Carbon Budget: นาฬิกานับถอยหลังสู่โลกร้อน 1.5 องศาเซลเซียส

Carbon budget คืออะไร ? เหมือนกับ Carbon credit รึเปล่า? เกี่ยวอะไรกับการเป็น Net Zero?

หากใครที่ติดตามศึกษาเรื่อง climate change อาจจะเคยได้ยินคำว่า carbon budget (คาร์บอน บัดเจด) ผ่านหูผ่านตามาบ้าง แนวคิดเรื่อง carbon budget เป็นเรื่องสำคัญที่ต้องรู้ถ้าต้องการเข้าใจเหตุผลว่าเป้าหมายของ Paris agreement ที่บอกให้ทุกประเทศพยายามจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกที่ 1.5 C และ เป้าหมาย Net Zero ที่ทุกภาคส่วนในสังคมพูดถึง เกี่ยวข้องกันอย่างไร

Carbon budget คือปริมาณของก๊าซ CO2 ที่มนุษย์สามารถปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศได้ โดยที่ไม่ทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกสูงเกินเพดานอุณหภูมิค่าใดค่าหนึ่ง เวลาพูดถึง Carbon budget จะต้องมีองค์ประกอบ 3 อย่างที่มาด้วยกันเสมอคือ

1. เพดานอุณหภูมิ
2. ปีเริ่มต้น
3. ความน่าจะเป็น

ตัวอย่างเช่น carbon budget ของเพดานอุณหภูมิ 1.5 องศาเซลเซียส ของปี 2020 มีค่าอยู่ที่ 360 พันล้านตัน คาร์บอนไดออกไซด์ ที่โอกาส 67% สามารถตีความได้ว่านับจากปี 2020 เป็นต้นไป หากคนทั้งโลกดำเนินกิจกรรมและปล่อยก๊าซ CO2 ต่อไปเรื่อย ๆ จนสะสมถึง 360 ล้านตัน ณ จุดนั้น เรามีโอกาส 67% ที่โลกยังจะมีอุณหภูมิไม่เกิน 1.5 องศาอยู่ หรือถ้าพูดอีกแบบหนึ่งคือมีโอกาส 33% ที่อุณหภูมิของโลกสูงเกิน 1.5 องศา นั้นเอง

ที่ต้องมีตัวเลขความน่าจะเป็นเข้ามาประกอบด้วยเป็นเพราะว่า ความเข้าใจในระบบภูมิอากาศของโลกยังไม่สมบูรณ์ ยังมีความไม่แน่นอนอยู่ในแบบจำลองทางฟิสิกส์ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เพื่อคำนวณหา carbon budget อยู่อีกพอสมควร

เราสามารถใช้ carbon budget คาดการณ์เวลาที่เหลืออยู่สำหรับการลดการปล่อยก๊าซ CO2 และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ให้เหลือ 0 (ที่เรียกว่า Net Zero Emissions) เพื่อหยุดไม่ให้อุณหภูมิพุ่งเกิน 1.5 องศา แบบง่าย ๆ ยกตัวอย่างเช่น ข้อมูล ณ ปี 2023 กิจกรรมทางเศรษฐกิจของทั้งโลกปล่อยก๊าซ CO2 อยู่ที่ 40 พันล้านตัน คาร์บอนไดออกไซด์ และ carbon budget ของเพดานอุณหภูมิ 1.5 องศาเซลเซียส ของปี 2023 ที่ความมั่นใจ 67% อยู่ที่ 150 พันล้านตันคาร์บอนไดออกไซด์ (เราปล่อยไปแล้วประมาณ 200 ล้านตัน นับจากปี 2020) เมื่อคิดเลขง่าย ๆ จะได้ว่า ถ้าเรายังปล่อย CO2 ในอัตราเท่าเดิมต่อไป เราจะเหลือเวลาเพียงแค่ 4 ปี เราก็จะใช้ carbon budget ของเพดานอุณหภูมิ 1.5 องศาเซลเซียส หมด และโลกมีโอกาส 33% ที่จะอุณหภูมิเฉลี่ยสูงเกิน 1.5 องศาเซลเซียส

