MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS: POR MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS: POR QUE DEVEMOS NOS PREOCUPARQUE DEVEMOS NOS PREOCUPAR

Carlos A NobreCentro de Ciência do Sistema Terrestre, INPE

Fot

o: D

avid

McG

rath

Centro de Ciência do Sistema Terrestre, INPE

Franca, SP, 18 de Março de 2009

1o Seminário Estadual sobre Mudanças Climáticas e Saneamento

Antropoceno

“A influência da humanidade no Planeta Terra nos últimos séculos tornou-se tão nos últimos séculos tornou-se tão significativa a ponto de constituir-se numa nova era geológica”

Prof. Paul Crutzen

Prêmio Nobel de Química 1995

S30

Slide 2

S30 The term Anthropocene was coined in 2000 by Nobel Prize winning scientist Paul Crutzen to describe the most recent period in the Earth’s history, starting with the industrial revolution in the 18th Century when the activities of the human race first began to have a significant global impact on the Earth's climate and ecosystems.Carlos; 01/10/2007

A cada hora,10,000 pessoas se somam à população

mundial

Atual

POPULAÇÃO MUNDIAL

6,6 bilhões

Aumento de CO2, N2O, CH4

Aquecimento Global

Degradação da terra

Perda de Biodiversidade

Os últimos 50 anos testemunharam uma dramática degradação do capital natural da Terra

Eutrofização

Poluição

Extração de Água

…..

1900 1950 2000

Rockstrom

““Fotografias” do Antropoceno

IGBP 2003

A cada hora,

4 Milhões de toneladas de CO2 são emitidos

A cada hora,

1,500 hectares de florestas são derrubadas

A cada hora,

3 espécies são extintas (1000 vezes mais rápido do que os processos naturais)

A cada hora,Atividades humanas adicionam 1.7 milhões de Kg nitrogênio

reativo às florestas, campos agrícolas e corpos d’água

O Desafio Populacional

• 1 bilhão de pessoas em países ricos

• 2 bilhões de pessoas progredindo

• 3 bilhões de pobres que necessitam progredir• 3 bilhões de pobres que necessitam progredir

• 3 bilhões de pessoas ainda por vir.

Em 2050, 86% da população mundial estarão nos países (hoje) em desenvolvimento, isto é, mais de 8,000,000,000 de consumidores tentando atingir os padrões de vida do Países

Desenvolvidos.

CO2

CH4

[CO2] aumentou de 280 ppm em 1750 para 383 ppm em 2007

[CH 4] aumentou de 715 ppb em

Observações dacomposição da

atmosfera mostramque

Todasas concentrações

atmosféricas dos Gsesde Efeito Estufa vêm

37%

148%

N2O

IPCC 2007 WGI

de 715 ppb em 1750 para 1774 ppb em 2005

[N20] aumentoude 270 ppb em 1750 para 319 ppb em 2005

de Efeito Estufa vêmaumentando,

tornando o aquecimento futuro

inequívoco

148%

18%

O Aquecimento éinequívoco!Aumento das temperaturas atmosféricas

Aumento do Aumento do nível do mar

Reduções da neve no HN

e os oceanos…

e a alta atmosfera…. 1896: Arrhenius liga causa a efeito!

O que nos aguarda no futuro e o que já foi comprometidoO Aquecimento vai aumentar se of GEEs aumentarem. Se os GEEs fossem mantidos constantes nos níveis atuais, um comprometimento de 0,6°C de aquecimento adicional aconteria até 2100.

2.8oC

3.4oC

CO2 Eq

850

1.8oC

600

4000.6oC

IPCC 2007 WGI

Em

issi

ons

(GtC

y-1)

8

9

10Actual emissions: CDIACActual emissions: EIA450ppm stabilisation650ppm stabilisationA1FI A1B A1T A2

SRES (2000)

taxas de

crescimento

das emissões

em %/ano

para 2000-

2010:

A1B: 2.42

2006

2005

2007

Fossil Fuel Emissions: Actual vs. IPCC Scenarios

(Avgs.)

