Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 2022, T. 506, № 2, стр. 66-72

ВВЕДЕНИЕ

Геологическая история Земли и населяющей ее цивилизации развивается по своим естественнонаучным законам, для которых, в отличие от экономических и гуманитарных проблем, геополитические возмущения не столь значимы. Поэтому проблема глобальных изменений климата, которая мировым научным сообществом признана как одна из важнейших для благополучия человечества [1], неизменно сохраняет свое значение. Правительства большинства стран мира, осознавая потенциальную угрозу развития глобального потепления для мировой экономики, последовательно принимали важные решения по ограничению антропогенного воздействия на климат (Рамочная конвенция ООН об изменении климата, 1992; Киотский протокол, 1997; Парижское соглашение РКИК, 2015; Пакт Глазго, 2021), направленные на предотвращение повышения среднеглобальной температуры более чем на 1.5°–2.0° по сравнению с доиндустриальным периодом (1850–1900 гг.) – уровнем, признанным максимально допустимым [1].

Однако, как было показано в [2–4], меры, предусмотренные Парижским соглашением, не способны обеспечить достижение этой цели, и лишь новые масштабные ограничения, накладываемые недавним Пактом Глазго (2021), теоретически позволяют реализовать эту возможность. Вместе с тем воплощение курса Глазго потребует беспрецедентных усилий во всех основных отраслях мировой экономики – энергетике, транспорте, сельском и лесном хозяйстве – и сегодня выглядит трудновыполнимым. Авторы настоящей работы не раз выражали сомнение в том, что мировое сообщество располагает реальными возможностями для удержания повышения средней глобальной температуры в заданных пределах. Эта задача действительно выглядит почти неразрешимой, но только в том случае, когда народонаселение мира продолжит свой безостановочный рост в период вплоть до конца столетия.

ДЕМОГРАФИЯ

Именно так сегодня выглядит демографическая картина мира в представлении Отдела народонаселения ООН (далее ООН) (рис. 1), согласно которой численность населения мира стабилизируется в конце столетия на уровне 9–11 млрд чел., т.е. примерно на четверть выше современного. Соответственно, и влияние на окружающую среду (без применения дополнительных ограничительных мер) также обречено на возрастание в ближайшие десятилетия. Совершенно очевидно, что масштаб этого влияния критическим образом зависит от того, какому именно из представленных на рис. 1 сценариев суждено осуществиться. Случилось так, что представления ООН играют доминирующую роль в области демографического прогнозирования. В самом деле, почти во всех известных нам прогнозах развития энергетики, промышленности, сельского и лесного хозяйства, транспорта используется только один долгосрочный демографический прогноз¹¹ – это медианный прогноз ООН, который выпускается на регулярной основе каждые два года, начиная с 1980-х гг., а нерегулярно – с 1951 г. Такая беспредельная вера в единственный источник прогноза не встречается ни в одной другой области современного знания и вызвана в немалой степени тем, что ООН до сих пор, по-видимому, хорошо справляется с возложенной на нее миссией. Например, численность народонаселения мира, составившая 7.79 млрд чел. в 2020 г., практически точно совпадает с прогнозом 1980 г. [8], но, правда, сильно отличается от прогноза 1973 г. в 8.42 млрд чел. и даже прогноза 1990 г. в 8.09 млрд чел. [9]. Таким образом, все, что известно сейчас – это способность ООН продуцировать удовлетворительные прогнозы с точностью до 5% на горизонтах до 40 лет [9], но про качество более далеких прогнозов сегодня сказать ничего нельзя, поскольку горизонты дальностью более 50 лет вошли в обращение лишь в 1994 г., а свыше 80 лет – только в 2010 г. Однако теперь, в свете событий последних десятилетий, уже не кажется невероятным резкое снижение фертильности²² во многих странах мира до уровня гораздо ниже простого воспроизводства населения и поэтому стоит присмотреться к тем демографическим прогнозам, которые достаточно тщательно и подробно изучают такую возможность.