ข้อมูลจาก https://climatechangetracker.org/igcc

อ่านมาถึงตรงนี้ อาจจะมีคำถามว่าหากเราปล่อย CO2 เกิน 150 พันล้านตันคาร์บอนไดออกไซด์ แล้วจะเกิดอะไรขึ้น? จริง ๆ แล้วยังมีโอกาสที่จะอุณหภูมิเฉลี่ยโลกจะยังไม่เกิน 1.5 องศา อีก(ตั้ง) 67% แต่โอกาสนั้นจะยิ่งน้อยลงหากเรายังเดินหน้าปล่อย CO2 ไปเรื่อย ๆ ถ้าเราเดินหน้าปล่อยก๊าซ CO2 จนครบ 250 พันล้านตัน เราจะเหลือโอกาสแค่ 50% ที่ยังทำให้อุณหภูมิโลกไม่เกิน 1.5 องศา และโอกาสจะเหลือแค่ 33% เท่านั้น เมื่อเราปล่อยถึง 300 พันล้านตัน

ภาพด้านล่างแสดง ความสัมพันธ์ระหว่างการปล่อย CO2 และอุณหภูมิที่จะเพิ่มขึ้นนับจากปี 2020 เส้นสีน้ำเงินคือเส้นทางการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจากการปล่อย CO2 ในช่วง 3 ปีที่ผ่านมา จะเห็นว่า เราพุ่งเข้าใกล้ เพดานอุณหภูมิ 1.5 องศามาก ๆ แล้ว

…… ภาพอธิบายความสัมพันธ์ระหว่าง carbon budget ณ ปี 2020 ของอุณหภูมิต่าง ๆ (ตัวเลขมาจาก IPCC) …… พื้นที่แรเงาสีเทาครอบคลุมความมั่นใจในช่วง 50% — 67%

ยิ่งเราไปถึง Net Zero ช้าเท่าไหร่ ความเสี่ยงที่อุณหภูมิของโลกจะเกินระดับที่ปลอดภัยจะยิ่งมากขึ้น และเรายิ่งเพิ่มความเสี่ยงที่โลกจะไปอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของมนุษย์มากขึ้นเท่านั้น

แล้วทำไมประชาคมโลกถึงตั้งเป้าเป็น Net Zero ที่ราวๆ ปี 2050 เลยหละ? แบบนี้มันไม่ทำให้โลกอุณหภูมิสูงเกิน 1.5 หรือแม้แต่ 2 องศา หรอ?

ความจริงคือ ภายใต้สมมุติฐานว่าจะเป็น Net Zero ที่ปี 2050 นั้น มาพร้อมกับสมมุติฐานที่ว่า เราต้องเริ่มลดก๊าซเรือนกระจกตั้งแต่ปี 2020 อย่างรวดเร็ว จนทั้งโลกปล่อยก๊าซเรือนกระจกเหลือแค่ ครึ่งเดียว ในปี 2030 เมื่อเทียบกับปี 2020 เพื่อทำให้การปล่อยก๊าซ CO2 สะสม ยาวไปจนถึงปี 2050 ไม่เกิน carbon budget ของ 1.5 องศาเซลเซียส

ลองเปรียบเทียบกับเหตุการณ์สมมุติ (ที่อาจจะไม่สมมุติเท่าไหร่) หากปกติกเราใช้เงินวันละ 150 บาท แต่ตอนนี้เรามีเงินเหลือเพียงแค่ 500 บาท และอีก 5 วัน เงินเดือนถึงจะออก สิ่งที่เราต้องทำคือลดค่าใช้จ่ายลง เพราะหากใช้เงินเท่าเดิม เราจะอยู่ได้อีกแค่ 3 วัน แผนที่จะทำให้เราอยู่รอด 5 วันของแต่ล่ะคนอาจจะต่างกันไป บางคนหักดิบลดค่าใช้จ่ายทันที 1 ใน 3 เหลือใช้วันละ 100 บาท ได้ 5 วัน หรือบางคนอาจจะเลือกวิธีค่อยเป็นค่อยไป ลดการใช้เงินวันละ 25 บาท วันแรกใช้ 150 วันที่สอง เหลือ 125 จนวันสุดท้ายเหลือใช้ 50 บาท แต่ล่ะวิธีต่างมีข้อดีข้อเสีย ขึ้นอยู่กับข้อจำกัดของแต่ละคน