Trajetória das Emissões Globais de Combustíveis Fósseis

1990 1995 2000 2005 2010

CO

2 E

mis

sion

s (G

tC y

5

6

7A2 B1 B2

A1B: 2.42

A1FI: 2.71

A1T: 1.63

A2: 2.13

B1: 1.79

B2: 1.61

Observações

2000-2007

3.5%

Raupach et al 2007, PNAS; Global Carbon Project (2008)

Top Emitters

1. China

2. USA

4. Russia

3. India

Percentagem

da Emissão Global A

nual

57%

43%

62%

38%

Protocolo

49.7%

50.3%

Presente

47%

Kyoto Protocol

Mudança nos Padrões Regionais de Emissssões

53%

Percentagem

da Emissão Global A

nual

Protocolo

de Kyoto

AdotadoUNFCCC

Protocolo

De Kyoto

Entra em

Vigor

Presente

J. Gregg and G. Marland, 2008, personal communication

Maiores Emissores

1. China

2. USA

4. Russia

3. India

emissões de combustíveis fósseis

desmatamento

7,6

1,5

2000-2006Fluxo de CO

2(Pg C a

-1)

Source

Balanço Global de Carbono Antropogênico (1850-2006)

CO2 atmosférico

oceano

terra

1,5

4,1

2,2

2,8

Fluxo de CO

Sink

Tempo (ano)

Le Quéré, unpublished; Canadell et al. 2007, PNAS

Demanda Global de Energia Primária

8

10

12

14

16

18

8

10

12

14

16

18Bilhõe

s de

tone

lada

s de

petróleo eq

uivalentee

nte Otutros renováveis

Biomassa

Hidro

Nuclear

Gas

Petróleo

Carvão

A demanda global cresce mais de 50% nos próximos 25 anos, com carvão crescendo mais em termos absolutos

0

2

4

6

8

1980 1990 2000 2010 2020 2030

0

2

4

6

8

1980 1990 2000 2010 2020 2030

Bilhõe

s de

tone

lada

s de

petróleo eq

uivalentee

nte

Atrasar a mitigação é perigoso e muito caro

60

70

80

90

100

Glo

bal E

mis

sion

s (G

tCO

2e)

450ppm CO2e

500ppm CO2e (falling to450ppm CO2e in 2150)

550ppm CO2e

19

0

10

20

30

40

50

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

Glo

bal E

mis

sion

s (G

tCO

2e)

Business as Usual

50GtCO2e

70GtCO2e

65GtCO2e

Source: Stern Review

Redução de emissões requirem ações em todos os setores

21

Potencial de Redução de Emissões de GEE por Setores

Há inúmeras opções de mitigação: algumas são lucrativas!

Source: McKinsey

Poderão os países em desenvolvimento atingir

padrões aceitáveis de desenvolvimento humano

sem sobrecarregar o meio ambiente?

Ecological Footprint and Human Wellbeing WWF– Gland, Switzerland and Global Footprint Network (GFN), Oakland, California USA.ISBN 978-2-88085-290-0

IDH

• Mais de 50% do PIB brasileiro depende de recursos naturais

Vulnerabilidade do Brasil às Mudanças Climáticas

depende de recursos naturais renováveis (e.g., agricultura, energia, etc.)

• O Brasil é país em desenvolvimento, (ainda) com índices significativos de desigualdade social e pobreza

O que o pode o Brasil fazer no tocante às O que o pode o Brasil fazer no tocante às mudanças climáticas globais?mudanças climáticas globais?

Mitigação E adaptação?

• A busca de um balanço apropriado entre mitigação das emissões e aumento da mitigação das emissões e aumento da capacidade de adaptação deve ser iniciado prontamente.

• Temos conhecimento suficiente sobre os impactos das mudanças climáticas no Brasil para guiar políticas públicas de adaptação?

