10. Klimata pārmaiņas un ekonomika

Klimata pārmaiņu antropogēnās (cilvēka radītās) ietekmes ir pierādītas daudzos zinātniskos pētījumos – gan atsevišķu zinātnieku, gan starptautisku pētnieku grupu un vides aģentūru darbos. Cilvēka radītās ietekmes galvenokārt ir saistītas ar fosilā kurināmā (ogles, dabasgāze, nafta) izmantošanu, lai ražotu enerģiju – elektrisko enerģiju vai siltumenerģiju. Un enerģija ir viens no ļoti svarīgiem ekonomiskās attīstības priekšnoteikumiem, jo tā nodrošina ražošanas un pakalpojumu sniegšanas iespējamību.

Nākamo reizi, kad šaubīsieties, vai sasniegt galamērķi ar personīgo automašīnu, sabiedrisko transportu vai kājām vai ar velosipēdu, iedomājieties arī par sava lēmuma ietekmi uz klimata pārmaiņām. Viena atsevišķa cilvēka lēmuma sekas, patiešām, var būt relatīvi nelielas, taču daudziem cilvēkiem kopā ir iespēja ietekmi ievērojami palielināt. Piemēram, ja tikai daži cilvēki izvēlas izmantot velosipēdu automašīnas vietā, ielas nekļūs daudz brīvākas, bet, ja pilsētas iedzīvotāji masveidā sāktu izmantot velosipēdus, autosatiksme tiktu būtiski atslogota, samazinātos degvielas patēriņš un automašīnu sastrēgumi, uzlabotos gaisa kvalitāte un arī iedzīvotāju veselība. Spilgti piemēri attīstītai veloceliņu infrastruktūrai un ievērojami mazākai automašīnu plūsmai ir redzami Amsterdamā un Kopenhāgenā. Arī citas Eiropas pilsētas aizvien lielāku uzmanību pievērš videi un cilvēkam draudzīgākām pārvietošanās iespējām pilsētās – veido veloceliņus, attīsta infrastruktūru elektroautomobiļiem, pilnveido sabiedriskā transporta infrastruktūru u.tml. Parīzē 2015. gada 27. septembris tika pasludināts par dienu bez automašīnām. Tajā dienā Parīzes ielās bija atļauta vienīgi neatliekamo avārijas dienestu automašīnu kustība.

10.1. att. Riteņbraucēji Amsterdamas ielās.

Foto: Dž. Dimante

Cilvēkiem kā atbildīgiem patērētājiem arī ir iespēja ietekmēt, kāda veida preces tiek pieprasītas. Tā kā pircēji aizvien vairāk uzmanības pievērš dažādiem ekomarķējumiem, piemēram, ES „Ekopuķītei”, kas apzīmē produktu ar samazinātu ietekmi uz vidi (zemāks ūdens patēriņš, noteiktu vielu neizmantošana utt.), ražotāji ir spiesti ņemt vērā šīs pircēju prasības, lai varētu savu produkciju realizēt. Tādējādi arī katrs cilvēks ar saviem patēriņa paradumiem ietekmē kopējo tautsaimniecības ietekmi uz vidi.
Klimata pārmaiņām ir globālas sekas, tāpēc to risināšanai ir nepieciešama gan vietējo cilvēku iesaiste un rīcība, gan starptautiska sadarbība. Kā būtiskākie ar ekonomiku saistītie klimata pārmaiņu cēloņi ir iedzīvotāju skaita eksponenciālais pieaugums, rūpniecības straujā attīstība, kuras nodrošināšanai nepieciešams aizvien vairāk enerģijas, un globalizācija, kas prasa aizvien lielāku degvielas patēriņu sakarā ar izejvielu un gatavo produktu transportēšanu lielos attālumos. Dažādas tautsaimniecības nozares palielina siltumnīcefektu, galvenokārt, patērējot enerģiju, taču tas notiek arī citos tehnoloģiskajos procesos, emitējot siltumnīcefektu izraisošas gāzes (SEG).