Carbon budget เป็นเครื่องมือที่สำคัญสำหรับผู้กำหนดนโยบายในการวางแผนว่าจะต้องลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างไรดี ในกรณีนี้ข้อจำกัดอาจจะซับซ้อนกว่ากรณีการบริหารเงิน เพราะกิจกรรมส่วนใหญ่ที่ขับเคลื่อนเศรษฐกิจและรักษาคุณภาพชีวิตของเรามีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกแทบทั้งสิ้น การหักดิบแบบกระทันหันย่อมส่งผล กระทบต่อกลุ่มเปราะบาง ทำให้คุณภาพชีวิตที่ปกติก็ไม่ค่อยดีอยู่แล้ว ให้แย่ลงไปอีก แต่ก็มีอีกหลายอย่างที่จริงๆแล้ว เรามีทางเลือกที่จะทำได้เลยทันทีเพื่อลดก๊าซเรือนกระจกโดยที่ไม่ลำบากเกินไปนัก สุดท้ายแล้วไม่ว่าจะวางแผนอย่างไร หากเราสามารถไปถึง Net Zero โดยที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกสะสมไม่เกิน carbon budget ของ 1.5 องศาได้ ถือว่าเราทำตามเป้าหมายของ Paris Agreement ได้สำเร็จ

ความเข้าใจเรื่อง Carbon budget เป็นพื้นฐานสำคัญในการเข้าใจเรื่องนโยบายและแผนในการรับมือต่อ Climate change ที่องค์กรทุกระดับประกาศออกมา หากมีเพียงเป้าหมายอย่างเดียว แต่ไม่บอกว่าแผนลงมือนั้นสอดคล้องกับ carbon budget ของอุณหภูมิไหน เป้าหมายเหล่านั้นคงเรียกได้ว่าไม่มีความหมายเลย หากไม่สามารถนำพาไปสู่การลงมือทำที่ช่วยชะลอและลดผลกระทบของ Climate change ได้จริง ๆ

หากใครสนใจว่าตัวเลข carbon budget มีที่มาที่ไปอย่างไร สามารถอ่านต่อได้ในส่วนด้านล่าง

วิทยาศาสตร์ของ Carbon budget

เบื้องหลังของแนวคิด carbon budget มากจากความเข้าใจพื้นฐานที่สุดเกี่ยวกับปรากฏการณ์เรือนกระจก ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่รังสีความร้อนที่โลกพยายามสะท้อนกลับออกไปในอวกาศถูกดูดซับด้วยก๊าซต่าง ๆ ที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้โลกของเรามีลักษณะที่เหมือนเรือนกระจกที่ใช้เพาะปลูกต้นไม้ คือ ร้อนอบอ้าว เพราะความร้อนไม่สามารถหนีออกไปได้ ก๊าซที่มีความสามารถในการดูดความร้อนที่โลกพยายามสะท้อนออกไปนี้ถูกเรียกว่าก๊าซเรือนกระจก และ คาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปล่อยออกจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลถือเป็นก๊าซเรือนกระจกตัวหลักที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาวะภูมิอากาศ คุณสมบัติการดูดซับคลื่นรังสีอินฟราเรด (infrared) ของก๊าซ CO2 นี้ถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนชื่อ Svante Arrhenius ในปี 1895 ซึ่ง ณ ขณะนั้นนักวิทยาศาสตร์ทราบอยู่แล้วว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงถ่านหินและน้ำมันปล่อยก๊าซ CO2 สู่ชั้นบรรยากาศ จึงนำไปสู่การทำนายที่ว่าหากปริมาณของก๊าซ CO2 ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น 50% โลกจะเจอกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นราว ๆ 4–5 องศาเลยที่เดียว