Emissões Brasileiras de CO 2eq (1994)

1%

2%

17%

20%

Foco em redução das

emissões por usos da terrae agricultura

EMISSÕES BRASILEIRAS DE GEE

55%25%

EnergiaProcessos IndustriaisUso de Solventes e Outros ProdutosAgropecuáriaMudança no Uso da Terra e FlorestasTratamento de Resíduos

Considerando GWP do CH4 = 21

1% do PIB

Emissão brasileira de CO 2 em 1994 por setor

23%

3%

0%

0%

v

¾ das Emissões Brasileiras de CO2 advindas dos Desmatamentos!

Mitigar emissões no Brasil é principalmente reduzir desmatamentos!

Mitigação

74%

Energia Processos IndustriaisAgropecuária Desmatamento e queimadasTratamento de resíduos

Emissões brasileiras de CO2 (per capita):

• 0,5 ton C/ano de origem fóssil• 1,5 ton C/ano com desmatamentos médio• 1,0 ton C/ano com desmatamento de 2007

Primeiro passo: reduza o dano!• 2004: 27.361

km² desmatado

na Amazônia

Brasileira

• 2005 – 2007:

~60% de redução 5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

km2 /y

ear

INPE/Prodes & Deter

~60% de redução

no desmatamento≈17.000 km² de desmatamento evitado em 3 anos (linha de base de 20.000 km2/ano)

~ 220 milhões de ton C

~US$ 2,2 bilhões de valor de carbono

0

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Carbono na Biomassa

Plano Nacional de Mudanças Climáticas

• Compromisso voluntário, quantificável e verificável de reduzir continuamente os desmatamentos da Amazônia, atingido o máximo de 5 mil km2 ate 2017

• Com este cenário, calcula-se que emissões • Com este cenário, calcula-se que emissões brasileiras de GEE decresceriam 2/3 em relação à média histórica de 1990 ao presente.

• Mesmo com o projetato aumento das emissões do setor de energia e pecuária, em 2020 o Brasil poderá estar emitindo até 40% menos do que em 1990, meta muito superior áquela da UE.

O Brasil apresenta 45% da oferta interna de energia de

origem renovável

MatrizMatriz EnergéticaEnergética BrasileiraBrasileira

origem renovável

Fonte: EPE - 2007

Média mundial: 13%

OECD: 6%

Biomassa total (seca) e potencial de biocombustível em 2050 (EJ/ano).Uso global de energia hoje é: 450 EJ/ano

Biocombustíveis e Bionergia

OECD2007

CANA DE AÇÚCARCANA DE AÇÚCAR

Produtividade Agriícola– M tons/ha

Brazilian productivity

Produtividade da cana de açúcar no Brasil é 11% mais alta e cresceu mais de duas vezes a média de produtivdiade mundial

PRÓ-ALCOOL

35Source: Petrobrás

World average productivity

Áreas de Cana de Açúcar no Brasil

Amazon forest

Pantanal wetlands Atlantic coast forest

AdequaçãoAdequação ClimáticaClimática parapara plantasplantasherbáceasherbáceas e e arbóreasarbóreas com com

lignoceluloselignocelulose ……

UndefinedNot suitableUnproductive Very marginal MarginalModerately suitableSuitableVery suitableWaterProtectedBelow threshold

Source: GAEZ 2007, IIASA-LUC/FAO

… … sobresobre terrasterras disponíveisdisponíveis de de camposcampos, , caatingacaatinga, , savanassavanas ……

Reference climate

FLORESTA AMAZÔNICA

ÁreasÁreas

PotenciaisPotenciais de de ExpansãoExpansão dada

CanaCana de de AçúcarAçúcar parapara

o o ClimaClimaAtualAtual

Fontes: IBGE & CTC

Mata Atlântica

CANA DE AÇÚCAR

Pantanal

SUGAR CANEScenario A2

Year - 2010Current GovernmentPolicies precludeSugar cane expansionInto the Amazon

Baixo risco climáticoRisco temperatura baixaRisco de excesso hídricoBaixo risco com irrigação de manutençãoBaixo risco com forte irrigação de manutençãoAlto risco climático