Vislielākā nozīme siltumnīcefekta veicināšanai ir oglekļa dioksīda emisijām, kas veido apmēram trīs ceturtdaļas no kopējā SEG emisiju apjoma, un to galvenais avots ir fosilā kurināmā sadedzināšana, kas ir nepieciešama elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošanā, transportēšanā un visās citās tautsaimniecības nozarēs, kurās tiek izmantota enerģija.

Arī vairākos ražošanas procesos, kas nav saistīti ar kurināmā sadedzināšanu, rodas oglekļa dioksīda emisijas ķīmisko reakciju rezultātā, piemēram, cementa, metālu un tērauda ražošanā. Būtiska nozīme oglekļa dioksīda emisiju samazināšanai ir energoefektivitātes uzlabošanai un atjaunojamo energoresursu (AER) – biomasas, hidroenerģijas, saules, vēja un ģeotermālās enerģijas izmantošanai. Taču arī AER izmantošana nav brīva no SEG emisijām. Tās rodas, lai, piemēram, saražotu un transportētu vēja ģeneratorus vai saules baterijas un kolektorus, uzbūvētu dambjus hidroelektrostaciju vajadzībām u.tml. Lai novērstu oglekļa dioksīda emisiju nonākšanu atmosfērā, tiek strādāts pie tehnoloģijām, kas ļautu piesaistīt un droši uzglabāt oglekļa dioksīdu pazemes izsmeltās naftas un gāzes atradnēs vai dziļos sālsūdens nesējslāņos.

Metāna izmešu galvenie avoti ir lauksaimniecība un atkritumu saimniecība. Metāns rodas dažādu organisko vielu trūdēšanas procesā, tātad visās jomās, kur šāda trūdēšana notiek – lauksaimniecībā (it īpaši, lopkopībā un rīsu audzēšanā), mežsaimniecībā, atkritumu saimniecībā u.tml.

Metāns rodas daudzos dabiskos procesos, piemēram, purvos, pārveidojoties organiskajām vielām. Metāna aprites cikls ir ievērojami īsāks nekā oglekļa dioksīdam, taču tā ietekme uz siltumnīcefektu ir 23 reizes lielāka. Tas nozīmē, ka 1 tonna metāna atbilst siltumnīcefektam, ko rada 23 tonnas oglekļa dioksīda. Tā kā metāns ir galvenā dabasgāzes sastāvdaļa, tad arī dažādas citas nozares rada metāna emisijas, ko izraisa noplūdes gāzes un naftas ieguves, pārstrādes, glabāšanas un transportēšanas procesā. Tomēr arī atjaunajamo energoresursu izmantošana rada metāna emisijas. Tās rodas dambju dēļ, kas veidoti hidroelektrostaciju (HES) vajadzībām. Uzpludinot ūdeni dambī, milzīgs augu un koku daudzums tiek pakļauts trūdēšanas procesam un metāns uzkrājas dubļos. Pēc ūdens līmeņa pazemināšanas, kad dubļus vairs nesedz ūdens, metāns lielos daudzumos nonāk atmosfērā. Pētījumos par metāna emisiju apjomu no HES dambjiem iegūti ļoti atšķirīgi rezultāti. Lielākās emisijas ir novērotas dambjos, kas atrodas tropu joslā – tie emitē apmēram 1300–3000 g CO_2ekv./kWh, bet tikai 160– 250 g CO_2ekv./kWh jaukto mežu joslā.