แม้ความคิดที่ว่ากิจกรรมการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในอุตสาหกรรมของมนุษย์ส่งผลให้ชั้นบรรยากาศโลกร้อนขึ้น แต่ต้องใช้เวลาอีกกว่า 70 ปี ประเด็นเรื่องการเปลี่ยนแปลงสภาวะภูมิอากาศถึงถูกยกขึ้นมาถกเถียงกันบนเวทีโลก

การศึกษาชิ้นต่อ ๆ มา ยืนยันว่าอุณหภูมิเฉลี่ยของชั้นบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของก๊าซ CO2 ในอากาศ โดยเพิ่มขึ้นแบบ เชิงเส้น (ไม่เป๊ะทีเดียว แต่เกือบ) ความเข้มข้นของ CO2 มักระบุด้วยหน่วย parts-per million (ppm) คือจำนวนโมเลกุลของ CO2 ต่อโมเลกุลอากาศ 1 ล้านโมเลกุล โดยในยุคก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม ความเข้มข้นของชั้นบรรยากาศอยู่ที่ 280 ppm และการวัดเมื่อปี 2023 ความเข้มข้นของ CO2 ขึ้นมาอยู่ที่ 424 ppm แล้ว

แนวโน้มการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยโลกวิ่งตามความเข้มข้นของก๊าซ CO2 (ที่มา 10.1007/s10661–019–7761–0)

ความสัมพันธ์ระหว่าง ความเข้มข้นของก๊าซ CO2 ในอากาศและอุณหภูมิเฉลี่ยของชั้นบรรยากาศโลก เกิดจากหลายปัจจัยผสมกัน ทั้งวัฏจัรคาร์บอนตามธรรมชาติ เวลาเฉลี่ยที่ CO2 อยู่ในชั้นบรรยากาศ กลไกการส่งผ่านพลังงานของพื้นดินและชั้นบรรยากาศ ทั้งหมดนี้รวมกันทำให้เราสามารถประมาณได้ว่าอุณหภูมิโลกแปรผันตรงตามความเข้มข้นของ CO2 แต่ว่าคำกล่าวนี้เป็นจริงเฉพาะกรณีที่ความเข้มข้นของ CO2 ไม่สูงมากนัก ที่ระดับความเข้มข้นของ CO2 สูง ๆ ความสัมพันธ์นี้จะไม่เป็นเส้นตรงแล้ว

ด้วยความเป็นเส้นตรงนี้เอง ที่ทำให้เราสามารถสร้างแนวคิดของ carbon budget แบบง่าย ๆ ขึ้นมาได้จากกราฟ transient climate response to cumulative CO2 emissions (TCRE) ซึ่งความชันของกราฟนี้จะเป็นตัวบอกว่า อุณหภูมิของโลกตอบสนองต่อปริมาณ CO2 ในชั้นบรรยากาศมากแค่ไหน หากกราฟยิ่งชัน อุณหภูมิโลกจะมีการเพิ่มขึ้นที่ไวขึ้น นักวิทยาศาสตร์ยังคงทำการพัฒนาแบบจำลองของโลกอย่างต่อเนื่อง เพื่อทำให้ความชัน (และช่วงความไม่แน่นอน) ของ TCRE มีค่าแม่นยำมากขึ้น