Source: E. Assad, EMBRAPA, 2008

Low Climatic Risk

Irrigation

SUGAR CANEScenario A2

Year - 2020

Baixo risco climáticoRisco temperatura baixaRisco de excesso hídricoBaixo risco com irrigação de manutençãoBaixo risco com forte irrigação de manutençãoAlto risco climáticoÁrea de proteção ou excluída

Low Climatic RiskIrrigation

Source: E. Assad, EMBRAPA, 2008

SUGAR CANEScenario A2

Year - 2050

Baixo risco climáticoRisco temperatura baixaRisco de excesso hídricoBaixo risco com irrigação de manutençãoBaixo risco com forte irrigação de manutençãoAlto risco climáticoÁrea de proteção ou excluída

Low Climatic Risk

Irrigation

Source: E. Assad, EMBRAPA, 2008

SUGAR CANEScenario A2

Year - 2070

Baixo risco climáticoRisco temperatura baixaRisco de excesso hídricoBaixo risco com irrigação de manutençãoBaixo risco com forte irrigação de manutençãoAlto risco climáticoÁrea de proteção ou excluída

Low Climatic Risk

Irrigation

Source: E. Assad, EMBRAPA, 2008

Cana

2000

2200

2400

2600

2800N

º de

mun

icíp

ios

Precis A2

1200

1400

1600

1800

2000

Normal 2020 2050 2070

tempo

Nº

de m

unic

ípio

s

Precis B2

Biocombustíveis não são a panacéia …se área de floresta forem convertidas

• Se o objetivo primário dos biocombustíveis for a mitigação do aquecimento global no curto prazo (30 anos), é melhor enfocar o aumento na eficiência do aumento na eficiência do uso de combustíveis fósseis

• Conversão de áreas de florestas para biocombustíveis pode colocar pressão adicional no meio ambiente

Righelato and Spracklen, Science 17.Aug.2007

Tempo de “Re-Pagamento” de Carbono dos

Ecossistemas (ECPT)Número de anos após conversão para bioocombustível requerido para

reduções cumulativas de GEE pelo uso do biocombustível em relação ao

combustível fóssil deslocado para repagar o débito de carbono do

biocombustível.

Fargione et al. 2008, ScienceBRASIL

In the Cerrado biome global warming will pushthe present area of occurrence, and thediversity centre, to the southeast were suitableareas are aklready occupied by. More then40% of the species of trees will be extinct in2100. Using GARP .

Area with the higher diversity of species of trees diversity of species of trees in the optimistic scenario

Present area with the higher diversity of

species of trees

Area with the higher diversity of species of trees in the pessimistic scenario

Atlantic Forest

and Climate Change

A

Potential occurrence at present

Project occurrence for 2050 Low emissions scenario

Project occurrence for 2050 High emissions scenario

Based in Colombo 2007 , Using GARP .

- 30% - 65%

B C

Low emissions scenario High emissions scenario

Mata Atlântica : Área com a maior diversidade de espécies de árvores no

cenário de altas emiossões

B!

Cerrados : Área com a maior diversidade de

espécies de árvores no cenário de altas emiossões

Mata Atlântica : Área com a maior diversidade de espécies de árvores no

cenário de altas emiossões

Biodiversidade do Cerrado eda Mata Atlântica é

profundamente afetadapelas mudanças climáticas!

Cerrados : Área com a maior diversidade de

espécies de árvores no cenário de altas emiossões

FLORESTA AMAZÔNICA

ÁreasÁreas

PotenciaisPotenciais de de ExpansãoExpansão dada

CanaCana de de AçúcarAçúcar parapara

o o ClimaClimaAtualAtual

Fontes: IBGE & CTC

Mata Atlântica

CANA DE AÇÚCAR

Pantanal

ÁREAS PROJETADAS COMO DE MÁXIMA BIODIVERSIDADE PARA OS CERRADOS E A MATA ATLÂNTICA NO FINAL DO SÉCULO

Poderá o Brasil, no Século XXI, tornar-se uma “potência

ambiental” ou o primeiro país tropical desenvolvido?

