2. Utsläppshandel, systemeffekter och kolets kretslopp

Du visar för närvarande 2. Utsläppshandel, systemeffekter och kolets kretslopp

Del 2 av 6

I del 1 landade jag i att individuellt och organisatoriskt “minska dina utsläpp” är ett nödvändigt men otillräckligt villkor för att globala utsläpp faktiskt ska minska och att den verkliga hävstången sitter på utvinningssidan. Den här delen går djupare in i varför. Vi gick igenom fyra mekanismer: reboundeffekten, carbon leakage, den gröna paradoxen och inlåsningen. De två sista är värda en kort repetition innan vi går vidare, för de förklarar tillsammans varför även välmenande politik möter så starkt strukturellt motstånd.

En kort repetition

Den gröna paradoxen (Sinn, 2008) beskriver hur en klimatpolitik som gradvis skärps kan få ägare av fossila tillgångar att öka utvinningstakten redan idag, som en rationell reaktion på att reserverna blir mindre värda i framtiden. Effekten är starkast vid ensidig, förutsägbar skärpning, och svagast vid snabb, multilateral reglering.

Carbon lock-in (Unruh, 2000, 2002) beskriver hur industriella ekonomier vuxit samman med sina fossilbaserade system, tekniskt, institutionellt och socialt, till ett självrefererande techno-institutional complex som belönar just de beteenden som håller det vid liv. Unruhs slutsats var att krafter utifrån systemet, snarare än anpassning inifrån det, sannolikt krävs för att bryta låsningen.

Den här delen går på djupet med en tredje mekanism som bara nämndes i förbigående i del 1: utsläppshandeln. Den skiljer sig från de andra två genom att den inte är ett hinder utanför politiken, utan ett verktyg vi själva byggt för att lösa problemet, och som under vissa förutsättningar kan hamna i vägen för sig självt.

Utsläppshandeln: lösningen som kan förvärra problemet

Tanken bakom ett handelssystem för utsläppsrätter, som EU:s ETS, är elegant: sätt ett tak för de samlade utsläppen inom ett antal sektorer, dela eller auktionera ut rätter att släppa ut upp till det taket och låt marknaden hitta var minskningarna är billigast att göra. Så länge taket är korrekt satt ska systemet garantera att den totala utsläppsminskningen blir precis den som taket anger, oavsett vem som gör vad.

Ett paradoxalt problem uppstår när enskilda aktörer, länder eller kommuner, vill göra mer än sin del inom ett system med ett redan fastställt tak.

Stäng ett kolkraftverk i ett land som omfattas av EU:s ETS. Om medlemslandet inte aktivt väljer att makulera de frigjorda utsläppsrätterna, vilket unionsrätten tillåter men inte kräver, kan de i stället auktioneras ut och köpas av en annan aktör inom samma system. Det samlade taket, och därmed den samlade utsläppsmängden inom systemet, förblir i vilket fall som helst detsamma. Effekten kallas i forskningslitteraturen “waterbed effect” (Perino och kollegor, flera artiklar 2017 till 2023), men bilden bär sig lika bra med en ballong. Trycker man ihop den på ett ställe buktar den ut på ett annat. Den samlade volymen luft i ballongen ändras inte bara för att man flyttar trycket.

Effekten är inte hundraprocentig i verkligheten, och det är värt att ta med för sakens skull. EU införde 2015 en mekanism, Market Stability Reserve, som drar undan och i vissa fall makulerar överskott av utsläppsrätter vilket gör systemet mer likt en ballong med ett litet pyshål än en helt sluten. Nationella åtgärder kan alltså ge viss nettoeffekt, men mindre än de ser ut att göra på pappret. Hur mycket beror starkt på systemets exakta utformning vid varje given tidpunkt.

Därtill omsluts inte hela världen av handelssystemet. Om till exempel EU minskar sin oljeförbrukning sänker det priset på världsmarknaden, vilket i sin tur gör det billigare för nationer utanför handelssystemet att köpa och elda upp samma olja. Det här är strikt taget inte samma mekanism som carbon leakage i del 1 (produktion som flyttar till en mindre reglerad jurisdiktion), utan en global, prismedierad rekyleffekt: en internationell variant av Jevons paradox, där minskad efterfrågan i ett system sänker priset och därmed ökar konsumtionen i ett annat.

Den verkliga faran ligger inte i mekaniken i sig, utan i hur den används retoriskt. “Vi har ju utsläppshandel” riskerar att bli ett alibi som gör det svårare för beslutsfattare att se behovet av andra systemiska lösningar, precis det mönster vi redan såg i del 1 när det gäller utsläppsredovisning och kompensation. Ett korrekt fungerande verktyg för en avgränsad uppgift, prissättning av utsläpp inom ett tak, tolkas som ett svar på en mycket större fråga, den globala utvinningstakten, som det aldrig var konstruerat för att svara på.

Vad de tre mekanismerna tillsammans säger

Ställ dem sida vid sida, och en tydligare bild av dagens dilemma framträder. Inlåsningen förklarar varför frivillig efterfrågestyrning har svårt att få genomslag. Systemet har, genom årtionden av ömsesidig anpassning mellan teknik, regelverk och affärsmodeller, blivit alltmer inflexibelt, en förstelning som uppstått genom att systemet blivit så effektivt inom sin egen logik, inte genom att någon medvetet konstruerat motståndet mot förändring. Den gröna paradoxen förklarar varför ett för snabbt, för ensidigt försök att bryta inlåsningen via aviserad reglering kan ge en motsatt effekt. Och utsläppshandeln visar att även ett väl konstruerat marknadsverktyg kan reproducera samma mönster som inlåsningen, om det får stå oemotsagt som “lösningen” snarare än som en av flera nödvändiga delar.

