1
Skog og Klima
Anders Hammer Strømman
NTNU
Med bidrag fra
Francesco Cherubini, Glen Peters*, Terje Berntsen*
Edgar Hertwich og Ryan Bright
* CICERO
E-mail: [email protected]; Phone: +477359894
2
Tema
: Klima og Skog
• Hva er CO2 ekvivalenter ?
• Er det forskjell på CO2 fra olje og ved ?
• Hvordan beregne CO2 ekvivalenter for biobrensel
• Hva er albedo ?
• Hva betyr albedo for klimaeffektene av skogbruk ?
3
Hva
er CO2 ekvivalenter
4
Hva
er CO2 ekvivalenter
Klimagasser : Absorberer infrarød
stråling og varmer atmosfæren.
5
Hva
er CO2 ekvivalenter
Absorbert energi bestemmes av:
I) Infrarød absorberingsevne per enhet
gass
II) Gassens levetid i atmosfæren
Klimagasser : Absorberer infrarød
stråling og varmer atmosfæren.
6
Hva
er CO2 ekvivalenter
Absorbert energi fra Klimagass Y
GWPY =
Absorbert energi fra CO2
kg CO2ekviv. = kg Y x GWPY
Absorbert energi bestemmes av:
I)
II)
Infrarød absorberingsevne per
enhet gass
Gassens levetid i atmosfæren
7
Levetid for ulike klimagasser
IRF – ImpulsResponsFunksjon
%-vis andel
i
atmosfæren
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
CO2
30%
20%
N2O
CH4
10%
0%
0
50
100
150
200
250
Tid (År)
300
350
400
450
500
8
Tidshorisont
– IPCC 20,100 eller 500 år
Påvirker relativ viktighet av ulike GHG
IRF – ImpulsResponsFunksjon
%-vis andel
i
atmosfæren
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
CO2
30%
20%
N2O
CH4
10%
0%
0
50
100
150
200
250
Tid (År)
300
350
400
450
500
9
GWP
for ulike gasser
10
Finn noe som er litt snodig…
IRF – ImpulsResponsFunksjon
%-vis andel
i
atmosfæren
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
CO2
30%
20%
N2O
CH4
10%
0%
0
50
100
150
200
250
Tid (År)
300
350
400
450
500
11
Tema
: Klima og Skog
• Hva er CO2 ekvivalenter ?
• Er det forskjell på CO2 fra olje og ved ?
• Hvordan beregne CO2 ekvivalenter for biobrensel
• Hva er albedo ?
• Hva betyr albedo for klimaeffektene av skogbruk ?
12
CO
2 i et lukket system
13
CO
2 Resirkulering (forbrenning og nyplanting)
Mengde karbon i systemet er konstant
14
CO
2 Innførsel (fossilt brensel)
CO2
Mengde karbon i systemet er øker
15
Globale
Karbonmodeller : Bern CC
Global Carbon Project 2009
16
Antropogent
CO2
IRF – ImpulsResponsFunksjon
andel i
atmosfæren
Tid (År)
17
Tema
: Klima og Skog
• Hva er CO2 ekvivalenter ?
• Er det forskjell på CO2 fra olje og ved ?
• Hvordan beregne CO2 ekvivalenter for biobrensel
• Hva er albedo ?
• Hva betyr albedo for klimaeffektene av skogbruk ?