Рис. 1.

Эволюция “средних” сценариев численности мирового населения ООН по оценкам 1995–2019 гг. и данные демографической статистики [12].

На недостатки прогнозов ООН обращают внимание ряд современных исследователей [6, 7, 10, 11]. Главный недостаток этих прогнозов видится в весьма произвольном предположении о финальной конвергенции фертильности к единому значению в 1.75 для всех стран мира, преодолевших в своем развитии порог фертильности в 2.1, соответствующий простому воспроизводству населения. Однако в последнюю четверть столетия появились десятки стран, в которых фертильность упала гораздо ниже 1.75 и остается на этом чрезвычайно низком уровне десятилетиями (Греция, Италия, Польша, Таиланд, Тайвань, Южная Корея и др.). Оказывается также, что финальные значения фертильности прекрасно коррелируют с двумя ключевыми социальными факторами – продолжительностью обучения и доступностью средств регулирования рождаемости для женщин репродуктивного возраста. Учет этих новых обстоятельств позволяет выстроить более обоснованные демографические модели, которые предсказывают достижение пика численности населения мира уже через несколько десятилетий с заметной последующей депопуляцией до конца столетия. Анализ публикаций последних лет показывает, что численность населения планеты в конце текущего столетия скорее может находиться в пределах 6–9 млрд чел. (рис. 2), что, несомненно, должно сказаться на воздействии земной цивилизации на окружающую среду. В этой системе воззрений медианный прогноз ООН является вовсе не золотой серединой, как многие склонны полагать, а верхней огибающей целого семейства альтернативных сценариев (рис. 2). В настоящей работе используются два таких сценария [10] вместе с традиционным медианным сценарием ООН [12].

Рис. 2.

Сценарии численности населения мира [6, 10–12].

ЭНЕРГЕТИКА И ВЫБРОСЫ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

В первую очередь вышеупомянутые демографические процессы повлияют на мировое энергопотребление. Как было показано ранее [13], в результате постиндустриального развития удельное душевое энергопотребление стабилизируется на уровне, в основном определяемом природно-географическими условиями, и в среднем по миру составит около 3 т у.т./(чел. год), что почти не отличается от современного. Это означает, что динамика будущего энергопотребления практически полностью определена демографическим фактором.

Для настоящих расчетов мы используем два демографических сценария из работы [10] – высокий “базовый (reference)” и более низкий “устойчивый (SDG)” как наиболее аргументированные с медицинской точки зрения и находящиеся в верхней и нижней частях диапазона депопуляционных сценариев (рис. 2).

В этом случае снижение численности населения приводит к уменьшению потребления энергии в мире (рис. 3), которое к концу столетия может достигнуть 20–40% от базового варианта (примерно 30 млрд т у.т. к 2100 г.). Более того, в радикальном сценарии SDG валовое энергопотребление уже к середине столетия прекращает свой рост, а к концу века и вовсе оказывается ниже современного.

Рис. 3.

Валовое (Е) и удельное (е) коммерческое энергопотребление по демографическим сценариям WPP2019 medium [12], reference и SDG [10] вместе с историческими данными UN/BP.

Уменьшение потребления энергии неминуемо приводит к снижению эмиссии основного парникового газа – диоксида углерода. В настоящей работе мы рассматриваем два варианта развития мировой энергетики в текущем столетии:

1) “const CC rate” – сохранение темпов снижения углеродной интенсивности энергопотребления, предусмотренных Парижским соглашением (примерно 0.8% в год) [2];

2) “const nonCO2 rate” – сохранение темпов развития безуглеродных источников энергии (ГЭС, АЭС, НВИЭ), необходимых для выполнения условий Парижского соглашения, при которых ежегодное производство энергии с их помощью к 2100 г. достигнет примерно 20 млрд т у.т. [2].