ภาพด้านบนแสดงถึงการหา carbon budget จากกราฟ TCRE นี้ โดยแกนนอนคือความเข้มข้นของ CO2 ในชั้นบรรยากาศ ซึ่งมาจากการปล่อยก๊าซ CO2 สะสมมาตั้งแต่ช่วงปี 1850 และแกนตั้งคืออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมาจากช่วงเวลาเดียวกัน หากเราอยากรู้ว่าเราสามารถปล่อย CO2 ได้อีกเท่าไหร่ โลกถึงจะร้อนถึงค่าค่าหนึ่ง สามารถทำได้โดยลากเส้นแนวนอนผ่านแกนตั้งที่อุณหภูมิค่านั้น เพื่อดูว่าเส้นที่ลากตัดกับกราฟ TCRE ที่จุดใด แต่เรายังไม่สามารถอ่านค่าพิกัดความเข้มข้นของ CO2 ณ จุดตัดนั้นเพื่อระบุ carbon budget ได้ เพราะต้องถูกหักออกด้วย 3 ปัจจัย ที่มีส่วนทำให้อุณหภูมิโลกเพิ่มขึ้นนอกเหนือจาก CO2

1. zero emission commitment: ขับรถยังต้องเผื่อระยะสำหรับเบรค โลกของเราก็ต้องการระยะเบรคเหมือนกัน สมมุติว่าพรุ่งนี้ทั้งโลกสามารถหยุดปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้สำเร็จ แต่อุณหภูมิโลกจะยังไม่หยุดเพิ่มไปอีก 6–7 ปี เนื่องจากระบบของโลกมีความเฉื่อยหรือดีเลย์ของการตอบสนองอยู่ ดังนั้นเพื่อไม่ให้อุณหภูมิเกินระดับที่ตั้งใจ เราต้องถึงเป้าหมาย Net zero ก่อนที่เราจะปล่อยให้อุณหภูมิขึ้นไปสูงถึงค่านั้น
2. non-CO2 contribution: แม้ความเข้มข้นของ CO2 จะมีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับอุณหภูมิ แต่ก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ไม่ได้มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบนั้น และ carbon budget คิดเฉพาะ budget ของ ก๊าซ CO2 เท่านั้น ส่วนก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ถูกคำนวณแยกโดยใช้สมมุติฐานการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกชุดนึงที่เชื่อมโยงกับปริมาณ CO2 แล้วนำมาหักออกโดยตรงออกจาก carbon budget อีกที
3. Unrepresented earth system feedback: แม้ว่าความรู้เกี่ยวกับ climate science จะก้าวหน้าไปอย่างมาก แต่ยังมีอีกหลายปรากฏการณ์ในระบบของโลกที่เรายังไม่เข้าใจเต็มที่ เช่นการก่อตัวของเมฆและผลของมันต่อชั้นบรรยากาศ ปัจจัยหลาย ๆ อย่างนี้อาจมีผลทำให้โลกร้อนขึ้นอีกส่วนนึง จึงทำให้ต้องนำมาหักออกจาก carbon budget อีกที

นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์คำนวณ carbon budget สำหรับเพดานนอุณหภูมิต่าง ๆ จะเห็นว่าในความเป็นจริงแล้ว ความเข้าใจของเราต่อระบบของโลกยังไม่มากพอที่จะทำนายผลของการกระทำทุกอย่างได้ ยังมีความไม่แน่นอนที่หลีกหนีไม่ได้ และอาจรวมถึงเหตุการณ์ที่อาจทำให้พลวัตรของระบบของโลกเปลี่ยนไป (เช่นที่ป่าแอมะซอนกลายเป็นทะเลทราย หรือกระแสน้ำอุ่นไหลช้าลง) ซึ่งส่งผลให้เส้นความชันของ TCRE มีค่าเปลี่ยนไป สิ่งเหล่านี้เป็นความเสี่ยงที่ยังไม่สามารถถูกประมาณได้ ยิ่งโลกร้อนมากขึ้นเท่าไหร่ เรายิ่งผลักให้โลกก้าวเข้าไปสู่สภาวะที่เราไม่รู้จักมากขึ้นเท่านั้น สุดท้ายความเสี่ยงจะมีขนาดใหญ่ขึ้นจนถึงจุดที่สังคมอาจจะไม่มีทรัพยากรเพียงพอที่จะรับมือได้ และผลกระทบจะตกอยู่กับสังคมในที่สุด