Poderá o Brasil, no Século XXI, tornar-se uma “potência

ambiental” ou o primeiro país tropical desenvolvido?

O desafio de uma geração é inventarum novo paradigma de desenvolvimento para o Brasil, baseado em C&T, reconhecendo que os usos racionais dos abundantes recursos naturais renováveis e da biodiversidade podem ser a grande alavanca para o desenvolvimento.

OBRIGADO!

Mitigation policy instruments

• Pricing the externality - carbon pricing via tax or trading, or implicitly through regulation

• Bringing forward lower carbon technology - research, development and deploymentdevelopment and deployment

• Overcoming information barriers and transaction costs – regulation, standards

• Promoting a shared understanding of responsible behaviour across all societies – beyond sticks and carrots

54

Levelised costs of different technologies (£/MWh) : carbon price €40 per tonne CO2

60

70

80

90

100

Leve

lised

cos

t (£/

MW

h) Carbon component of levelised costLevelised cost

Source: BERR Energy Review 2006 (Fossil fuel price assumption (high gas price - Oil @ $70/bbl))

55

0

10

20

30

40

50

Gas PF Coal PF CoalCCS

IGCC Coal IGCC CoalCCS

On-shorewind - low

On-shorewind - high

Off-shorewind - low

Off-shorewind - high

Nuclear -low

Nuclear -high

Technologies

Leve

lised

cos

t (£/

MW

h)

Power price (January 2008)

Costs of new technologies fall over time with deployment

Capacidade

Adaptação de Sistemas Humanos

Perigo ExposiçãoCapacidade

Adaptativa

Risco ou

ImpactoVulnerabilidade

A complexidade das dimensões humanas

Mas nos adaptar a que?

• O conhecimento sobre os impactos das mudanças climáticas, no Brasil, ainda não permite elaboração de políticas públicas permite elaboração de políticas públicas focalizadas

• Necessidade de expandir nossa capacidade de gerar cenários adequados de mudanças climáticas e estudos subsequentes de impactos, adaptação e vulnerabilidade

Média sazonal de Mudanças de Temperatura (C) [(2071-2085)-(1961-90)]

Modelo Climático Regional Precis

D-J-F M-A-M

Cenário A2

(Ambrizzi et al 2007)(Ambrizzi et al 2007)(Ambrizzi et al 2007)(Ambrizzi et al 2007)

J-J-A S-O-N

Cenário A2

Média sazonal de Mudança de Precipitação (mm/dia) [(2071-2085)-(1961-90)]

Modelo Climático Regional PrecisD-J-F M-A-M

Cenário A2

(Ambrizzi et al 2007)(Ambrizzi et al 2007)(Ambrizzi et al 2007)(Ambrizzi et al 2007)

J-J-A S-O-N

Cenário A2

Tendências de precipitação

Projeção de Dias Secos Consecutivos

precipitação simulada pelo

modelo regional Precis

(2071-2100)

(Marengo et al 2007)(Marengo et al 2007)(Marengo et al 2007)(Marengo et al 2007)

“Num mundo desigual, as mudanças climáticas irão aumentar ainda mais

as desigualdades” M. Parry, co-presidente do IPCC WGII

As dimensõeséticasdas MudançasAs dimensõeséticasdas MudançasClimáticas Globais

Há uma questão de ética e justiça: as pessoasque vão sofrer as conseqüências mais graves

