研究称空调排放或在2050年超过美国当前年排放量,令1.5°C控温目标更趋复杂

一项新研究显示,尽管空调在高温与热浪中有助于降低健康风险,但其快速普及可能在未来数十年显著推高温室气体排放,并对将全球变暖控制在1.5°C以内的目标构成额外压力。

该研究由伯明翰大学牵头的国际团队完成,成果发表于《自然通讯》。研究团队将气候科学、能源系统建模与不平等分析结合,基于共享社会经济路径与代表性浓度路径(SSP与RCP)构建多种未来情景,覆盖从强力气候行动到高排放的发展路径,以评估全球冷却需求、空调使用与相关排放的变化。

研究结果显示,到2050年全球空调使用量预计将增加一倍以上。在中等情景下,冷却用电量可能达到4493太瓦时;在高排放情景下,用电量还将更高。研究估算,空调相关排放在最坏情况下可能达到每年85亿吨二氧化碳当量,超过当前美国的年度排放量(59亿吨二氧化碳当量)。

研究团队指出,推动排放上升的主要因素并非仅来自气温升高本身,而是收入增长带来的冷却消费扩张、更多家庭采用并更频繁使用空调。

额外变暖与地区不平等

研究人员估计,到2050年空调使用带来的额外变暖约为0.03°C至0.07°C,具体取决于全球所处的排放路径。研究同时以航空出行作对比,称这一增温影响相当于约740亿至1830亿次跨大西洋往返航班所对应的量级。研究认为,在1.5°C目标“剩余空间”有限的背景下,这一增量不可忽视。

论文还指出冷却获取存在显著不平等:南亚与非洲等更需要冷却的地区空调普及率最低;而欧洲、北美等较富裕地区冷却需求相对较低,但空调使用率更高。

伯明翰大学通讯作者单玉立表示,全球变暖导致气温上升与热浪增多,同时部分受影响较重国家的经济增长使更多人能够通过空调应对极端高温;随着气温继续上升,防御高温的措施可能反过来加剧变暖问题。他还表示,需要更快转向更清洁、更高效的冷却技术,并确保弱势群体能够公平获得冷却。

“发展困境”:公平冷却与排放上升

研究认为,低收入限制了部分地区冷却的可及性,但若缩小差距以实现更公平的热舒适,可能带来额外的变暖影响。研究估算,低收入地区收入增长引发的需求增加可能带来显著的空调增量:中等收入水平将增加9400万台空调,高收入水平增加1.5亿台,最高收入水平则超过2.2亿台。

北京理工大学张洪志博士(第一作者)表示,若所有低收入地区达到与富裕地区相同的空调使用率,相关全球排放将大幅上升;即便在最有利于气候的情景下,也可能额外增加0.05°C的变暖。研究提到,张洪志曾以访问博士生身份在伯明翰大学工作,师从单玉立。

研究方法与模型框架

研究团队首先估算在气温升高背景下人们对冷却的需求,并将湿度纳入考量,同时按人口分布对结果加权,以反映人口密集地区冷却需求的重要性。随后,研究将冷却需求输入全球能源经济模型GCAM,用以预测空调购买量、用电规模及设备带来的温室气体排放。

研究在五个SSP-RCP情景下运行GCAM,以比较可持续发展路径与化石燃料依赖路径中空调使用与排放的差异,并估算各情景下空调使用带来的具体增温贡献。研究还按收入与气候条件对地区进行比较,建立计量经济模型以识别“需要空调但负担不起”的区域。最后,研究使用气候模拟器MAGICC测算空调排放对应的额外变暖幅度。

研究团队同时提出,除加快电力系统清洁化外,还可通过更快采用低污染冷却液作为制冷剂、改进建筑隔热与遮阳设计,以及调整使用行为(如调低空调温度、错峰使用)等方式降低冷却相关排放。


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