Исследователи предупреждают, что глобальное использование кондиционирования воздуха может к 2050 году производить до 8,5 гигатонн CO₂ в год
Кондиционер снимает тепло… Но это может усугублять изменение климата
Кондиционер стал необходимым инструментом для выживания в жару. Во многих городах, особенно в тропических или субтропических регионах, кондиционирование воздуха больше не является роскошью: это вопрос общественного здоровья.
Но новое научное исследование предупреждает о побочном эффекте, который редко достаточно ясно обсуждается. Массовое использование кондиционеров может усугубить изменение климата до такой степени, что выбросы сопоставимы с выбросами крупных экономик.
Международные исследователи анализировали эту связь с использованием климатических, энергетических и социально-экономических моделей. Результат демонстрирует неприятный парадокс: технология, защищающая людей от жары, может также усугубить проблему, делающую её необходимой.
Работа была опубликована в научном журнале Nature Communications под руководством исследователей из Бирмингемского университета.
Планета с потеплением… и стремится к охлаждению
Планета уже потеплела примерно на 1,2°C с доиндустриальной эпохи. Это относительно небольшое увеличение оказалось достаточным, чтобы существенно изменить экстремальные тепловые паттерны.
Волны жары сейчас более частые, длительные и интенсивные во многих регионах мира. Густонаселённые города с обильным асфальтом и малой растительностью могут фиксировать ещё более высокие температуры из-за известного эффекта городского теплового острова.
В этом контексте кондиционирование воздуха стало ключевым элементом снижения рисков для здоровья. Она предотвращает тепловой удар, защищает пожилых людей и обеспечивает минимальные условия комфорта в домах, больницах или образовательных центрах.
Однако рост этой технологии был стремительным. По мере роста экономики миллионы домов оснащаются системами HVAC. Исследование оценивает, что глобальное использование кондиционеров воздуха может более чем удвоиться к 2050 году.
Электричество для охлаждения планеты
Этот рост подразумевает огромный спрос на энергию.
Согласно анализируемым сценариям, электроэнергия, предназначенная для охлаждения, может достичь 4 493 тераватт-часов в год к середине века при промежуточном уровне выбросов. В сценариях с сильной зависимостью от ископаемого топлива этот показатель может быть значительно выше.
Проблема в том, что большая часть мировой электроэнергии по-прежнему производится из угля, нефти или природного газа. Когда миллионы кондиционеров работают одновременно во время волн жары, электросистема реагирует увеличением генерации энергии, а часто и ископаемыми электростанциями.
Результат: увеличение выбросов парниковых газов.
В самом пессимистичном сценарии, проанализированном исследователями, выбросы, связанные с кондиционированием воздуха, могут достигать 8,5 гигатонн эквивалентного CO₂ в год к 2050 году.
Чтобы получить представление о масштабе: эта цифра превышает текущие выбросы США, которые составляют около 5,9 гигатонн в год.
Экономический рост способствует развитию холодильной промышленности
Одним из самых интересных выводов исследования является то, что рост использования кондиционеров в первую очередь обусловлен экономическим ростом, а не только повышением температуры.
Когда доходы семьи растут, кондиционер часто становится одной из первых бытовых техник, которые покупают. Особенно в регионах, где жара может быть невыносимой несколько месяцев в году.
Другими словами, экономическое развитие увеличивает способность защищаться от жары, но одновременно увеличивает энергопотребление.
Это явление может вызвать то, что некоторые исследователи называют своего рода «гонкой климатических вооружений»: больше тепла → больше кондиционирования → больше выбросов → ещё больше тепла.
Это не преувеличение. Это реальная динамика, которая начинает проявляться во многих городах мира.
Небольшое увеличение… но важно
Исследователи оценивают, что выбросы, возникающие при использовании кондиционеров воздуха, могут добавить от 0,03°C до 0,07°C к глобальному потеплению до 2050 года, в зависимости от траектории глобальных выбросов.
Это может показаться небольшим увеличением. Но в нынешнем контексте это актуально.
Мир пытается ограничить глобальное потепление до 1,5°C — цель, установленная Парижским соглашением, чтобы избежать самых серьёзных климатических последствий. Граница, доступная для сохранения ниже этого порога, крайне мала.
Добавление нескольких сотых градуса может показаться незначительным. На самом деле, каждая десятая имеет значение.
Исследователи сравнивают это воздействие с климатическим эквивалентом от 74 до 183 миллиардов трансатлантических рейсов туда и обратно.
Глобальное холодное неравенство
Исследование также выявляет мало обсуждаемый аспект: неравенство в доступе к холодильным средствам.
Регионы, которым больше всего нужен кондиционер, такие как Южная Азия или многие регионы Африки, — это именно те, где меньше домохозяйств могут себе это позволить.
С другой стороны, более богатые регионы, такие как Европа или Северная Америка, где требования к холодильным оборудованием ниже, имеют гораздо более высокий уровень проникновения кондиционеров.
Это создаёт сложную дилемму.
С одной стороны, расширение доступа к кондиционированию воздуха необходимо для защиты здоровья миллионов людей в очень жарких регионах. С другой стороны, если такое расширение произойдёт с использованием существующих технологий на ископаемом топливе, глобальные выбросы резко вырастут.
В исследовании оценивается, что рост доходов в регионах с низким уровнем дохода может добавить:
- 94 миллиона дополнительных единиц в сценариях среднего дохода
- 150 миллионов единиц в условиях высокого дохода
- Более 220 миллионов единиц оборудования в самых выгодных условиях
Сокращение разрыва в доступе необходимо с социальной точки зрения. Но если не преобразовать энергетическую систему, это может усилить глобальное потепление.
Как проводилось исследование
Для лучшего понимания этой динамики исследователи объединили несколько инструментов анализа.
Сначала они оценили реальные потребности в охлаждении в разных регионах мира, учитывая температуру, влажность и плотность населения.
Затем они ввели эти данные в глобальную энергетическо-экономическую модель GCAM, которая позволяет моделировать, как расход энергии, экономика и выбросы развиваются в различных сценариях.
Исследователи проанализировали модель по пяти различным социально-экономическим и климатическим траекториям, широко используемым МГЭИК. Эти сценарии варьируются от мира с сильными климатическими действиями до страны с высокой зависимостью от ископаемого топлива.
В итоге они использовали климатическую модель под названием MAGICC, которая позволяет оценить, как дополнительные выбросы влияют на глобальное потепление.
Результат даёт довольно чёткое представление о том, как расширение кондиционирования воздуха может повлиять на глобальный климат.
Какое влияние она может оказать на окружающую среду
Воздействие системы HVAC на окружающую среду не ограничивается выбросами углерода.
Системы кондиционирования используют хладагенты — химикаты, позволяющие передавать тепло. Многие из этих газов обладают очень высоким потенциалом глобального потепления, значительно выше, чем у углекислого газа.
Если протечки происходят во время использования или в конце срока службы оборудования, они могут значительно способствовать глобальному потеплению.
Кроме того, массовая работа кондиционеров может увеличить тепло, выделяемое наружу зданий, усиливая эффект теплового острова в городах.
Есть и материальный эффект. Производство сотен миллионов единиц оборудования требует металлов, пластмасс, электронных схем и компрессоров, что включает добычу ресурсов, транспортировку и промышленные процессы.
Задача заключается не только в сокращении выбросов от энергопотребления, но и в том, чтобы переосмыслить способы охлаждения наших городов и зданий.