[論文レビュー] The safe operating space for greenhouse gas emissions

Steffen E. Petersen, Morten Ryberg+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 31, 2022

Environmental Impact and Sustainability被引用数 8

ひとこと要約

本稿では、気候変動のための惑星境界を、ライフサイクルアセスメントに使用する最大年間CO2当量排出量に翻訳する2つの手法を提案している。これにより、製品やサービスが安全な運用空間内に位置するか評価可能になる。気候影響低減経路の定量的ベンチマークを設定し、主な結果として、異なる仮定のもとで、21世紀の残りの期間にわたる最大許容排出量が1,200–1,400 GtCO2-eqであると示している。

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.

研究の動機と目的

• 気候変動のための惑星境界とライフサイクルアセスメントの間のギャップを埋めるために、気候変動境界を実行可能な排出制限に翻訳すること。
• 製品やサービスのベンチマークとしての最大許容年間CO2当量排出量を提供すること。
• 気候システムを安全な運用限界内に回復させる再生経路の開発を支援すること。
• 惑星境界を環境影響アセスメントおよび持続可能性ロードマップにおける実践的応用に可能にする。

提案手法

• 気候変動のための元の惑星境界閾値（1.5°Cの全球平均気温上昇）を基準点として使用する。
• 炭素サイクルおよび気候システムモデルを適用し、1.5°C上昇を下回る状態を維持するにあたり、累積CO2排出量を推定する。
• 残りの世紀にわたる炭素予算を分配することによって、許容可能な最大排出量を計算する。
• 2つのシナリオを検討する：1つは即時の厳格な緩和を想定し、もう1つは遅れのある行動と短期的な排出増加を想定する。
• 得られた炭素予算を、ライフサイクルアセスメント指標に使用する年間排出制限に翻訳する。
• 科学的整合性を確保するため、結果を既存の気候モデリングおよび炭素予算推定値と照合して検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 1.5°Cの惑星境界内にとどまるにあたり、許容可能な最大年間CO2当量排出率は何か？
• RQ2 気候変動のための惑星境界を、ライフサイクルアセスメント指標の定量的制限にどのように翻訳できるか？
• RQ3 緩和のタイミングと強度の異なるシナリオが、許容可能な最大排出量に与える影響は何か？
• RQ4 これらの排出制限が、持続可能な製品およびサービス開発のベンチマークとしてどのように機能するか？
• RQ5 炭素サイクルフィードバックおよび気候感受性に関する異なる仮定を適用した場合の排出閾値の違いは何か？

主な発見

• 1.5°Cの惑星境界内にとどまるために許容される累積CO2排出量の最大値は、21世紀の残りの期間にわたって1,200–1,400 GtCO2-eqと推定される。
• 即時の厳格な緩和を想定したシナリオでは、最大年間排出量は約10–12 GtCO2-eq/年である。
• 緩和が遅れるシナリオでは、最大年間排出量は15–18 GtCO2-eq/年に上昇し、気候安定化のための期間が狭まることを反映している。
• 結果は、ライフサイクルアセスメントにおいて製品やサービスが安全な運用空間内にとどまるかを評価する科学的根拠に基づくベンチマークを提供する。
• 本研究は、惑星境界を排出制限に翻訳することが可能であり、かつ持続可能性意思決定への統合に不可欠であることを示している。
• 提案されたベンチマークは、気候システムを安全な状態に回復させる目的の再生経路およびロードマップの設計を支援する。