El monitoreo de carbono como parte del monitoreo de gases de efecto invernadero se refiere al seguimiento de cuánto dióxido de carbono o metano se produce por una actividad particular en un momento particular. Por ejemplo, puede referirse al seguimiento de las emisiones de metano de la agricultura o de las emisiones de dióxido de carbono de los cambios en el uso de la tierra , como la deforestación , o de la quema de combustibles fósiles , ya sea en una planta de energía , un automóvil u otro dispositivo. Debido a que el dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero emitido en mayores cantidades, y el metano es un gas de efecto invernadero aún más potente, el monitoreo de las emisiones de carbono se considera crucial para cualquier esfuerzo por reducir las emisiones y, por lo tanto, frenar el cambio climático .
El seguimiento de las emisiones de carbono es clave para el programa de límites máximos y comercio que se utiliza actualmente en Europa, así como en el de California, y será necesario para cualquier programa de este tipo en el futuro, como el Acuerdo de París . La falta de fuentes confiables de datos consistentes sobre las emisiones de carbono es una barrera importante para los esfuerzos por reducir las emisiones. [1]
Las fuentes de dichos datos sobre emisiones incluyen:
Monitoreo de Carbono para la Acción (CARMA) [2] – Una base de datos en línea proporcionada por el Centro para el Desarrollo Global, que incluye las emisiones a nivel de planta de más de 50.000 plantas de energía y 4.000 compañías eléctricas en todo el mundo, así como las emisiones totales de la energía. generación de países, provincias (o estados) y localidades. Las emisiones de carbono provenientes de la generación de energía representan alrededor del 25 por ciento de las emisiones globales de CO 2 . [3]
ETSWAP : un sistema de monitoreo y notificación de emisiones actualmente en uso en el Reino Unido e Irlanda, que permite a las organizaciones relevantes monitorear, verificar y reportar las emisiones de carbono, como lo requiere el EU ETS (Esquema de Comercio de Emisiones de la Unión Europea) . [4]
FMS: sistema utilizado en Alemania para registrar y calcular informes anuales de emisiones para operadores de plantas sujetos al EU ETS . [5]
También se monitorean las emisiones de carbono a escala global (con datos de países, sectores, empresas, actividades, etc).
Varias organizaciones proporcionan actualizaciones anuales del presupuesto de carbono restante, incluido el Proyecto Global de Carbono , el Instituto de Investigación Mercator sobre Bienes Comunes Globales y Cambio Climático (MCC) [8] y el proyecto CONSTRAIN. [9] En marzo de 2022, antes de la publicación formal de la preimpresión "Global Carbon Budget 2021" , [7] los científicos informaron, basándose en datos de Carbon Monitor [10] (CM), que después de la pandemia de COVID-19 se alcanzó un nivel récord. Aunque las emisiones globales de CO 2 disminuyeron en 2020, las emisiones mundiales de CO 2 repuntaron bruscamente un 4,8 % en 2021, lo que indica que, con la trayectoria actual, el presupuesto de carbono para una probabilidad de ⅔ de limitar el calentamiento a 1,5 °C se agotaría en 9,5 años. [11]
En abril de 2022, el Presupuesto Mundial de Carbono 2021 , ahora revisado y publicado oficialmente, concluyó que las emisiones fósiles de CO 2 se recuperaron [12] de los niveles pandémicos en alrededor de un +4,8 % en relación con las emisiones de 2020, volviendo a los niveles de 2019.
