir del momento en que las emisiones de CO2 ya se encuentren en un declive franco e irreversible.

 

El mito de la equivalencia con el CO2

La confirmación de la importancia del balance de carbono acumulado ha destrozado la idea de la equivalencia de emisiones de otros gases de efecto invernadero con las del CO2; equivalencia ficticia que desgraciadamente aún se usa ampliamente en política climática y el comercio de emisiones. No todas las medidas para reducir las emisiones que se considerarían equivalentes a cierta cantidad de emisiones de CO2 en el 2030, son realmente equivalentes. Algunas, como el secuestro y almacenaje seguro de los productos de la quema del carbono, proporcionan una ruta para llegar a emisiones nulas de CO2; otras, como la mejora en la eficiencia energética o la reducción de emisiones de metano u hollín, no lo hacen y por lo tanto resultan poco relevantes.

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 nulas de CO2 fallarán final e irremediablemente. Es primordial que la Convención Marco de la ONU reconozca la importancia de eliminar por completo las emisiones de CO2 para que posteriormente se implementen las políticas adicionales a largo plazo que, complementándose con las de corto plazo, permitan alcanzar la meta de reducir las emisiones de todos los contaminantes climáticos durante las próximas décadas. Las intenciones formales para la mitigación del calentamiento declaradas ante la Organización de las Naciones Unidas se pueden consultar en UNFCCC (2015), y la efectividad real de dichas intenciones en Climate Action Tracker (2015); no está por demás mencionar que las propuestas por México son inadecuadas para el propósito de respetar el límite de calentamiento acordado, por decirlo de la manera más suave posible.

 

Referencias

Balakrishnan, M. et al. (2015) Novel pathways for fuels and lubricants from biomass optimized using life-cycle greenhouse gas assessment. Proceedings of the National Academy of Sciences. Junio, 2015www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1508274112

Climate Action Tracker (2015) Independent science-based assessment http://climateactiontracker.org/countries/

Crutzen, P. J., y E. F. Stoermer  (2000). The ‘Anthropocene’. Global Change Newsletter 41:

17–18. http://www.igbp.net/download/18.316f18321323470177580001401/1376383088452/NL41.pdf

IPCC (2013) Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T. F., D. Qin, G. -K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex y P. M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom y New York, NY, USA, 1535 pp. http://www.ipcc.ch/report/ar5/

IPCC (2013a): Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_SPM_FINAL.pdf

IPCC (2014) Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I,

II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R. K. Pachauri y L. A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp. Figura 2.8, p. 74 http://ipcc.ch/report/ar5/syr/

Joos, F. et al. (2013) Carbon dioxide and climate impulse response functions for the computation of greenhouse gas metrics: a multi-model analysis. Atmos. Chem. Phys., 13, 2793–2825. www.atmos-chem-phys.net/13/2793/2013/  doi:10.5194/acp-13-2793-2013

Mathesius, S. et al. (2015) Long-term response of oceans to CO2 removal from the atmosphere. Nature Climate Change,  http://www.nature.com/nclimate/journal/vaop/ncurrent/full/nclimate2729.html doi: 10.1038/NCLIMATE2729

Myhre, G., D. Shindell, F. -M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J. -F.

Lamarque, D. Lee, B. Mendoza, T. Nakajima, A. Robock, G. Stephens, T. Takemura y H. Zhang (2013): Anthropogenic and Natural Radiative Forcing Supplementary Material. En: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T. F., D. Qin, G. -K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex y P. M. Midgley (eds.)]. www.climatechange2013.org Figura 8.SM.4, p. 8SM-16 https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/supplementary/WG1AR5_Ch08SM_FINAL.pdf

Sanchez et al. (2015) Biomass enables the transition to a carbonnegative power system across western North America. Nature Climate Change,

http://www.nature.com/nclimate/journal/v5/n3/full/nclimate2488.html

Saxe-Fernández, John (2015) Serie de artículos titulada ¿Hacia un colapso climático

            antropogénico? En La Jornada.       

            http://www.jornada.unam.mx/2015/09/03/opinion/028a1eco

            http://www.jornada.unam.mx/2015/09/17/opinion/026a1eco    

            http://www.jornada.unam.mx/2015/10/01/opinion/022a1eco

Shindell et al. (2012a) Simultaneously mitigating near-term climate change and improving human health and food Security. Science, 335, 183–189. http://www.sciencemag.org.pbidi.unam.mx:8080/content/335/6065/183.full.pdf doi: 10.1126/science.1210026

UNFCCC (2015) United Nations Framework Convention On Climate Change. http://www4.unfccc.int/submissions/indc/Submission%20Pages/submissions.aspx



[1]    Instituto de Matemáticas, Universidad Nacional Autónoma de México

[2]    Los grados Kelvin tienen la misma magnitud que los Celsius o centígrados, sólo están desplazados por un valor constante (°K ≡ °C + 273.15)

[3]    No sólo por su vida media mayor al par de siglos, sino porque el metano, por ejemplo, al reaccionar con el oxígeno atmosférico produce CO2 y agua.

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