В результате мировая индустриальная эмиссия диоксида углерода после 2030 г. существенно снижается, на 15–40% по сравнению с базовым Парижским сценарием из [2], а в наиболее радикальном варианте – даже в 10 раз к концу столетия (рис. 4).

Рис. 4.

Индустриальная эмиссия СO₂: базовый Парижский сценарий [2], сценарий Глазго-энергопереход [14] и расчеты настоящей работы для двух вариантов демографических сценариев [10] вместе с историческими данными CDIAC/UN/BP.

КОНЦЕНТРАЦИИ CO₂ И СРЕДНЕГЛОБАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА

Результаты расчетов изменения среднеглобальной концентрации диоксида углерода для двух вариантов развития мировой энергетики по демографическим сценариям [10] “reference” и “SDG” представлены на рис. 5. Снижение индустриальной эмиссии углекислого газа за счет демографически обусловленного уменьшения энергопотребления существенно меняет тенденции изменения содержания этого основного парникового газа в атмосфере Земли и формирует максимум концентрации СО₂ во второй половине столетия на уровне 500–520 млн^–1, за которым следует ее дальнейшее снижение.

Рис. 5.

Изменение среднеглобальной концентрации диоксида углерода С: модельные оценки настоящей работы для двух вариантов демографических сценариев [10], а также исторические данные МГЭИК и NOAA.

Изменения выбросов прочих парниковых газов (метан, закись азота, хлорфторуглеводороды и пр.), а также оксидов серы и соответствующий радиационный форсинг (изменения теплового радиационного баланса атмосферы) принимались пропорциональными снижению численности населения для каждого из демографических сценариев по сравнению с базовым (“Парижским”) сценарием.

Выполненные на комбинированной климатической модели МЭИ расчеты изменения среднеглобальной температуры по используемым демографическим сценариям представлены на рис. 6 вместе с оценками из недавней работы [14] для сценария имплементации инициатив по трансформации мировой энергетики конференции сторон РКИК ООН в Глазго (2021).

Рис. 6.

Изменения среднеглобальной температуры ΔT_глоб (в отклонениях от среднего за 1850–1900 гг.): модельные оценки настоящей работы для двух вариантов демографических сценариев [10], базовый сценарий “Париж” из [2], сценарии “Глазго-энергопереход” и “Глазго-полный” из [14], а также данные наблюдений CRU.

Следует отметить, что рассмотренные здесь альтернативные демографические сценарии [10] не предполагают осуществление жестких насильственных мер по ограничению рождаемости – напротив, даже наиболее радикальный сценарий SDG непосредственно вытекает из Целей устойчивого развития, провозглашенных Генеральной Ассамблеей ООН в 2015 г., предусматривающих распространение современных образовательных, медицинских и гигиенических стандартов на развивающиеся страны. Тем более поразительно, что по сути глобальная гуманитарная акция оказывает на динамику климата эффект в перспективе даже больший, чем осуществление Великого энергетического перехода (рис. 6). Демографический переход позволяет достичь главной цели Парижского соглашения, используя преимущественно гуманитарные средства без болезненной и чрезвычайно затратной ломки мировой энергетической системы и отказа от исторически сложившихся стандартов потребления, неизбежно связанных с глобальным энергопереходом. Сходные результаты получены и другими исследователями, например, [15], которые указывают на важную роль демографической политики (планирование семьи, контроль рождаемости и пр.) в снижении антропогенного воздействия на климатическую систему.

ВЫВОДЫ

1. Мировое сообщество не располагает реальными возможностями ограничить повышение температуры 2°C и тем более 1.5°C в случае, если не будет остановлен рост народонаселения мира во время жизни нынешнего поколения.

2. Естественное развитие процессов в демографической сфере, таких как развитие женского образования, расширение доступности средств регулирования рождаемости, поощрение миграции, способствует разрешению климатической и иных проблем, связанных с деградацией окружающей среды.

3. Прогресс в гуманитарной области может существенно снизить напряжение, связанное с необходимостью ускоренных энергоперехода и декарбонизации.