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L’esaurimento dei combustibili fossili ci salverà dal riscaldamento globale?

La produzione di petrolio e gas naturale ha ormai raggiunto o sta per raggiungere il suo picco e ciò potrebbe avere importanti conseguenze sull’ampiezza del riscaldamento globale futuro. In questa prima parte del post presentiamo lo stato dell’arte delle attuali proiezioni climatiche che tengono conto anche dell’esaurimento dei combustibili fossili.

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Secondo il Quarto Rapporto dell’IPCC la superficie terrestre si è scaldata in media di circa 0,8 °C dal periodo preindustriale, principalmente in seguito all’immissione in atmosfera di gas serra derivanti in gran parte dall’utilizzo estensivo dei combustibili fossili. Le proiezioni climatiche attuali indicano che alla fine del secolo la concentrazione atmosferica del principale gas serra, la CO2, potrebbe sforare le 1000 ppm, e la temperatura globale raggiungere valori compresi tra +1,8 e oltre +4 °C rispetto alla media del periodo 1980-2000. Tuttavia, l’ampiezza di tali cambiamenti dipende fortemente dallo scenario di emissioni da cui le proiezioni vengono ottenute.

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Le proiezioni del Rapporto IPCC 2007 si basano sugli scenari descritti nel Rapporto Speciale sugli Scenari di Emissione (SRES) pubblicato nel 2000 a cura dello stesso IPCC. Per sviluppare tali scenari, gli autori si erano avvalsi a loro volta delle valutazioni disponibili sull’ammontare delle risorse fossili di energia (Rogner, 1997; Gregory & Rogner, 1998). Queste stime includono le riserve di combustibili fossili già identificate; di combustibili convenzionali ancora da scoprire; quelle potenzialmente recuperabili in futuro in seguito a progressi tecnologici; risorse addizionali con un alto grado di incertezza geologica, non estraibili con le attuali tecnologie o con gli sviluppi tecnologici prevedibili a breve o con un ritorno economico sufficiente.

C’è però il sospetto che le stime siano sovrastimate (si veda ASPO-Italia, The Oil Drum) per motivi geopolitici, e che sia i Paesi produttori ed esportatori di petrolio, che le compagnie petrolifere abbiano gonfiato in modo speculativo le stime delle proprie riserve (si veda ad es. Owen et al., 2010).
I dati storici di produzione indicano, infatti, che il picco del petrolio potrebbe essersi già verificato nel corso dello scorso decennio. D’altra parte il petrolio, il gas naturale e il carbone sono risorse naturali finite e quindi il massimo di produzione è inevitabile. Se sia già avvenuto o se avrà luogo nei prossimi anni lo si potrà affermare con certezza solamente tra qualche decennio, quando la tendenza sul lungo termine sarà più chiara. Nel frattempo, la produzione di petrolio convenzionale ha già raggiunto un primo picco nel 2008 e un altro segnale di esaurimento sono i valori di ritorno energetico sull’investimento energetico (EROEI) per l’estrazione dei combustibili fossili stessi in declino da decenni. Come molte agenzie governative, le maggiori case petrolifere ritengono che il picco del petrolio, se non si fosse ancora verificato, avverrà comunque nel prossimo futuro (vedi ad esempio IEA, 2010; BGR, 2009), e quello della produzione totale di combustibili fossili intorno al 2025.

La prospettiva ha implicazioni non trascurabili sull’entità del futuro cambiamento climatico. Infatti, se le riserve sono minori rispetto a quanto preventivato fino a pochi anni fa, le emissioni totali di CO2 di origine fossile sono potenzialmente limitate: potremmo non avere tutto quel petrolio, gas naturale e carbone, che una volta bruciati, sarebbero in grado di aumentare la concentrazione atmosferica di CO2 a livelli così alti come previsto attualmente dall’IPCC (vedi anche questo post precedente sull’argomento).

Laherrère (2001) ha analizzato la questione dal punto di vista qualitativo e Aleklett et al. (2003) da quello economico ed energetico, senza collegarla alle proiezioni climatiche. Altri hanno invece concluso che il riscaldamento globale non raggiungerà un livello pericoloso prima di aver esaurito tutti i combustibili fossili o che la sua entità potrebbe essere accettabile, e da preferire alle conseguenze socio-economiche del non sfruttamento di tutte le riserve.

