[논문 리뷰] The safe operating space for greenhouse gas emissions

Steffen E. Petersen, Morten Ryberg외 1명|arXiv (Cornell University)|2022. 08. 31.

Environmental Impact and Sustainability인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 기후 변화에 대한 행 星 경계를 삶의 주기 평가에서 사용할 수 있는 최대 연간 CO2-등가 배출로 번역하는 두 가지 방법을 제안한다. 이를 통해 제품 및 서비스가 안전한 운영 공간 내에 있는지 평가할 수 있다. 기후 영향 감축 경로에 대한 정량적 기준을 설정하며, 주요 결과로는 다양한 가정 하에 21세기 나머지 기간 동안 최대 허용 배출량이 1,200–1,400 GtCO2-eq임을 나타낸다.

ABSTRACT

The Planetary Boundary for Climate Change has been surpassed, and humanity must therefore decide on a pathway back to the safe operating space below the Planetary boundaries to minimise the risk of deleterious or even catastrophic environmental change at continental to global scales. However, the control variables used in the concept do not link to current indicators quantified in life-cycle assessments. Translating the Planetary Boundaries into maximum scores for life-cycle assessment indicators is therefore necessary to enable the assessment of whether life-cycle environmental impacts of e.g. products and services respect the Planetary Boundaries. This paper investigates two different approaches for translating the Planetary Boundary for Climate Change into estimations of maximum emission of greenhouse gasses expressed as annual emissions of CO2-equivalents, a commonly used Climate Change indicator in life-cycle assessments. The estimations may serve as an end goal benchmark for the life-cycle environmental impact of products and services in proposed pathways and roadmaps for the regeneration back to the Planetary Boundary for Climate Change.

연구 동기 및 목표

• 기후 변화 경계를 실천 가능한 배출 한도로 번역함으로써 행 星 경계와 삶의 주기 평가 사이의 격차를 메우기 위해.
• 제품 및 서비스의 기준으로 사용할 수 있는 최대 허용 연간 CO2-등가 배출량을 제공하기 위해.
• 기후 시스템을 안전한 운영 한계 내에서 복원하는 복원 경로의 개발을 지원하기 위해.
• 행 星 경계를 환경 영향 평가 및 지속 가능성 로드맵에 실질적으로 적용할 수 있도록 하기 위해.

제안 방법

• 기후 변화에 대한 원래의 행 星 경계 기준치(1.5°C의 전 지구 평균 기온 상승)를 기준점으로 사용한다.
• 탄소 순환 및 기후 시스템 모델을 적용하여 1.5°C 이하 상승을 유지하는 데 적합한 누적 CO2 배출량을 추정한다.
• 남은 탄소 예산을 21세기 나머지 기간 동안 분배하여 최대 허용 배출량을 계산한다.
• 두 가지 시나리오를 고려한다: 즉각적이고 엄격한 감축 조치를 취하는 경우와 초기에 행동이 지연되고 근래에 배출량이 높아지는 경우.
• 도출된 탄소 예산을 삶의 주기 평가 지표에 사용할 수 있는 연간 배출 한도로 번역한다.
• 기존의 기후 모델링 및 탄소 예산 추정치와 비교하여 결과의 과학적 일관성을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 기후 변화에 대한 행 星 경계 내에서 머무르기 위한 최대 허용 연간 CO2-등가 배출률은 무엇인가?
• RQ2 기후 변화에 대한 행 星 경계는 삶의 주기 평가 지표에 대한 정량적 기준으로 어떻게 번역될 수 있는가?
• RQ3 감축 시기와 강도의 다양한 시나리오가 최대 허용 배출량에 미치는 영향는 무엇인가?
• RQ4 이러한 배출 한도는 지속 가능한 제품 및 서비스 개발의 기준으로 어떻게 활용될 수 있는가?
• RQ5 탄소 순환 피드백 및 기후 민감도에 대한 다양한 가정을 적용할 경우 배출 기준치에 어떤 차이가 있는가?

주요 결과

• 기후 변화에 대한 1.5°C 행 星 경계 내에서 머무르기 위한 최대 누적 CO2 배출량은 21세기 나머지 기간 동안 약 1,200–1,400 GtCO2-eq로 추정된다.
• 즉각적이고 엄격한 감축 시나리오에서는 최대 연간 배출량이 약 10–12 GtCO2-eq/년이다.
• 행동이 지연될 경우 최대 연간 배출량은 15–18 GtCO2-eq/년으로 증가하여 기후 안정화를 위한 창이 좁아짐을 반영한다.
• 이 결과는 제품 및 서비스가 안전한 운영 공간 내에 머무는지 평가하기 위한 과학적으로 타당한 기준을 제공한다.
• 본 연구는 행 星 경계를 배출 한도로 번역하는 것이 가능하며, 지속 가능성 의사결정에 행 星 경계를 통합하기 위해 필수적임을 입증한다.
• 제안된 기준은 기후 시스템을 안전한 상태로 복원하는 데 목적이 있는 복원 경로 및 로드맵 설계를 지원한다.