Salīdzinājumam: termoelektrostacijās, ko darbina ar gāzi, emisijas ir 400– 500 g CO_2ekv/kWh, ar naftu – 700– 900 g CO_2ekv/kWh  un oglēm 900–1200 g CO_2ekv./kWh. Arī dabiskos procesos radušās metāna emisijas ir iespējams samazināt, izmantojot tehnoloģijas, kas ļauj savākt un pārstrādāt trūdošos materiālus vai metāna gāzi atkritumu izgāztuvēs, izmantojot lopu barošanas ieteikumus, kas ļauj samazināt dabisko metāna rašanos gremošanas procesā, uzlabojot naftas un gāzes ieguves, pārstrādes un transportēšanas tehnoloģijas un iekārtu kvalitāti.

Slāpekļa(I) oksīds N₂O arī ir daudzu dabisku procesu produkts, un tā ietekme uz siltumnīcefektu ir 296 reizes lielāka nekā oglekļa dioksīdam. Galvenās ekonomiskās darbības, kas rada N₂O ir lauksaimniecība, fosilā kurināmā sadedzināšana, notekūdeņu apsaimniekošana un rūpnieciskie procesi. Lauksaimniecībā N₂O emisijas izraisa augsnes bagātināšana ar slāpekļa minerālmēsliem un kūtsmēsliem. Slāpekļa(I) oksīds rodas arī transporta nozarē, sadedzinot degvielu, kā arī dažu sintētisko materiālu ražošanas procesā. Slāpekļa(I) oksīda emisijas var samazināt, efektīvāk izmantojot minerālmēslus un kūtsmēslus, samazinot degvielas patēriņu transporta līdzekļos un uzlabojot tehnoloģijas.

Fluoru saturošām gāzēm nav dabisko avotu, un tās veidojas tikai cilvēku saimnieciskās darbības rezultātā. Tās tiek emitētas dažādos rūpnieciskajos procesos, piemēram, alumīnija  un pusvadītāju ražošanā. Daudzām fluoru saturošām gāzēm ir ļoti augsts siltuma absorbcijas potenciāls, pat vairāk kā 22 000 reižu lielāks nekā oglekļa dioksīdam. Tāpēc pat to mazai koncentrācijai atmosfērā var būt liela ietekme uz siltumnīcefektu. Turklāt dažām no šīm vielām aprites ilgums atmosfērā ir mērāms tūkstošos gadu. Fluorogļūdeņraži tiek izmantoti kā dzesējošās vielas, aerosolu propelenti (izsmidzinātāji), šķīdinātāji, un antipirēni (aizsargvielas pret degšanu). Šīs ķīmiskās vielas tika izstrādātas, lai aizstātu tādas ozona slāni noārdošās vielas kā hlorfluorogļūdeņražus un hidrohlorfluorogļūdeņražus, kas tiek pakāpeniski aizliegtas atbilstoši Monreālas protokolam par vielām, kas grauj ozona slāni (tas stājās spēkā 1989. gadā). Fluoru saturošo gāzu emisijas ir iespējams samazināt, pilnveidojot tehnoloģijas, aizstājot fluoru saturošās gāzes ar gāzēm, kurām ir mazāks siltumnīcefekta potenciāls, kā arī attīstot šo gāzu atkārtotu izmantošanu. Klimata pārmaiņu starpvaldību padomes 5. ziņojumā, kas publicēts 2014. gadā, secināts, ka apmēram trīs ceturtdaļas no SEG emisijām ir oglekļa dioksīda emisijas gan no fosilā kurināmā izmantošanas, gan no mežsaimniecības un zemes izmantošanas. Savukārt fluoru saturošās gāzes veido tikai aptuveni 2%. no emisijām. Emisiju sadalījumā pa nozarēm pasaulē starp tiešajām emisijām vislielākais īpatsvars – 24% tiek radīts lauksaimniecībā, mežsaimniecībā un cita veida zemes izmantošanā, 21% rada ražošana, bet 14% – transports.

