Menu - Upper Menu

Languages:
AlbanianBulgarianCatalanCroatianCzechDanishDutchEnglishEstonianFrenchFinnishGalicianGermanGreekHungarianItalianLatvianLithuanianMacedonianMaltesePolishPortugueseRomanianRussianSerbianSlovakSloveneSpanishSwedishTurkishUkrainian
Home » Issue 20 » Czy zmiana klimatu zapowiada się na gorsze ? Wprowadzenie do klinów stabilizacyjnych

Czy zmiana klimatu zapowiada się na gorsze ? Wprowadzenie do klinów stabilizacyjnych

Tłumaczenie Paweł Trojak

image
Zdjęcia dzięki uprzejmości Kellermeister / pixelio.de

Jak możemy poradzić sobie ze zmianą klimatu? Używając istniejących już czynności i działalności – jak Dudley Shallcross i Tim Harrison wyjaśniają.

Podczas nauczania o zmianie klimatu, studenci i społeczeństwo mogą łatwo się zniechęcić: gdy globalna katastrofa jest nieuchronna, po co nawet dyskutować o jej zapobiegnięciu ? Lecz nie powinni wątpić: istnieją sposoby by rozprawić się z jednym z najważniejszych czynników wchodzących w skład zmiany klimatu: dwutlenkiem węgla (CO2). W tym artykule, zbliżamy się do idei dwóch przodujących badaczy klimatu (Pacala & Socolow, 2004; Socolow & Pacala, 2006) o stabilizacji emisji dwutlenku węgla używając technologii już istniejących. Oferujemy zatem parę pomysłów jak użyć tego tematu w szkole.

Wyzwanie

Wykres (poniżej) pokazuje jak emisje dwutlenku węgla zwiększyły się przez ostatnie 50 lat i jakie zmiany są prognozowane (oparto w większości na zmianach w populacji) na następne 50 lat. Emisje dwutlenku węgla są obliczane jako nagromadzenie węgla który jest emitowany jako CO2. Jeśli nie zareagujemy do 2055, przewiduje się, ze globalne roczne emisje węgla podwoją się do 14 giga ton węgla (GtC; 1 Gt = 109 t).

To da poziom dwutlenku węgla w atmosferze trzy razy wyższy niż ten obserwowany przed Rewolucją Przemysłową. Nasza planeta nie miała tak wysokiego poziomu (ok. 850 ppm (części na milion)) od 30 milionów lat, i przewiduje się, że to spowoduje wzrost w średniej temperaturze powierzchni Ziemi od 1 do 5 ° C.

Czy to jest nieuniknione? Pascala i Socolow przypuszczają, że nie. Sugerują, ze powinniśmy utrzymać emisje dwutlenku węgla na ich obecnych poziomach 7 GtC rocznie a ponieważ żadna z metod tego nie osiągnie, obmyślili ideę klinów stabilizacyjnych.

image
Wykres 1: Historyczne, obecne i przewidywane poziomy emisji węgla (wzorzec utworzony w 2005). Kliknij na obrazek aby powiększyć
Obrazek zaadoptowano z pracy Pascala i Socolow
image
Wykres 2: Jak kliny stabilizacyjne mogłyby utrzymać emisje węgla na obecnym poziomie. Kliknij na obrazek aby powiększyć
Obrazek zaadoptowano z pracy Pascala i Socolow

Klin reprezentuje działanie lub technologię która redukuje emisje węgla do atmosfery; redukcja zaczyna się od dnia zero, aż do okresu za 50 lat, to stanowi redukcje w przewidywalnych emisjach 1 GtC rocznie (Wykres 2).

Ponad 50 lat, całkowita liczba jednego klinu jest więc redukcją w przewidywalnych emisjach 25 GtC. Kombinacja siedmiu klinów osiągnęłaby cel Pascala i Socolow: roczne emisje 7 GtC w 2055 niż raczej przewidywane 14 GtC.

