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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 seconda parte del post sono presentate alcune proiezioni climatiche, svolte nell’ambito del Dottorato di Ricerca in Fisica all’Università di Trento, utili per valutare le conseguenze imposte dalle limitazioni geologiche alla futura disponibilità di energia di origine fossile e per stimare la probabilità che un suo esaurimento eviti un cambiamento climatico pericoloso.

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Diversi enti internazionali e compagnie petrolifere hanno proposto stime delle riserve accertate di combustibili fossili (BP, 2009; EIA, 2005-2009; USGS, 2000).
Si tratta di stime (riportata nella figura a fianco in termini di emissioni potenziali di CO₂, assieme con le emissioni storiche cumulate fino alla fine del 2008) che considerano solo i quantitativi realmente accertati (ad eccezione di USGS che include anche parte delle risorse), perché se si considerano i quantitativi presunti le stime diventano assai variabili a seconda delle diverse fonti, a denotare una forte componente di soggettività e quindi inaffidabilità.
Non considerano altresì le risorse non convenzionali, quali sabbie e scisti bituminosi, greggio pesante ecc., già sfruttate o che molto probabilmente lo saranno in futuro.

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Mentre le emissioni cumulate di tutti i combustibili fossili, dall’inizio della rivoluzione industriale, ammontano a circa 335 Gt C a fine 2008, le emissioni potenziali da tutti i combustibili fossili dalle riserve identificate variano da un minimo di 738 ad un massimo di 977 Gt C.
Una domanda importante è quindi in che misura questa quantità di carbonio fossile che potremmo ancora emettere in atmosfera sotto forma di CO₂ sarà utilizzata e se sarà sufficiente a produrre in futuro un cambiamento climatico rilevante.
Per rispondere a questa domanda, siamo partiti dalle proiezioni di andamento dei consumi energetici sviluppate da ricercatori indipendenti (Clugston, 2007; Chefurka, 2007; de Sousa & Mearns, 2008; Nel & Cooper, 2009) e quelle ottenute da noi sulla base delle stime delle riserve accertate sopra descritte. Utilizzando i fattori di conversione per le emissioni di CO₂ da combustibili fossili e applicando il modello del picco di Hubbert ai dati storici di emissione di CO₂ fossile (qui c’è un esempio di applicazione ai dati di produzione delle risorse minerarie), inserendo i valori che abbiamo derivato dalle riserve identificate, si ottengono gli scenari di emissione di CO₂ mostrati dalle due figure in basso.

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Gli scenari di emissione di CO₂ di origine fossile: Conservative e Optimistic scenario di Clugston (2007); WEAP model di Chefurka (2007); 2008 Olduvai assessment di de Sousa & Mearns (2008); ERC model di Nel & Cooper (2009); USGS (2000); EIA (2005-2009) e BP (2009).

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Anche secondo queste proiezioni, il massimo delle emissioni, e di conseguenza il picco globale per i combustibili fossili, è previsto verificarsi entro il 2030. In questi scenari, le emissioni cumulative per il XXI secolo variano tra 449 e 809 Gt C.
Per ottenere le corrispondenti proiezioni climatiche a partire da questi scenari di emissione¹ abbiamo impiegato MAGICC, un modello climatico semplice accoppiato a un modello per il ciclo del carbonio, che viene utilizzato anche dall’IPCC fin dal 1990. Qui sotto mostriamo i risultati per la concentrazione di CO₂ e la temperatura media globale. Oltre alle proiezioni relative ai singoli scenari abbiamo anche calcolato una media d’insieme, e indicato in grigio l’intervallo di incertezza.

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Le proiezioni di concentrazione atmosferica di CO₂ (due figure in alto) e temperatura (due figure in basso) secondo gli scenari: Conservative e Optimistic scenario di Clugston (2007); WEAP model di Chefurka (2007); 2008 Olduvai assessment di de Sousa & Mearns (2008); ERC model di Nel & Cooper (2009); USGS (2000); EIA (2005-2009) e BP (2009). La curva nera mostra la media d’insieme e l’area grigia il livello di confidenza.

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Secondo questi scenari, al suo massimo la concentrazione di CO₂ raggiungerà valori compresi tra 450 e 530 ppm, ed è probabile che il picco si verifichi non prima degli ultimi decenni di questo secolo. La temperatura media globale, invece, è in genere prevista crescere fino ad almeno fine secolo, raggiungendo valori compresi tra +0,9 e +1,6 °C rispetto al livello del 2000 (tra circa +1,7 e +2,4 °C rispetto al preindustriale), con un valore più probabile di +1,2 °C (cioè +2,0 °C rispetto al preindustriale). Tenendo conto dell’incertezza nelle proiezioni, livelli di riscaldamento fino a quasi 3 °C (cioè circa +3,8 °C rispetto al preindustriale) sono tuttavia ancora probabili negli scenari peggiori.
Come già mostrato dagli studi illustrati nella prima parte, le simulazioni effettuate evidenziano che tenendo conto dell’esaurimento dei combustibili fossili, si ottengono proiezioni di cambiamento climatico inferiori rispetto alle proiezioni più pessimistiche dell’IPCC, ma comunque rilevanti.

