[論文レビュー] Implications of "peak oil" for atmospheric CO2 and climate

Pushker Kharecha, James E. Hansen|arXiv (Cornell University)|Apr 20, 2007

Atmospheric and Environmental Gas Dynamics被引用数 13

ひとこと要約

この論文は、従来の石油生産のピークが将来の大気中のCO2濃度および気候変動に与える影響を調査している。化石燃料の埋蔵量と排出制約に基づくシナリオモデルを用いて、石炭の排出を中世紀までに段階的に廃止し、炭素価格政策を導入すれば、非化石燃料が大きく利用されない限り、2100年までにCO2を450 ppmに抑えることは可能であると示している。

ABSTRACT

Unconstrained CO2 emission from fossil fuel burning has been the dominant cause of observed anthropogenic global warming. The amounts of "proven" and potential fossil fuel reserves are uncertain and debated. Regardless of the true values, society has flexibility in the degree to which it chooses to exploit these reserves, especially unconventional fossil fuels and those located in extreme or pristine environments. If conventional oil production peaks within the next few decades, it may have a large effect on future atmospheric CO2 and climate change, depending upon subsequent energy choices. Assuming that proven oil and gas reserves do not greatly exceed estimates of the Energy Information Administration, and recent trends are toward lower estimates, we show that it is feasible to keep atmospheric CO2 from exceeding about 450 ppm by 2100, provided that emissions from coal, unconventional fossil fuels, and land use are constrained. Coal-fired power plants without sequestration must be phased out before mid-century to achieve this CO2 limit. It is also important to "stretch" conventional oil reserves via energy conservation and efficiency, thus averting strong pressures to extract liquid fuels from coal or unconventional fossil fuels while clean technologies are being developed for the era "beyond fossil fuels". We argue that a rising price on carbon emissions is needed to discourage conversion of the vast fossil resources into usable reserves, and to keep CO2 beneath the 450 ppm ceiling.

研究の動機と目的

• ピークオイルが将来の大気中のCO2濃度および気候変動に与える影響を評価すること。
• 化石燃料の使用制約が、気候安定性に関連する450 ppmのCO2閾値を下回るのを可能にするかどうかを評価すること。
• エネルギー効率化、省エネルギー措置、炭素価格政策が、ピークオイル以降の高炭素代替燃料への依存を遅らせる役割を検討すること。
• 石炭火力発電所の段階的廃止と排出制御の長期的気候的影響をモデル化すること。
• 化石燃料の埋蔵量とエネルギー移行の現実的仮定に基づいて、気候目標を達成する可能性を特定すること。

提案手法

• 主に石油、ガス、石炭に注目し、実証済みおよび潜在的化石燃料埋蔵量に基づく将来のCO2排出シナリオの構築。
• 異なる排出経路下での大気中CO2濃度を予測するために炭素サイクルモデルを適用すること。
• 石炭使用、非化石燃料、土地利用排出の制約を組み込み、気候安定化の可能性を評価すること。
• 排出経路と化石燃料の利用意思決定に与える炭素価格の上昇効果をシミュレーションすること。
• シナリオ構築のベースラインとして、エネルギー情報管理局（EIA）の埋蔵量推定値を用いること。
• 早期の石炭段階的廃止と省エネルギー措置を含む、さまざまなエネルギー政策仮定に基づき、2100年までのCO2濃度を予測すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 今世紀のうちに従来の石油生産がピークに達する場合、2100年までに大気中のCO2を450 ppm未満に抑えることができるか？
• RQ2 石炭排出と非化石燃料が、長期的なCO2濃度を決定づける役割を果たすか？
• RQ3 エネルギー効率化と省エネルギー措置は、ピークオイル以降に高炭素代替燃料の開発を遅らせるのにどの程度効果的か？
• RQ4 広大な化石燃料埋蔵量を排出源として利用しないようにするには、どの程度の炭素価格が必要か？
• RQ5 気候制約下で、ピークオイルが、非化石燃料エネルギーシステムへの移行に与える影響は何か？

主な発見

• 石炭を排出する炭素回収装置なしの石炭火力発電所を21世紀半ばまでに段階的に廃止すれば、2100年までに大気中のCO2を450 ppm未満に抑えることができる。
• 450 ppmのCO2目標を達成するには、石炭、非化石燃料、および土地利用からの排出を制限することが不可欠である。
• エネルギー効率化と省エネルギー措置により、従来の石油埋蔵量を延長でき、石炭やその他の非化石燃料からの液体燃料開発への圧力を軽減できる。
• 広大な化石燃料埋蔵量の利用を抑えるために、炭素価格の上昇が不可欠であり、これによりCO2濃度を450 ppmの閾値未満に保てる。
• 実証済みの石油およびガス埋蔵量を保守的に見積もっても、他の化石燃料からの排出を厳密に制御すれば、450 ppmの目標は達成可能である。
• 従来の石油生産のピークは、代替エネルギー経路を責任を持って管理すれば、気候緩和の事実上の政策的トリガーとして機能する可能性がある。