Emisje podtlenku azotu, Super-zanieczyszczenia klimatycznego, szybko rosną po najgorszej trajektorii

Emisje podtlenku azotu, super-zanieczyszczenia klimatycznego setki razy silniejszego niż dwutlenek węgla, rosną szybciej niż wcześniej sądzono – w tempie, które nie tylko zagraża międzynarodowym celom ograniczenia globalnego ocieplenia, ale jest zgodne z najgorszą trajektorią zmian klimatycznych, sugeruje nowe badanie.

wyniki, zgłoszone w środę w czasopiśmie Nature, podkreślają potrzebę silnej polityki klimatycznej, która nie koncentruje się wyłącznie na dwutlenku węgla, dominującym gazie cieplarnianym.

badanie, prawdopodobnie najbardziej wszechstronna ocena globalnego cyklu azotowego, jakie kiedykolwiek przeprowadzono, wykazało, że emisje podtlenku azotu (N2O) spowodowane działalnością człowieka wzrosły o 30 procent od 1980 roku. Te emisje, z których ponad dwie trzecie pochodzi z rolnictwa, stanowią prawie połowę całego podtlenku azotu uwolnionego w ciągu ostatniej dekady, a reszta pochodzi z naturalnych ekosystemów.

podtlenek azotu jest trzecim najważniejszym gazem cieplarnianym po dwutlenku węgla i metanie i jest odpowiedzialny za około 7 procent globalnego ocieplenia od czasów preindustrialnych. Jest prawie 300 razy silniejszy w ociepleniu planety niż dwutlenek węgla, co oznacza, że nawet małe źródła emisji mogą mieć ogromny wpływ na klimat.

podtlenek azotu jest również największym czynnikiem przyczyniającym się do zubożenia warstwy ozonowej w atmosferze, która nie jest kontrolowana przez Protokół Montrealski, międzynarodowe porozumienie opracowane w 1980 roku w celu stopniowego wycofywania substancji zubożających warstwę ozonową poprzez obowiązkową redukcję emisji. Niektórzy eksperci polityczni twierdzą, że umowa powinna zostać rozszerzona o podtlenek azotu.

Emisje zgłoszone w bieżącym badaniu są zgodne lub nieco wyższe niż scenariusz „najgorszego przypadku” emisji opracowany przez Międzyrządowy Zespół Narodów Zjednoczonych ds. zmian klimatu.

taki scenariusz zakłada, że wzrost produkcji energii z paliw kopalnych i stosowanie nawozów na bazie azotu, siły napędowej emisji tlenku azotu spowodowanej przez człowieka, nadal nie słabnie.

w najgorszym przypadku średnia temperatura na świecie wzrośnie o około 4,3 stopni Celsjusza powyżej czasów przedindustrialnych, znacznie wyżej niż granica 1,5 do 2 stopni Celsjusza ocieplenia ukierunkowanego w paryskim porozumieniu klimatycznym.

„obecne emisje podtlenku azotu nie są możliwe do utrzymania”, powiedział Hanqin Tian, dyrektor Międzynarodowego Centrum Badań nad klimatem i globalnymi zmianami na Uniwersytecie Auburn i główny autor badania. „Liczby są bardzo duże, a wzrost jest bardzo szybki.”

w badaniu zbadano zarówno naturalne, jak i spowodowane przez człowieka lub” antropogeniczne „źródła emisji podtlenku azotu, a także naturalne” zlewki”, procesy biochemiczne, które rozkładają tlenek azotu. Badanie łączyło „oddolne” inwentaryzacje, szacunki znanych emisji podtlenku azotu z” odgórnymi ” ocenami na podstawie pomiarów stężenia podtlenku azotu w atmosferze, z lat 1980-2016. Każda z ostatnich czterech dekad charakteryzowała się wyższą emisją N2O niż poprzednia dekada, przy czym największy wzrost odnotowano w Brazylii, Chinach i Indiach, gdzie odnotowano znaczny wzrost produkcji roślinnej i zwierząt gospodarskich.

ograniczenie emisji podtlenku azotu jest trudne, ponieważ zdecydowana większość emisji antropogenicznych wynika z zastosowania nawozu na bazie azotu, który emituje podtlenek azotu, gdy rozkłada się w glebie, jeśli nie jest pobierany przez rośliny. Rolnicy na całym świecie polegają na nawozach azotowych, aby zwiększyć produkcję roślinną.

jednak bardziej wydajne stosowanie nawozów może ograniczyć emisję podtlenku azotu. Emisje N2O z rolnictwa w Europie zmniejszyły się o 21 procent w latach 1990-2010 w odpowiedzi na politykę rolną, która sprzyja optymalizacji i zmniejszeniu zużycia nawozów, wynika z badania. Polityka ta, znana jako” Dyrektywa azotanowa”, została opracowana w celu ochrony wód europejskich przed zanieczyszczeniem azotem, które powoduje zakwity glonów i” martwe strefy ” w środowiskach słodkowodnych i morskich i występuje, gdy stosuje się zbyt dużo nawozu azotowego lub obornika.

„ludzie myślą, że produkcja żywności i emisje podtlenku azotu są sprzeczne, ale europejskie doświadczenia dają nadzieję, że możemy zwiększyć produkcję żywności, ale także zmniejszyć emisję N2O” – powiedział Tian.

David Kanter, profesor nauk o środowisku na Uniwersytecie Nowojorskim, powiedział, że zanieczyszczenie azotem jest nadal poważnym problemem na wodach europejskich, a unijna polityka regulacyjna byłaby trudna do odtworzenia gdzie indziej.