Più recentemente sono stati pubblicati alcuni tentativi di valutare l’influenza dell’esaurimento dei combustibili fossili sulle proiezioni del cambiamento climatico (Rutledge, 2007; Brecha, 2008; de Sousa & Mearns, 2008; Kharecha & Hansen, 2008; Nel & Cooper, 2009; Zecca & Chiari, 2010). Gli autori hanno sviluppato scenari di emissione partendo da stime più prudenti delle riserve accertate, e hanno ottenuto le corrispondenti proiezioni di concentrazione di CO2 e di temperatura media globale utilizzando un modello per il ciclo del carbonio accoppiato a un modello climatico. Gli scenari sono riassunti nella figura qui sotto (in miliardi di tonnellate di carbonio per anno).

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Scenari di emissione di CO2 di origine fossile che tengono conto dell’esaurimento dei combustibili fossili: Producer Limited e Super-Kyoto di Rutledge (2007); Fossil limit – low e high di Brecha (2008); 2008 Olduvai assessment di de Sousa & Mearns (2008); BAU, Coal Phase-out, Fast Oil Use, Less Oil Reserves e Peak Oil Plateau di Kharecha & Hansen (2008); ERC model di Nel & Cooper (2009).

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In genere, è previsto un picco della produzione globale di combustibili fossili, e quindi delle corrispondenti emissioni di CO2, entro il 2030, ed emissioni cumulative di CO2 nel corso del XXI secolo comprese tra 430 e 1100 Gt C.
Le corrispondenti proiezioni per la concentrazione atmosferica di CO2 e la temperatura media globale (omessa da alcuni scenari) sono mostrate nelle due figure sottostanti.

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Proiezioni di concentrazione atmosferica di CO2 basate su scenari che tengono conto dell’esaurimento dei combustibili fossili: Producer Limited e Super-Kyoto di Rutledge (2007); Fossil limit – low e high di Brecha (2008); 2008 Olduvai assessment di de Sousa & Mearns (2008); BAU, Coal Phase-out, Fast Oil Use, Less Oil Reserves e Peak Oil Plateau di Kharecha & Hansen (2008); ERC model: Bern di Zecca & Chiari, 2010.

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Le proiezioni di variazione di temperatura globale rispetto al 2000 basate su scenari che tengono conto dell’esaurimento dei combustibili fossili: Producer Limited e Super-Kyoto di Rutledge (2007); Fossil limit – low e high di Brecha (2008); 2008 Olduvai assessment di de Sousa & Mearns (2008).

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Se si escludono gli scenari di Kharecha & Hansen (2008) sviluppati appositamente con lo scopo di limitare la CO2 al di sotto di 450 ppm, la concentrazione di CO2 arriva a circa 450-550 ppm nel 2100 e la temperatura globale si attesta tra +1,4 e +2,3 °C rispetto al 2000 (ovvero tra circa +2,2 e +3,1 °C rispetto al periodo preindustriale). I valori ottenuti sono dunque quelli bassi dell’IPCC, ma più che sufficienti per produrre una pericolosa interferenza antropogenica con il sistema climatico (+1 °C rispetto al 2000 o 450 ppm di CO2 equivalente, come da definizione dell’UNFCCC).

Di conseguenza, in assenza di azioni di mitigazione, come la deliberata riduzione delle emissioni di gas serra, l’esaurimento dei soli combustibili fossili non sarà in grado di salvarci dagli effetti di un livello pericoloso di riscaldamento globale.
A sostegno di queste conclusioni, nella seconda parte di questo post descriveremo proiezioni più recenti basate su dati più completi e recenti sulle riserve.

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Testo di Luca Chiari e Antonio Zecca, con il contributo di Paolo Gabrielli, Valentino Piana e Sylvie Coyaud.