Vidējais SEG emisiju gada pieaugums laika periodā no 2000. līdz 2010. gadam ir palielinājies līdz 2,2% gadā salīdzinājumā ar 1,3% vidējo pieaugumu laikā no 1970. līdz 2000. gadam. Tas ir noticis apstākļos, kad ir zinātniski apstiprinājies, ka SEG emisijas ir cēlonis globālās temperatūras paaugstinājumam, kad ir notikušas neskaitāmas klimata pārmaiņu izraisītas katastrofas un attīstītās valstis ir noteikušas konkrētus SEG emisiju samazināšanas mērķus Kioto protokola ietvaros. Tas ir skaidrojams ar ļoti straujo attīstības valstu ekonomisko izaugsmi, kas izraisījusi lielu enerģijas patēriņa un SEG emisiju pieaugumu. Kopējais iedzīvotāju skaits attīstības valstīs laikā no 1990. līdz 2009. gadam pieauga par apmēram 33%, savukārt kopējās CO₂ emisijas no kurināmā sadedzināšanas ir palielinājušās par apmēram 139%.

10.2. att. Gada sadalījums CO₂ emisijām no fosilā kurināmā sadegšanas izmaiņām četrās cēloņu grupās: iedzīvotāju skaits, iekšzemes kopprodukts uz vienu iedzīvotāju, IKP enerģijas patēriņa intensitāte¹ un fosilā kurināmā enerģijas oglekļa intensitāte². Kopējās emisiju izmaiņas ir apzīmētas ar trijstūri.

¹IKP enerģijas patēriņa intensitāte (energy intensity) ir enerģijas patēriņš tonnās (vai gigatonnās Gt) naftas ekvivalenta (toe), kas dalīts ar IKP, EUR. Savukārt tonna naftas ekvivalenta (toe) ir vispārpieņemts standartizēts lielums, kas ir definēts, balstoties uz 1 tonnu naftas ar zemāko sadegšanas siltumu 41 868 kilodžouli/kg.

² Fosilā kurināmā enerģijas oglekļa intensitāte (carbon intensity of energy) ir emitētās CO_2e tonnas dalītas ar saražoto enerģiju kg toe. CO_2e masu tonnās aprēķina atbilstoši katras SEG ekvivalences faktoram. Piemēram, viena tonna N₂O ir ekvivalenta 298 t CO₂.

„Climate Change 2015: The Physical Science Basis”, IPCC

Būtiskāko CO₂ emisiju pieaugumu, ko radījusi fosilā kurināmā sadedzināšana, ir izraisījis globālā kopprodukta pieaugums, nedaudz mazāka ietekme ir iedzīvotāju skaita pieaugumam. Pateicoties IKP iegūšanā ieguldītajam enerģijas samazinājumam, emisijas ir pieaugušas lēnāk nekā pieaudzis IKP, kas 10.1. attēlā redzamas kā negatīvas izmaiņas.

IKP enerģijas intensitāti ietekmē gan izmantoto tehnoloģiju enerģētiskā efektivitāte, gan tautsaimniecības struktūra: rūpniecības, pakalpojumu un lauksaimniecības proporcijas. Savukārt enerģijas oglekļa intensitāte rāda, cik daudz oglekļa emisiju tiek radīts, izmantojot enerģiju vienas tonnas naftas ekvivalenta apjomā. To, galvenokārt, ietekmē izmantotie energoresursi. Piemēram, enerģija, kas saražota HES, nerada oglekļa tiešās emisijas, bet akmeņogles rada ievērojami lielākas emisijas nekā dabasgāze.

Pēdējās desmitgadēs ir veikta virkne uzlabojumu tehnoloģijās, kas samazina patērētās enerģijas daudzumu, ir attīstīti dažādi alternatīvie energoresursi, tomēr emisijas turpina palielināties, jo ekonomiskās aktivitātes pieaugums ir straujāks nekā panāktie energoefektivitātes uzlabojumi. To vides ekonomikā sauc par „atsitiena” efektu Tas nozīmē, ka tehnoloģiskie uzlabojumi izraisa lielāku pieprasījumu pēc uzlabotajiem produktiem un kopējais patēriņš pat palielinās.