Ponieważ model zakłada rok początkowy jako 2005, jest obecnie mniej niż 50 lat by osiągnąć redukcje, ale koncepcje są nadal aktualne.

Jak możemy uratować klin?

  1. Więcej wydajnych aut. Przewiduje się że w 2055, będzie 2 miliardy (2 x 109) aut w użyciu, czterokrotnie więcej niż dziś. Jeśli ich roczny przebieg wynosi 16 000 km (na dzień dzisiejszy) ale spalają 4.7 l na 100 km paliwa zamiast 9.41 l na 100 km (obecna wartość), to zaoszczędziłoby jeden klin węgla.
image
Zdjęcia dzięki uprzejmości sassi / pixelio.de
image
Obrazek dzięki uprzejmości Wendell; źródło obrazka: Flickr
  1. Zredukowanie użycia samochodów: do 2055, przyjmując 2 miliardy aut i żadnej poprawy w ich wydajności, jeden klin mógłby zostać zachowany gdyby odległość przemierzana rocznie była zmniejszona o połowę, z 16 000 km to 8000 km.

Obie te opcje zaoszczędziłyby więcej niż jeden klin gdyby liczba aut w użyciu do 2055 została przewidziana. Na przykład, większe użycie telekomunikacji (takiej jak konferencja sieciowa i praca w domu) oraz transport publiczny zredukowałyby liczbę potrzebnych aut.

  1. Więcej wydajnych budynków: większe oszczędności. Na przykład, ogólnoświatowa zamiana żarówek lampami energooszczędnymi oszczędziłaby ¼ klinu. Nawet większe oszczędności są możliwe przy ogrzewaniu i chłodzeniu. By oszczędzić cały klin, musielibyśmy zredukować emisje węgla z budynków o 25%.
image
Zdjęcia dzięki uprzejmości designritter / pixelio.de
image
Zdjęcia dzięki uprzejmości Timo Newton-Syms; image source: Flickr
  1. Poprawiona efektywność elektrowni: napędzane węglem elektrownie obecnie są wydajne w około 32% i są odpowiedzialne za około 25% emisji węgla. Poprawienie wydajności elektrowni do 60%, np.: ogniwami paliwowymi lub lepszymi turbinami, oszczędziłoby połowę kinu gdyby ilość opartej na węglu elektryczności pozostała niezmieniona.

  1. Dekarbonizacja elektryczności i paliw: na przykład, na jednostkę elektryczności, emisje węgla z fabryk napędzanych gazem ziemnym odpowiadają połowie tych zasilanych węglem. Jeden klin mógłby być zachowany gdyby, do 2055, 1400 GW które jest obecnie produkowane z węgla, byłyby produkowane z gazu.

  2. Zwiększone użycie odnawialnych, niekopalnych źródeł energii włączając rozszczepienie jądrowe, energię elektryczną uzyskiwaną z wiatru, fotowoltaiczną oraz biopaliwa.

  • Klin energii elektrycznej pozyskiwanej z wiatru wymaga farmy wiatrowej o łącznej powierzchni obszaru wielkości Niemiec.

  • Klin elektryczności fotowoltaicznej potrzebowałby szeregu fotowoltaicznych płyt o łącznej powierzchni około 12 razy większej od miasta stołecznego Londyn w Wielkiej Brytanii.

  • Jeden klin z pierwszej generacji biopaliw wymagałby obsadzenia obszaru wielkości Indii uprawami biopaliwowymi.

Wszystkie te opcje są oparte na obecnych technologiach, i dlatego więc niektóre z nich mogą zapewniać nawet większe oszczędności wraz z rozwojem technologii. Istnieją również opcje ochrony dla klinów oszczędności które nie wymagają nowoczesnej technologii:

image
Zdjęcia dzięki uprzejmości Paul-Georg Meister / pixelio.de

  1. Wylesianie: eliminacja wykarczowania pierwotnego lasu tropikalnego przez następne 50 lat zaoszczędziłaby pół klina. Dalsze pół mogłoby być zaoszczędzone gdyby 250 milionów hektarów strefy równikowej zostało ponownie zalesione, lub 400 milionów hektarów strefy umiarkowanej (obecnie obszary lasów tropikalnych i tych w strefie umiarkowanej mają odpowiednio 1500 i 700 milionów hektarów) przez 50 lat.