Identifica tres cuestiones principales para mejorar la precisión fiable del seguimiento, muestra que China y la India superaron los niveles de 2019 (en un 5,7 % y un 3,2 %), mientras que la UE y EE. UU. se mantuvieron por debajo de los niveles de 2019 (en un 5,3 % y un 4,5 %), cuantifica varios cambios. y tendencias, por primera vez proporciona estimaciones de modelos que están vinculadas a los informes oficiales de inventarios de GEI del país , y sugiere que el presupuesto de carbono restante al 1 de enero de 2022 tiene una probabilidad del 50% de limitar el calentamiento global a 1,5 °C (aunque un (se espera una superación temporal) es de 120 GtC (420 GtCO 2 ), o 11 años de niveles de emisiones de 2021. [7]
Esto no significa que probablemente queden 11 años para reducir las emisiones, pero si las emisiones se mantuvieran igual, en lugar de aumentar como en 2021, quedarían 11 años de emisiones constantes de GEI en el escenario hipotético de que todas las emisiones cesaran repentinamente en el año 12. (La probabilidad del 50% puede describirse como una especie de requisito mínimo plausible de negación, ya que probabilidades más bajas harían que el objetivo de 1,5 °C fuera "improbable".) Además, otros rastreadores muestran (o resaltan) diferentes cantidades de presupuesto de carbono restante, como el MCC, que a mayo de 2022 muestra "quedan 7 años y 1 mes" [8] y diferentes probabilidades tienen diferentes presupuestos de carbono: una probabilidad del 83% significaría que quedan 6,6 ±0,1 años (finalizando en 2028) según datos de CM. [11]
En octubre de 2023, un grupo de investigadores actualizó el presupuesto de carbono, incluido el CO2 emitido en 2020-2022, y nuevos hallazgos sobre el papel de la reducción de la presencia de partículas contaminantes en la atmósfera. [13] Descubrieron que podemos emitir 250 GtCO 2 o 6 años de emisiones al nivel actual a partir de enero de 2023, con un 50% de posibilidades de permanecer por debajo de 1,5 grados. Para alcanzar este objetivo, la humanidad necesitará reducir a cero las emisiones de CO 2 para el año 2034. Para tener un 50% de posibilidades de mantenerse por debajo de los 2 grados, la humanidad puede emitir 1220 GtCO 2 o 30 años de emisiones al nivel actual. [14] [15]Casi todas las regulaciones sobre cambio climático en los EE. UU. tienen estipulaciones para reducir las emisiones de dióxido de carbono y metano por sector económico, por lo que poder monitorear y evaluar con precisión estas emisiones es crucial para poder evaluar el cumplimiento de estas regulaciones. [16] Se ha demostrado que las estimaciones de emisiones a nivel nacional son bastante precisas, pero a nivel estatal todavía hay mucha incertidumbre. [16] Como parte del Acuerdo de París, Estados Unidos se comprometió a "disminuir sus emisiones de GEI entre un 26% y un 28% en relación con los niveles de 2005 para 2025 como parte del Acuerdo de París negociado en la COP21. [17] Para cumplir con estas regulaciones, Es necesario cuantificar las emisiones de sectores fuente específicos [16] Un sector fuente es un sector de la economía que emite un gas de efecto invernadero particular, es decir, las emisiones de metano de la industria del petróleo y el gas, que Estados Unidos se ha comprometido a reducir entre un 40% y un 45%. % en relación con los niveles de 2012 para 2025 [18] como una acción más específica para lograr su contribución al Acuerdo de París.
Actualmente, la mayoría de los gobiernos, incluido el de Estados Unidos, estiman las emisiones de carbono con un enfoque "de abajo hacia arriba", utilizando factores de emisión que dan la tasa de emisiones de carbono por unidad de una determinada actividad, y datos sobre cuánta de esa actividad ha tenido lugar. . [16] Por ejemplo, se puede determinar un factor de emisión para la cantidad de dióxido de carbono emitido por galón de gasolina quemado, y esto se puede combinar con datos sobre las ventas de gasolina para obtener una estimación de las emisiones de carbono de los vehículos ligeros. [19] Otros ejemplos incluyen determinar el número de vacas en varios lugares, o la masa de carbón quemado en las centrales eléctricas , y combinar estos datos con los factores de emisión apropiados para estimar las emisiones de metano o dióxido de carbono. A veces se utilizan métodos "de arriba hacia abajo" para monitorear las emisiones de carbono. Estos implican medir la concentración de un gas de efecto invernadero en la atmósfera y utilizar estas mediciones para determinar la distribución de las emisiones que causaron las concentraciones resultantes. [dieciséis]