Utilizzando lo strumento “2 °C Check Tool”, disponibile online tra le informazioni supplementari all’articolo di Meinshausen et al. (2009), abbiamo calcolato la probabilità di eccedere i 2 °C in più rispetto al livello preindustriale nei diversi scenari. Come mostrato nella figura qui sotto, esiste una probabilità compresa tra il 55 e il 90% di eccedere +2 °C. Tuttavia queste percentuali riflettono il riscaldamento dovuto alla CO₂ solamente; perciò includendo il riscaldamento dovuto anche gli altri gas serra, si otterrebbero dei valori sicuramente più alti.
Dunque pur se il picco dei combustibili fossili provocherà un picco delle emissioni di CO₂ nel giro di pochi decenni, è “più improbabile che non” o addirittura “improbabile” che si riuscirà a rimanere sotto la soglia di +2 °C senza politiche aggiuntive di riduzione delle emissioni di gas serra.

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La probabilità di eccedere o di rimanere al di sotto della soglia di +2 °C rispetto al periodo preindustriale in seguito al riscaldamento globale dovuto esclusivamente alla CO₂ secondo gli scenari: Conservative e Optimistic scenario di Clugston (2007); WEAP model di Chefurka (2007); 2008 Olduvai assessment di de Sousa & Mearns (2008); ERC model di Nel & Cooper (2009); USGS (2000); EIA (2005-2009) e BP (2009).

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Ma c’è un’altra indicazione che porta alla medesima conclusione. Infatti dai risultati di queste proiezioni si può stimare che la risposta in termini di massimo riscaldamento alle emissioni totali di CO2 cumulate dall’inizio del periodo industriale al termine del periodo di simulazione, ammonta a circa 1,6 °C per migliaia di miliardi di tonnellate di carbonio (Tt C), in ottimo accordo con quanto ottenuto da due recenti articoli (Allen et al., 2009; Matthews et al., 2009). Ora, siccome le emissioni totali di CO2 cumulate dal periodo preindustriale al 2000 ammontano a poco più di 0,4 Tt C (277 Gt C da combustibili fossili e 147 Gt C da cambiamenti nell’uso del territorio), ciò significa che dal 2000 in poi, per non superare i 2 °C possiamo ancora emettere al massimo altri 0,8 Tt C. Tuttavia, l’incertezza su questo numero è alquanto ampia (da 0,4 a 1,1 Tt C), per cui se vogliamo essere prudenti, dovremmo limitare le future emissioni al limite inferiore di 0,4 Tt C. E questo è tanto più necessario considerando il riscaldamento dovuto ai gas serra diversi dalla CO₂ e che nessuno degli scenari qui considerati prevede emissioni cumulative di CO₂ inferiori a 400 Gt C per il XXI secolo.
È importante ricordare che questi scenari tengono conto quasi esclusivamente delle riserve identificate di combustibili fossili. Dovessero essere sfruttate in futuro anche le risorse convenzionali e non, le emissioni fossili di CO₂ sarebbero sensibilmente più alte, generando valori più elevati di concentrazione di CO₂ e temperatura. Ne segue che queste proiezioni rappresentano molto probabilmente un limite inferiore all’effettivo cambiamento climatico che si verificherà in futuro. Questo rafforza la conclusione che esiste un rischio elevato di arrivare a un livello pericoloso di interferenza antropogenica con il sistema climatico.

Il previsto aumento del prezzo del petrolio, invece che spingere a considerare la convenienza delle rinnovabili, potrebbe essere motivo di esplorazione al largo delle coste (col noto incidente BP che non sembra aver dissuaso il Brasile ad iniziare nuove perforazioni) o addirittura di utilizzo delle mefitiche “tar sands” canadesi.
Il prezzo del petrolio può inoltre salire se i paesi produttori ne consumano frazioni crescenti, riducendo le esportazioni, nel caso i governi post-dittatoriali del Nord Africa e della Penisola Arabica scegliessero di rispondere più alle esigenze di sviluppo, occupazione, benessere dei propri cittadini che a quelle delle imprese straniere.
A maggior ragione, quindi, non possiamo aspettarci che dinamiche spontanee di mercato risolvano per noi il problema.
Infine vanno ricordati anche gli effetti dei processi di retroazione positiva spesso presenti nel sistema climatico e che attualmente i modelli climatici non includono o che non sono ancora in grado di riprodurre con sufficiente affidabilità. Chiaramente questi processi amplificheranno il riscaldamento rispetto a quanto previsto attualmente, per cui le proiezioni ottenute dovrebbero essere considerati plausibilmente un limite inferiore all’aumento di temperatura che effettivamente avrà luogo in futuro.

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Note:
¹ Gli scenari contengono non solo le emissioni di CO₂ di origine fossile, ma sono completati anche con le emissioni di CO₂ da cambiamenti nell’uso del territorio (-1% l’anno) e di molti altri gas serra (tra cui metano, protossido di azoto, CFC, HCFC, PFC) e aerosol di SO2. Le emissioni naturali di questi gas vengono mantenute costanti ai livelli attuali. Quelle antropogeniche, invece, sono assunte variare in modo proporzionale alle emissioni fossili di CO₂, in quanto, pur non dipendendo direttamente dal consumo energetico, le attività umane da cui derivano dipendono comunque dalla disponibilità energetica globale.

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

Tags: ASPO, Hansen, IEA

. Climalteranti on Apr 12th 2011 Categorie: Emissioni, Picco del petrolio, ScenariStampa questo articolo