  2. Zarządzanie glebą: przeistoczenie lasu lub naturalnej łąki w ziemię uprawną spulchnia glebę poprzez coroczną uprawę ziemi, zwiększenie szybkości rozkładu zasobu węgla i uwolnienie go z powrotem do atmosfery. Sądzi się, ze historycznie, 55 GtC (warte dwa kliny) zostały uwolnione w ten sposób. Obecnie, z całości 1600 milionów hektarów ziemi uprawnej na całym świecie, tylko 110 milionów hektarów zostaje poddanych ochronnej uprawie ziemi, przez co gleba nie jest niszczona. Przykłady ochronnej uprawy ziemi obejmują kontrole erozji gleby, sadzenie roślin strączkowych, i sadzenie ziaren bez orania. Ochronna uprawa ziemi wszystkich ziem uprawnych zaoszczędziłaby od polowy do jednego klina.
  3. Więcej wegetarianizmu a więc zredukowanie poziomów ferm mięsnych zredukowałoby również emisje węgla (i metanu).

Zajęcia klasowe

Emisje dwutlenku węgla i środki podjęte w celu zmniejszenia ich dotkną bardziej młodych niż ich nauczycieli czy autorów, tak wiec jest to ważny temat dla szkół. Mógłby być wykorzystany przez wiele osób, grup lub podczas zajęć klasowych.

  • Wybierz akcję związaną z oszczędzaniem węgla lub technologie i dla jednego i drugiego przygotuj plakat lub prezentacje by wyjaśnić reszcie klasy jak to działa i jak mogłoby zmniejszyć węgiel atmosferyczny.

  • Rozpatrz jak mógłbyś zachować siedem niezbędnych klinów. Których rozwiązań byś użył ? Jakie konsekwencje przyniosłyby ludziom ?

  • Gdyby tylko trzy akcje lub technologie związane z oszczędzaniem węgla mogły być zastosowane, które byś wybrał i dlaczego ?

  • Jedną z metod redukujących węgiel mogłoby być wprowadzenie zakazu prowadzenie aut przez osoby poniżej 24 roku życia. Przedyskutuj wady i zalety.

  • Określ wpływy na ekosystemy jakiejkolwiek technologii oszczędzającej węgiel.

  • Które oszczędzające węgiel rozwiązania mogłyby być wprowadzone w szkole i w domu? Zbadaj koszty zasilania twojej szkoły rożnymi metodami (np. energią elektryczną, butanem, propanem i olejem opalowym) oraz oszczędności poczynione poprzez metody alternatywnej energii zastosowane przez twoja szkołę.

  • Czy od obywateli wszystkich krajów powinno być w równym stopniu wymagane oszczędzanie węgla ? Czy kraje rozwinięte i te rozwijające się powinny być traktowane rożnie ?

  • Co sadzisz o pomyśle klinów stabilizacyjnych ? Czy są one wystarczające by wesprzeć utrzymanie emisji dwutlenku węgla na obecnym poziomie do roku 2055 czy musimy je zredukować jeszcze bardziej ? Czy to jest wykonalne ? Jeśli tak to w jaki sposób ?

  • Napisz esej na 250 slow do twoich dziadków, wyjaśniając dlaczego redukcja węgla jest konieczna i co mogliby zrobić w tej sprawie.