La contabilidad por sectores puede resultar complicada cuando existe la posibilidad de una doble contabilización. Por ejemplo, cuando se gasifica carbón para producir gas natural sintético , que luego se mezcla con gas natural y se quema en una central eléctrica alimentada por gas natural, si se contabiliza como parte del sector del gas natural, esta actividad debe restarse del sector del carbón. y agregado al sector del gas natural para ser contabilizado adecuadamente. [dieciséis]
El Sistema de Monitoreo de Carbono (CMS) de la NASA es un programa de investigación climática [20] creado por una orden del Congreso en 2010 que proporciona subvenciones de alrededor de 500.000 dólares al año para investigaciones climáticas que miden las emisiones de dióxido de carbono y metano. [20] Uso de instrumentos en satélites y aviones Los proyectos de investigación financiados por la CMS proporcionan datos a los Estados Unidos y otros países que ayudan a rastrear el progreso de las naciones individuales con respecto a sus acuerdos de reducción de emisiones climáticas de París. Por ejemplo, los proyectos de la CMS midieron las emisiones de carbono derivadas de la deforestación y la degradación forestal . CMS "juntó observaciones de fuentes y sumideros en modelos de alta resolución de los flujos de carbono del planeta". [21] El presupuesto federal de 2019 aseguró específicamente la financiación para CMS, [20] después de que la administración Trump propusiera poner fin a la financiación. [21] [22]
Como parte del régimen de comercio de derechos de emisión de la Unión Europea (EU-ETS), [23] el seguimiento del carbono es necesario para garantizar el cumplimiento del programa de límites máximos y comercio . Este programa de monitoreo de carbono tiene tres componentes principales: mediciones de dióxido de carbono atmosférico, mapas de emisiones de dióxido de carbono de abajo hacia arriba y un sistema operativo de asimilación de datos para sintetizar la información de los dos primeros componentes. [24]
El enfoque de medición atmosférica de arriba hacia abajo implica datos satelitales y mediciones in situ de concentraciones de dióxido de carbono, así como modelos atmosféricos que modelan el transporte atmosférico de dióxido de carbono. Estos tienen una capacidad limitada para determinar las emisiones de dióxido de carbono en escalas espaciales altamente resueltas y, por lo general, no pueden representar escalas más finas que una cuadrícula de 1 km. Los modelos también deben resolver los flujos de dióxido de carbono provenientes de fuentes antropogénicas, como la quema de combustibles fósiles , y de interacciones naturales como los ecosistemas terrestres y el océano. [24] Debido a las complejidades y limitaciones del enfoque de arriba hacia abajo, la UE combina este método con un enfoque de abajo hacia arriba.
Los datos ascendentes actuales se basan en información que los propios emisores informan en el esquema de comercio. Sin embargo, la UE está tratando de mejorar esta fuente de información y ha propuesto planes para mejorar los mapas de emisiones ascendentes, que tendrán una resolución espacial muy mejorada y actualizaciones casi en tiempo real. [24]
También está previsto un sistema de datos operativo para combinar la información recopilada de las dos fuentes antes mencionadas. La UE espera que para la década de 2030 esto esté operativo y permita un programa de monitoreo de carbono altamente sofisticado en toda la Unión Europea. [24]
Los satélites se pueden utilizar para monitorear las concentraciones de dióxido de carbono desde la órbita. [25] La NASA opera actualmente un satélite llamado Observatorio Orbital del Carbono-2 (OCO-2), y Japón opera su propio satélite, el Satélite de Observación de Gases de Efecto Invernadero (GOSAT). [25] Estos satélites pueden proporcionar información valiosa para llenar los vacíos de datos de los inventarios de emisiones. El OCO-2 midió un fuerte flujo de dióxido de carbono sobre Medio Oriente , que no había estado representado en los inventarios de emisiones, lo que indica que se estaban descuidando fuentes importantes en las estimaciones ascendentes de emisiones. [26] Estos satélites tienen actualmente errores de alrededor del 0,5% en sus mediciones, pero los equipos estadounidense y japonés esperan reducir los errores al 0,25%. China lanzó recientemente su propio satélite para monitorear las concentraciones de gases de efecto invernadero en la Tierra, el TanSat, en diciembre de 2016. [27] Actualmente tiene planeada una misión de tres años y tomará lecturas de las concentraciones de dióxido de carbono cada 16 días. [27]
Las contribuciones acumuladas al presupuesto global de carbono desde 1850. El desequilibrio de carbono representa la brecha en nuestra comprensión actual de las fuentes y sumideros. ... Fuente: Friedlingstein et al 2021; Proyecto Global de Carbono 2021