Klimata pārmaiņu starpvaldības padomes 5. ziņojumā (2014. gadā) ir izstrādāti vairāki scenāriji, kas parāda iespējamās globālās temperatūras izmaiņas. Lai ierobežotu globālo sasilšanu līdz <2 °C (salīdzinājumā ar pirmsindustriālā laikmeta (18. gs. vidus) temperatūru), ir nepieciešams stabilizēt oglekļa dioksīda koncentrāciju atmosfērā līdz 445–490 ppm. Tas savukārt prasa, lai pasaules CO₂ emisijas līdz 2050. gadam tiek samazinātas par 40–70 procentiem salīdzinājumā ar 2010. gada emisiju līmeni, bet līdz 2100. gadam jāpanāk nulles vai negatīvs emisiju līmenis (to panāk, noglabājot CO₂). Tas prasīs būtiskas izmaiņas daudzās tautsaimniecības nozarēs.

Vēl pie cilvēku izraisītām SEG emisijām jāmin ugunsgrēki. Pētījumi liecina, ka mežu ugunsgrēki, piemēram, ASV un Aļaskā rada aptuveni 290 miljonus CO₂ tonnu gadā. Tas ir apmēram 4–6% no kopējām SEG emisijām, ko ASV emitē, sadedzinot fosilo kurināmo. SEG un dažādu veselībai kaitīgu vielu emisijas rodas arī, izmantojot ieročus, uguns nelaimju laikā, kā arī izšaujot svētku salūtus. Piemēram, pētījumu rezultāti rāda, ka Cīrihē nacionālo svētku laikā, kas parasti tiek atzīmēti ar salūtu visā Šveicē, vairāku kaitīgu gāzu koncentrācijas līmeņi ir desmit reizes augstāki par fona koncentrāciju vienu nedēļu pirms un divas nedēļas pēc svētkiem.

Paralēli SEG koncentrācijas palielināšanai atmosfērā, kas izraisa globālo sasilšanu, tautsaimniecībā radītais gaisa piesārņojums rada arī pretēju efektu, kas neļauj Saules gaismai izkļūt caur atmosfēru. „Aptumšošanu” izraisa sīko daļiņu (putekļu, pelnu, kvēpu) nonākšana un izkliede atmosfērā. Šīs daļiņas rodas dažādos degšanas procesos un šo procesu efekts ir gluži pretējs – atdzišana. Taču, rūpējoties par cilvēku un citu dzīvo būtņu veselību, tiek pievērsta liela uzmanība sīko daļiņu emisiju samazināšanai, kas samazinās arī „aptumšošanas” efektu un nākotnē var vēl vairāk paātrināt globālo sasilšanu.

10.3. att. Būtiskākie antropogēnie klimata pārmaiņas ietekmējošie faktori.

Cīņu par klimata pārmaiņu ātruma samazināšanu ievērojami apgrūtina dažādi pretējie efekti, kas rodas, cenšoties uzlabot cilvēku veselību un dzīves kvalitāti. Piemēram, lai samazinātu oglekļa emisijas, mēs izmantojam HES, bet tropu joslā tas palielina metāna emisiju. Audzējot enerģētiskās kultūras, lai pārietu uz atjaunojamiem energoresursiem, mēs apdraudam bioloģisko daudzveidību un aizņemam zemi, kas būtu nepieciešama pārtikas audzēšanai. Uzlabojam gaisa kvalitāti, attīrot to no sīkajām daļiņām, taču vienlaikus samazinām “aptumšošanas” efektu. Tāpēc, risinot klimata pārmaiņu un tās adaptācijas jautājumus, īpaša uzmanība jāpievērš sistēmiskajai domāšanai, kurā tiek analizēti cēloņi, sekas un atgriezeniskās saites pēc iespējas plašākā sistēmā, lai, risinot vienu problēmu, nenodarām vēl lielāku kaitējumu citā jomā.