19 responses so far

19 Responses to “L’esaurimento dei combustibili fossili ci salverà dal riscaldamento globale?”

  1. Antonello Pasinion Apr 1st 2011 at 11:36

    Sarei curioso di sapere se e come, in queste analisi, viene contemplata la possibilità di un boom del consumo di carbone, cui si potrebbe far ricorso massicciamente (e le cui riserve sono molto consistenti) in caso di transizione non smooth a fonti alternative.
    Temo che questo fattore debba essere un elemento di rischio da considerare e possa, ahimé, fornire uno scenario ben peggiore di quelli qui delineati.
    Grazie
    Antonello Pasini

  2. Paoloon Apr 1st 2011 at 20:49

    ma se le temperature globali non crescono da 10 anni nonostante che la CO2 continui ad aumentare…
    http://www.meteogiornale.it/attachments/images/news/maxi/20103_1_1.gif
    http://www.meteogiornale.it/attachments/images/news/maxi/20103_1_2.gif
    si mischia troppo la climatologia con la politica..

  3. Valeon Apr 1st 2011 at 20:56

    stiamo raggiungendo il picco e le temperature globali non aumentano da una decina di anni..
    i conti non tornano..

  4. stephon Apr 1st 2011 at 21:48

    @Paolo & Vale
    Tornano eccome, i conti. Basta saper contare.
    Primo: nessuno ha mai detto che ci sia una relazione lineare fra aumento della CO2 e aumento termico, occorre tenere in considerazione alche altro. Sul trend di fondo altri forcing radiativi (altri GHGs, aerosol, land use,…). Su quello spurio di breve periodo, vedi sotto.

    Secondo: esiste la variabilità naturale interna, libera e stocastica. Lo sapevate? Sul breve è impossibile separare questo rumore di fondo dal trend. Per farlo, occorrerebbe come minimo rimuovere perlomeno il ruolo dell’ENSO (prima sorgente di variabilità interannuale). In ogni caso, 10 anni sono pochi per dire qualcosa di significativo su un trend climatico. Persino in condizioni di riscaldamento antropico o di altra origine forzante esterna al sistema – con un contributo alla crescita termica di circa 0.2 gradi C nel periodo suddetto – un periodo di stasi o persino di raffreddamento su una finestra temporale così breve non è nulla di eccezionale e nemmeno di nuovo, essendo già successo più volte. Infatti la variabilità naturale di corto periodo oscilla con una magnitudine identica di circa 0.2 gradi, compensando così – sul breve – gli effetti antropogenici (o di altra forzante esterna). Naturalmente il trend di riscaldamento continua, mentre la variabilità naturale fluttua irregolarmente su e giù, così che, se si estende la finestra temporale, il trend si manifesta in tutta la sua chiarezza e la variabilità si stempera.
    http://tamino.files.wordpress.com/2011/01/all5raw.jpg
    http://4.bp.blogspot.com/-9t8f75EdlRw/TZEYyGV7XfI/AAAAAAAABbY/Rt9YJhvSuF4/s1600/trends2010.jpg

  5. Stefano Caserinion Apr 1st 2011 at 21:49

    @ Antonello
    Non penso sia molto importante la traettoria con cui crescono le emissioni, se si utilizza primo o dopo il carbone, come anche altri combustibili fossili. Conta quanto se ne usa, la cumulata; sul lungo periodo il riscaldamento globale alla fine è proporzionale alla cumulata delle emissioni
    http://www.cccma.ec.gc.ca/papers/ngillett/PDFS/nature08047.pdf
    Ma di questo, e anche di quanto ce ne è sottoterra disponibile e conveniente da usare, che forse è il vero punto incerto, parlerà proprio la seconda parte.

    @ Paolo
    Il suo commento sarebbe stato da cancellare perché conteneva due violazioni (fuori tema e 2 link) alla netiquette (la trova in fondo qui http://www.climalteranti.it/info/). Per questa volta è stato lasciato, giusto per segnalare che i grafici che ha linkato sono affetti da gravi errori, alcuni dei quali proprio basilari, come il non considerare i diversi periodi di riferimento delle serie storiche delle temperature prodotte da diversi centri di ricerca (qui http://tamino.wordpress.com/2010/12/16/comparing-temperature-data-sets/ è spiegato come si possono confrontare correttamente i dati).
    Sul fatto che le temperature siano “ferme da 10 anni”, abbiamo già discusso, mostrando che non è proprio cosi’. Il dibattito su questi temi in questo post non sarà comunque accettato.
    Prima o poi ci ritorneremo, per ora trova una valida spiegazione nelle valide FAQ di Skeptical Science http://www.skepticalscience.com/Has-Global-Warming-Stopped.html