18
19
CO
2 Fra biomasse
Atmosphere
B
Above ground
carbon stock
Y CO
in
2
A
X CO2
out
Rotation period, r
Time, years
20
CO2 i atmosfæren under gjenvekst
Atmosphere
Above ground
carbon stock
Y CO
in
2
A
B
Oppvarming
under gjenvekst
X CO2
out
Rotation period, r
Time, years
21
Beregning av ny IRF for biogent CO2
andel i
atmosfæren
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0
20
40
60
80
-0.20
Anthropogenic CO2
Tid (År)
100
120
140
22
Beregning av ny IRF for biogent CO2
andel i
atmosfæren
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0
20
40
60
80
100
-0.20
Anthropogenic CO2
Tid (År)
Annual crops (r=1 year)
120
140
23
Beregning av ny IRF for biogent CO2
andel i
atmosfæren
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0
20
40
60
80
100
120
-0.20
Anthropogenic CO2
Annual crops (r=1 year)
Tid (År)
Poplar (r=20 years)
140
24
Beregning av ny IRF for biogent CO2
andel i
atmosfæren
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0
20
40
60
80
100
120
-0.20
Anthropogenic CO2
Annual crops (r=1 year)
Tid (År)
Poplar (r=20 years)
Birch (r=60 years)
140
25
Beregning av ny IRF for biogent CO2
andel i
atmosfæren
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0
20
40
60
80
100
120
140
-0.20
Anthropogenic CO2
Annual crops (r=1 year)
Poplar (r=20 years)
Tid (År)
Birch (r=60 years)
Spruce (r=100 years)
26
CO2 ekvivalenter for biobrensel
TH
GWPbio 
AGWPbioCO2
AGWPCO2

C0   CO2  f  t  dt
0
TH
C0   CO2  y  t  dt
 kg CO2  eq.
Biogenic CO2 emissions are
treated as the other GHGs
0
Annual
crops
Fast
growing
biomass
Tropical
forest
Temperate
forest
Boreal
forest
Rotation
VIRF
r
GWPbio GWPbio GWPbio GWPbio
(years) TH = 20 TH = 100 TH = 500 TH = 20
1
0.04
0.01
0.00
0.02
10
0.38
0.11
0.03
0.22
20
0.75
0.22
0.07
0.47
30
1.05
0.32
0.10
0.68
40
1.21
0.43
0.13
0.80
50
1.30
0.54
0.16
0.87
60
1.35
0.64
0.20
0.90
70
1.37
0.75
0.23
0.93
80
1.39
0.86
0.26
0.94
90
1.41
0.96
0.29
0.95
100
1.42
1.05
0.33
0.96
FIRF
GWPbio
TH = 100
0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
0.21
0.25
0.30
0.34
0.39
0.43
GWPbio
TH = 500
0.00
0.01
0.02
0.02
0.03
0.04
0.05
0.05
0.06
0.07
0.08
27
Tema
: Klima og Skog
• Hva er CO2 ekvivalenter ?
• Er det forskjell på CO2 fra olje og ved ?
• Hvordan beregne CO2 ekvivalenter for biobrensel
• Hva er albedo ?
• Hva betyr albedo for klimaeffektene av skogbruk ?
28
Den
globale strålingsbalansen
F = T4
α = 0.13
Jordoverflaten sin albedo verdi styrer 54% av
kortbølgebalansen.
29
Albedo
er viktig i høyere breddegrader - Snø
Source: Betts, Nature, (2000)
• Barskog reflekterer lite kortbølgestråling.
• Snø på barmark reflekterer over 200% mer
• Forskjellen på barmark og skog er vesentlig
30
Et
Isolert fokus på CO2 og Karbon er ikke nok
for å forstå av klimaaspektene knyttet til
skogforvaltning
• ” Failure to account for albedo forcing (EESF)
may have consequences that are potentially at
odds with the aims of climate change mitigation”
(Betts 2007)
31
Skogbrann i Alaska gav netto kjøling
• Randerson et.al 2006, Science.
• Donnely Flats, Alaska
• Netto kjøling ( tilsv. negative utslipp)
Source: Randerson et al., (2006)
32
Konklusjon
• Hva er CO2 ekvivalenter ?
Definert av forholdet mellom energi absorbert av klimagass X og
CO2 over en gitt tipsperiode.
• Er det forskjell på CO2 fra olje og ved ?
Nei, CO2 er CO2, men den marginale konsentrasjonsresponsen
er forskjelling: Dette gir ulik levetid og ulik klimapåvirkning.
• Hvordan beregne CO2 ekvivalenter for biobrensel
Beregne absorbert energi fra CO2 gjennom gjenvektsperioden.
• Hva betyr albedo for klimaeffektene av skogbruk ?
For boreal skog så kan dette utgjøre like mye som CO2
belastningen fra forbrenning.
I) Beregninger av klimaeffekten av bioenergi fra skog må
revideres.
II) Avvent mer kunnskap på området. (IPCC 5AR)