das Mudanças Ambientais Globais são aquelasque menos contribuiram ao problema

Produção de Cana de Açúcar e Necessidades de Irrigação

Alta

Média

Baixa

Inadequada

Fonte: Ministério da Agricultura

Matérias primas potenciais para biodiesel no BrasilV

olu

me

médio

grandesoja

Gordura animalalgodão

Tempo para

implantação

Vo

lum

e

pequeno

médio

Curto Médio Longo

Pinhão-manso Espécies

Nativas de palma

algodão

amendoim

dairy by-products

Palma (dendê),

girassol

canola

mamona

Cultura: Soja

Cenário A2Ano - 2020

SOJA

apta e produtoraaptainaptainapta e produtoraárea de proteção ou excluída

SOJA

Cultura: Soja

Cenário A2Ano - 2050

apta e produtoraaptainaptainapta e produtoraárea de proteção ou excluída

Cultura: Soja

Cenário A2Ano - 2070

apta e produtoraaptainaptainapta e produtoraárea de proteção ou excluída

Soja

210022002300240025002600

Nº

de

Mu

nic

ípio

s

Precis A2

17001800190020002100

Atual 2020 2050 2070

Tempo

Nº

de

Mu

nic

ípio

s

Precis B2

PotencialPotencial de de EnergiaEnergia EólicaEólica

Brasil hoje: aprox. 0,28 GW

Potencial aproveitável = 60 GW

Fonte: PE/MME

Velocidade Annual Média do Vento

Shaeffer et al., 2008 Climate Change: Energy Security. COPPE/UFRJ

Cenário B2Cenário A2

Cálculos indicam diminuição do potencial de energia eólicadevido ao decréscimo da velocidade do vento para os cenários

de mudanças climáticas

Shaeffer et al., 2008 Climate Change: Energy Security. COPPE/UFRJ

S35

Slide 72

S35 The term Anthropocene was coined in 2000 by Nobel Prize winning scientist Paul Crutzen to describe the most recent period in the Earth’s history, starting with the industrial revolution in the 18th Century when the activities of the human race first began to have a significant global impact on the Earth's climate and ecosystems.Carlos; 01/10/2007

Oferta Interna de Energia Elétrica - 2005

Capacidade de Geração Hidrelétrica das Bacias de Drenagem

Shaeffer et al., 2008 Climate Change: Energy Security. COPPE/UFRJ

Diminuição da Vazão dos Rios …

Shaeffer et al., 2008 Climate Change: Energy Security. COPPE/UFRJ

…mas, pequena alteração no potencialhidrelétrico.

S36

Slide 75

S36 The term Anthropocene was coined in 2000 by Nobel Prize winning scientist Paul Crutzen to describe the most recent period in the Earth’s history, starting with the industrial revolution in the 18th Century when the activities of the human race first began to have a significant global impact on the Earth's climate and ecosystems.Carlos; 01/10/2007

Potenciais de Mitigação por Setor em 2030

S33

Slide 76

S33 The term Anthropocene was coined in 2000 by Nobel Prize winning scientist Paul Crutzen to describe the most recent period in the Earth’s history, starting with the industrial revolution in the 18th Century when the activities of the human race first began to have a significant global impact on the Earth's climate and ecosystems.Carlos; 01/10/2007

2030

3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 192 20 21 22 23 24 25 26 270 1-10

40

30

20

10

0

987654-20

Cost of abatementEUR/tCO2e

Nuclear

Livestock/soils

Forestation

Industrial

CCS EOR;New coal

Industrial feedstock substitution

Wind;lowpen.

Forestation

Cellulose

Soil

Avoided

Coal-to-gas shiftCCS;

coal retrofit

Waste

Industrial

AvoiddeforestationAsia

Stand-by losses

Smart transitSmall hydro

Industrial non-CO2Airplane efficiency

Solar

Há inúmeras opções de mitigação: algumas são lucrativas!

-150

-140

-130

-120

-110-100

-160

-30

-40

-50-60

-70

-80

-90

Insulation improvements

Fuel efficient commercial vehicles

Lighting systemsAir Conditioning

Water heatingFuel efficient vehicles

Sugarcanebiofuel

Industrialnon-CO2

Celluloseethanol CCS;

new coal

Avoided deforestation

America

Industrial motorsystems

Industrial CCS

AbatementGtCO2e/year

Co-firingbiomass

• ~27 Gton CO2e below 40 EUR/ton (-46% vs. BAU)• ~7 Gton of negative and zero cost opportunities• Fragmentation of opportunities

Source: McKinsey 80

Emissões Globais Antropogênicas de GEE