  6. homoereticuson Apr 2nd 2011 at 09:18

    Una riflessione che si collega anche alla nota di Pasini.
    E’ vero, vi è la prospettiva agghiacciante e tutt’altro che improbabile di un massccio ricorso al carbone.
    Ma non bisogna dimenticare che un progressivo esaurimento del petrolio (almeno di quello a buon mercato) potrebbe avere effetti imprevedibili e potenzialmente devastanti sull’attuale assetto economico.
    Mi spiego: col carbone potremo produrre l’eletticità, ma oggi il mondo e le merci si spostano col petrolio e i suoi derivati. Tutto il nostro modo di produrre, consumare e devastare l’ambiente è connesso ad un prezzo della benzina tutto sommato conveniente … la villetta in collina vista capannoni sulla pianura la compero perchè so che potrò e dovrò poi dipendere dall’auto privata in tutto e per tutto.
    Ora in una prospettiva di prezzi crescenti dei carburanti, prima che il sistema riesca a reagire, potremmo vederne delle belle… chissà magari potrebbe tornare perfino conveniente tornare a bere il nostro latte padano invece di comprare quello fatto in Vietnam. Potrebbe fare piacere anche ad un famoso frequentatore di questo blog!

  7. oca sapienson Apr 2nd 2011 at 18:55

    @Antonello
    Se non conti le guerre per il petrolio, rispetto alle altre fonti di energia il carbone uccide molto di più e lo scenario è già così tremendo che due mesi fa il governo cinese ha cercato di fa levitare artificialmente il prezzo.

    @paolo e vale
    Tutti i termometri danno il decennio scorso come il più caldo da un secolo e mezzo. Forse il vostro si è rotto nel 2001?

    @homoereticus
    Sono un po’ meno pessimista, ho letto sull’Economist che le importazioni di petrolio della UE continuano a calare. Per la crisi, il passaggio al gas e alle rinnovabili, certo, ma anche per l’efficienza energetica delle auto che ha ripreso ad aumentare nel 2003.
    (Il frequentatore dice di lavorare per un allevamento di suini.)

  8. Riccardo Reitanoon Apr 3rd 2011 at 09:58

    E’ vero, come dice homoereticus, che la pressione sul carbone, sabbie bituminose e quant’altro potrebbe aumentare a causa della scarsità di petrolio. Questo è un motivo in più per non pensare che il picco del petrolio possa evitarci un eccessivo riscaldamento globale.
    La soluzione ad entrambi i problemi non può quindi non passare anche dalla revisione di come utilizziamo l’energia, non solo di come la produciamo. Cercare di produrre la stessa quantità di energia con tecnologia rinnovabile a me sembra fallimentare; non a caso i fautori del far nulla hanno vita facile a mostrare quanto sia difficile se non irrealistico farlo.
    E’ quindi chiaro che bisogna consumare meno e meglio; bisogna dare un valore, non solo economico, molto maggiore alle risorse. L’insostenibile business as usual non riguarda solo la tecnologia di produzione dell’energia ma più in generale il suo utilizzo.

  9. claudio della volpeon Apr 3rd 2011 at 13:38

    qualche dato tecnico qui su tar sands:
    http://www.theoildrum.com/node/3839

  10. Gianfrancoon Apr 4th 2011 at 10:26

    Grazie per aver ricordato anche le tar sands, un combustibile fossile piuttosto abbondante il cui sfruttamento intensivo avrebbe conseguenze devastanti.
    Credo siano necessarie una volontà politica chiara e azioni incisive per smettere di usare i combustibili fossili e lasciarli dove sono.

  11. Gianfrancoon Apr 4th 2011 at 16:46

    Il giornalista di Repubblica Mario Pirani ripete spesso – anche oggi a pagina 24 dell’edizione cartacea – che lo “shale gas” è, secondo lui, un ottimo sostituto del metano che potrà coprire il fabbisogno USA ancora a lungo. Lo dice in polemica con chi sostiene che “non è possibile rinunciare all’atomo”, però qualcuno mi spiega per favore come fa questo “shale gas” a essere un combustibile migliore delle tar sands?
    Più ci penso più mi convinco che voler sfruttare a oltranza i combustibili fossili fino all’ultima goccia sia una strategia suicida per l’ambiente in generale, non solo per l’AGW.