„system UE odniósł częściowy sukces, ale nie jest to pełna historia sukcesu”, powiedział Kanter, wiceprzewodniczący międzynarodowej inicjatywy azotowej, której celem jest optymalizacja korzyści wynikających z wykorzystania azotu w produkcji żywności przy jednoczesnym zminimalizowaniu jego negatywnego wpływu na środowisko. – Będzie to naprawdę zależało od statusu prawnego innych krajów. Lobby rolnicze, które jest jedną z najpotężniejszych sił politycznych, szczególnie w krajach rozwijających się, naprawdę utrudnia regulację.”

Kanter zauważył, że podtlenek azotu jest największą pozostałą przyczyną zubożenia warstwy ozonowej i ostrzegł, że jeśli emisje będą nadal rosły, mogą one podważyć trwające dziesięciolecia wysiłki na rzecz przywrócenia tak zwanej „dziury ozonowej” zgodnie z protokołem montrealskim.

„jest kilka historii sukcesu, ale ogólnie to nie jest różowe zdjęcie” – powiedział Kanter. „To pobudka.”

antropogeniczne emisje podtlenku azotu mogą być w rzeczywistości nieco wyższe niż te zgłoszone w obecnym badaniu. Jedenaście zakładów kwasu adypinowego w Chinach, zakłady chemiczne, które stanowią kluczowy składnik nylonu i poliuretanu, prawdopodobnie emitują setki tysięcy ton metrycznych podtlenku azotu rocznie pomimo sprawdzonej, niskiej technologii redukcji kosztów, która może zmniejszyć 95 procent lub więcej całkowitej emisji, zgodnie z niedawnym dochodzeniem InsideClimate News.

dochodzenie wykazało, że emisje podtlenku azotu z zakładów kwasu adypinowego w Chinach mogą równać się emisji gazów cieplarnianych około 25 milionów samochodów, więcej niż wszystkie samochody w Kalifornii, Pekinie i Szanghaju łącznie.

nowe badanie w przyrodzie wykorzystuje inwentaryzacje emisji, które zakładają, że większość emisji w zakładach jest ograniczona. Jednak wywiady z operatorami instalacji, urzędnikami rządowymi i ekspertami zewnętrznymi sugerują, że technologia redukcji emisji, która została wcześniej zainstalowana w ramach Międzynarodowego Programu handlu uprawnieniami do emisji, mogła przestać działać, gdy finansowanie programu wyschło.

jeśli zdecydowana większość emisji z zakładów nie zostanie zmniejszona, globalna antropogeniczna emisja podtlenku azotu może być o około dwa procent wyższa niż stwierdzono w badaniu.

Wilfried Winiwarter, starszy badacz gazów cieplarnianych z Międzynarodowego Instytutu stosowanej analizy systemów, z siedzibą w Laxenburg, Austria i współautor, powiedział, że pewne niepewności pozostają związane z emisjami z chińskich zakładów i wyższej liczby ” nie można wykluczyć.”

Winiwarter powiedział, że wzrost nie zmieni znacząco ustaleń obecnej oceny, ale może dać szansę na przyspieszenie redukcji emisji.

„powinniśmy zacząć tam, gdzie jest to najłatwiej, i to tam jest najłatwiej”, Winiwarter powiedział o potencjalnych ograniczeniach emisji w zakładach kwasu adypinowego. „Masz kilkanaście lub mniej roślin, które muszą być wyposażone. To jest łatwe do zrobienia.”

zwolennicy polityki klimatycznej stwierdzili, że obecne badanie zapewnia większą jasność na temat ogromu globalnych emisji podtlenku azotu i podkreśla potrzebę zdecydowanych działań w celu zmniejszenia emisji.

„badanie pomaga zbudować podstawy globalnego planu zmniejszenia emisji N2O do zrównoważonego poziomu”, powiedział David Doniger, starszy dyrektor strategiczny w Radzie obrony Zasobów Naturalnych.

Doniger i inni powiedzieli, że najlepszym sposobem na zmniejszenie emisji podtlenku azotu jest Protokół Montrealski, wiążąca umowa międzynarodowa, która okazała się bardzo skuteczna w zmniejszaniu innych zanieczyszczeń, które zubożają Ozon atmosferyczny i ogrzewają planetę.

dodanie podtlenku azotu nadal znacznie rozszerzyłoby zakres protokołu, który został ostatnio zmieniony w celu włączenia wodorofluorowęglowodorów (HFC), chemicznych czynników chłodniczych, które są zarówno czynnikami zubożającymi warstwę ozonową, jak i silnymi gazami cieplarnianymi.

dodanie podtlenku azotu wymagałoby szerokiego wsparcia międzynarodowego, ale, jeśli zostanie zatwierdzone, zapewniłoby silniejsze ramy regulacyjne dla redukcji emisji niż porozumienie klimatyczne z Paryża, które jest dobrowolne.

Durwood Zaelke, prezes Institute for Governance & Sustainable Development, powiedział, że wysoki wskaźnik emisji zgłoszony w badaniu i „kryzys klimatyczny” stojący przed planetą, są kolejnym uzasadnieniem dla protokołu montrealskiego, aby rozpocząć regulację podtlenku azotu.

„jest w stanie poruszać się szybko i jest skuteczny dzięki prawie 100 substancjom chemicznym, które kontrolował w przeszłości” – powiedział Zaelke. „Musisz włączyć do gry swoich najlepszych graczy, a jeśli próbujemy rozwiązać problem zmian klimatycznych, najlepszym graczem jest Protokół Montrealski.”