Referencje

Pacala S, Socolow R (2004) Stabilization wedges: solving the climate problem for the next 50 years with current technologies. Science 305(5686): 968-972. doi: 10.1126/science.1100103

Socolow RH, Pacala SW (2006) A plan to keep carbon in check. Scientific American September 2006: 28-35. www.scientificamerican.com/article.cfm?id=a-plan-to-keep-carbon-in

Zasoby w Internecie

w1 – Dalsze szczegóły na temat pracy Stephen Pascala i Robert Socolow, zobacz na stronie internetowej Inicjatywy Na Rzecz Łagodzenia Skutków Eksploatacji Węgla Uniwersytetu Princeton (Princeton University), USA: http://cmi.princeton.edu

W szczególności, darmowe gry planszowe, i materiały wspomagające można pobrać tutaj: http://cmi.princeton.edu/wedges

Zasoby

Strona internetowa Scientific American oferuje pokaz slajdów na temat: „10 Największych Na Świecie Projektów Energii Odnawialnej”. Zobacz www.scientificamerican.com lub użyj bezpośredniego linku: http://tinyurl.com/3qr2mpc

By przeczytać więcej o klinach stabilizacyjnych i wprowadzeniu ich w twoje życie, zobacz:

Biello B (2007) 10 solutions for climate change: ten possibilities for staving off catastrophic climate change. Scientific American. Zobacz www.scientificamerican.com lub użyj bezpośredniego linku: http://tinyurl.com/3p9h22r

Oblicz swoją emisję dwutlenku węgla na stronie internetowej Ochrony Przyrody: www.nature.org/greenliving/carboncalculator

lub na stronie internetowej Ochrony Międzynarodowej: www.conservation.org/act/live_green/carboncalc

By przedstawić temat dwutlenku węgla dzieciom ze szkół podstawowych, zobacz:

Rau M (2011) Fizzy fun: CO2 in primary school science. Science in School 20: 24-29. www.scienceinschool.org/2011/issue20/co2

Dowiedz się więcej na temat zrównoważonego wykorzystania energii i jak nauczać:

Haubold B (2011) Review of Sustainable Energy – without the hot air. Science in School 20. www.scienceinschool.org/2011/issue20/sustain

Mogą ci się także spodobać inne artykuły związane ze zmianą klimatu w Science in School, w tym kilku bieżących autorów. Zobacz: www.scienceinschool.org/climatechange

By przejrzec serie artykułów powiązanych z energia w Science in School, zobacz: www.scienceinschool.org/energy


Przegląd

Antropogeniczna produkcja dwutlenku węgla i zmiana klimatu są powszechnymi tematami w nauczaniu nauk ścisłych i przyrodniczych w Europie i poza nią, wiec innowacyjność tego artykułu jest proponowanym podejściem, zainspirowanym przez Inicjatywę Zmniejszenia Węgla na Uniwersytecie Princeton (Princeton University), USAw1. Nauczyciele mogą wprowadzić studentów w idee klinów stabilizacyjnych, sposoby zredukowania dwutlenku węgla przez współczesne technologie, z pomocą proponowanych czynności lub gry planszowej. Mogłoby to również zmotywować studentów (i ich rodziny) do oszczędzania energii i redukcji produkcji dwutlenku węgla w codziennym życiu.

Ten artykuł mógłby się odnosić do wielu tematów: efekt cieplarniany i zmiana klimatu, właściwości chemiczne atmosfery, bogactwa naturalne, produkcja energii i zarządzanie, ekologia, aktywne obywatelstwo i wiele innych. Odnośniki do wielu rożnych tematów czynią ten artykuł potencjalnym punktem zaczepienia dla interdyscyplinarnych działań.

Giulia Realdon, Włochy


tick box

Zalecenia osoby udzielającej referencji: Fizyka, Chemia, Nauka o Ziemi, Biologia, Edukacja ekologiczna, Badania społeczne
Lata 10-19

Copyright: attribution Copyright: non-commercial Copyright: no derivatives


Return to top of page

Support the print journal

Learn more

Menu - My Account

Science in School e-newsletter