  12. Telegraph Coveon Apr 5th 2011 at 01:46

    Il problema dell’uso dei combustibili fossili è ormai squisitamente politico; ci sarebbero ormai tutte le condizioni per un passaggio hard / soft alle fonti di energia pulite (ivi compresa una maggiore efficenza energetica e un ripensamento della nostra società dei consumi) qualcuno deve prendere questa decisione.

    Pro = scienziati del clima, gruppi ambientalisti, una parte della popolazione mondiale

    Contro = potenti lobbies energetiche, poteri forti, una parte della popolazione mondiale

    Nel mezzo = una gran parte della popolazione mondiale e dei governi che non sanno bene in che direzione andare.

    Molto sinteticamente due sono gli scenari:

    a) spremere al massimo le risorse ORA a beneficio di chi ne puo’ trarre vantaggi (non ci sono solo le lobbies, una buona parte della popolazione dei paesi sviluppati sta beneficiando di questa opzione) e poi tra 30/50 anni o più chi vivrà vedrà;

    b) cominciare ORA a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili a costo di qualche sacrificio collettivo o individuale.

    Le popolazioni umane hanno quasi sempre scelto le opzioni del tipo a) “vantaggi ora rischi+svantaggi ai posteri” (le centrali giapponesi lo dimostrano ancora una volta) perchè in questo caso dovrebbero decidere diversamente ?

    Perchè tra 40/50 forse (sicuramente) ci sarà un peggioramento delle condizioni di vita ?
    E quindi al cinese che vuole il suo posto al sole cosa diciamo ?

    Le uniche scelte accettabili sono quelle Kyoto style – tante parole, tutti contenti (tranne gli scienziati del clima) ma pochi fatti concreti. Tutti politici sono d’accordo a parole:
    l’ambiente al primo posto … ma poi che fanno chiudono le centrali a carbone ?
    No, al massimo costruiscono giardinetti !

  13. Antonello Pasinion Apr 11th 2011 at 12:33

    Segnalo questo articolo di Magrini sul Sole 24 ore di oggi:
    http://www.stampa.cnr.it/RassegnaStampa/11-04/110411/YXJ2W.tif
    “Il carbone cresce più del solare e il tempo stringe”

  14. Valeon Apr 23rd 2011 at 13:43

    il sistema climatico e’ complesso..non ci sono certezze..
    http://jonova.s3.amazonaws.com/translations/italian/skeptic-handbook-italian.pdf

  15. claudio della volpeon Apr 23rd 2011 at 17:34

    Vale il sistema climatico è complesso ma le certezze ci sono; dato che segnali un testo dubitazionista ti segnalo un documento di risposta a quel testo di una Università australiana:

    http://www.skepticalscience.com/docs/ScientificGuideSkepticsA5.pdf

    buona lettura

  16. Riccardo Reitanoon Apr 23rd 2011 at 18:36

    Vale
    non credi sia il caso di fare più attenzione alle fonti? Basta che dica che ciò che ritieni opportuno e non importa se è affidabile o meno?

  17. Paolo C.on Apr 24th 2011 at 11:53

    @Vale
    L’autrice di quel libello, ampiamente sbufalato, è Joanne Nova, un’australiana: considerando gli eventi climatici estremi che stanno flagellando il suo Paese (e non solo, purtroppo) negli ultimi anni, non so come possa costei – e gli altri neghisti – guardarsi allo specchio serenamente.

  18. […] Quali sono invece le implicazioni della teoria del cigno nero relativamente agli sviluppi futuri del riscaldamento globale antropogenico? In questo caso sembra che la teoria di Taleb trovi il terreno di applicazione più fertile.  L’evoluzione del riscaldamento globale di natura antropogenica è infatti controllata da fattori socio-economici, guidati a loro volta dall’oggetto più imprevedibile del pianeta (e forse dell’universo) ovvero la mente umana. L’IPCC si sarebbe parzialmente cautelata di fronte a tali incertezze evitando una previsione climatica da qui al 2100, ma descrivendo invece vari scenari controllati dalla maggior o minor decarbonizzazione della nostra economia. […]

  19. […] l’ampiezza del riscaldamento globale (si vedano i due precedenti post su questo argomento qui e qui)  e quindi la velocità di crescita del livello del […]