Slutsatsen är varken att göra ingenting eller att göra vad som helst. Den är mer specifik. Reglering på utvinningssidan fungerar bäst när den är multilateral, förutsägbar i sin bindande kraft men inte gradvis eftersläpande, och kopplad till institutioner som kan hålla den vid liv över tid, snarare än att vara summan av enskilda aktörers frivilliga vilja att minska sin egen efterfrågan, eller av ett handelssystem vars tak inte justeras i takt med ambitionen.

Om nuvarande utsläppshandel och frivilliga åtaganden förblir de huvudsakliga verktygen, utan att kompletteras med reglering på utvinningssidan, är en rimlig förväntan att priset på utsläppsrätter kommer fortsätta styra var inom systemet minskningarna sker, utan att med säkerhet påverka hur mycket som totalt tas upp ur marken globalt. ETS har onekligen drivit på investeringar i batterier, förnybar energi och ny processkemi inom gruv- och cementindustrin. Frågan är om det är rätt ställen. Uppströms utvinning, sjöfart och markanvändning har historiskt varit svagt eller inte alls täckta av systemet, vilket är precis där hävstången enligt del 1 faktiskt sitter. Det är inte ett skäl att avveckla utsläppshandeln. Det är ett skäl att sluta se den som svaret på en fråga den inte är konstruerad för att besvara och att rikta blicken mot var den faktiskt borde nå men inte gör det.

Våra utsläpp är numera en del av kolets kretslopp

Våra utsläpp är numera en del av kolets naturliga kretslopp, fast vi flyttar kol dit utan att ta bort något, vilket gör att mängden kol i atmosfär, hav och biomassa bara ökar.

Med inspiration från https://ugc.berkeley.edu/background-content/carbon-cycle/

Eftersom det är så stora tidsskillnader i kolets kretslopp så delar man upp kretsloppet i snabbt och långsamt kretslopp. Därtill lägger vi människans påverkan på kolets kretslopp. Det spänner över alla tidsskalor i samband med att vi tar “långsamt” kol och skickar in det i naturens snabba processer.

Snabba processer: Kol förflyttas mellan haven/sjöar, atmosfären, marken och levande organismer under tidsspann som sträcker sig från timmar till hundratals år. Till exempel tar växter genom fotosyntesen upp koldioxid direkt från atmosfären och dessa kolatomer blir en del av växternas uppbyggnad. När växter äts av växtätare, och dessa i sin tur äts av köttätare, vandrar kolet uppåt i näringsväven. Samtidigt återför växters, djurs och mikrobers andning kol till atmosfären i form av koldioxid (CO2). När organismer dör och bryts ned återförs kolet till atmosfären eller binds i marken tillsammans med en del av deras avfallsprodukter. Förbränning av biomassa vid skogsbränder frigör också stora mängder kol som lagrats i växter tillbaka till atmosfären.

På längre tidsskalor sker ett utbyte av betydande mängder kol mellan bergarter, havet och atmosfären, ofta under loppet av tusentals till miljontals år. Exempelvis binds luftens koldioxid genom vittring till bergarter. De sediment som bildas kan, tillsammans med organiskt material, transporteras (genom erosion) från land ut i havet, där de sjunker till botten. Detta kol från land, liksom kolatomer från koldioxid som havet tagit upp från atmosfären, kan inkorporeras i kalciumkarbonatskal (CaCO3) som bildas av alger, växter och djur. Dessa skal bäddas in och lagras i bottensediment. Allt eftersom sedimentlagren pressas samman omvandlas de till kalksten. Under miljontals år kan kolet ligga begravt i dessa kolhaltiga bergarter. Vid vulkanutbrott kan kolet frigöras och återföras till atmosfären. Kol överförs även från biosfären till berggrunden genom bildandet av fossila bränslen, en process som sträcker sig över miljontals år. Fossilt kol uppstår när fotosyntetiserande organismer – däribland landväxter (som främst bidrar till bildandet av kol) och plankton och alger i haven (som främst bidrar till bildandet av olja och naturgas) – begravs. När kolet väl har begravts tas det ur kretsloppet under tidsperioder som sträcker sig från miljontals till hundratals miljoner år.

Mänsklig aktivitet återför kol till atmosfären i form av koldioxid sker i en takt som är flera tusen gånger snabbare än den tid det tog att lagra kolet och betydligt snabbare än vad det naturliga kretsloppet hinner avlägsna det. Följaktligen ansamlas koldioxiden från förbränningen av fossila bränslen i atmosfären där den, genom att den förstärkt växthuseffekten, medför att värmeenergi lagras i atmosfär, hav, land och glaciärer. Detta leder i sin tur till klimatförändringar. Koldioxiden löser sig också i havsvattnet vilket orsakar havsförsurning.

Det snabba naturliga kolkretsloppet (biologiskt):

  • Fotosyntes: Växter, alger och mikroskopisk växtplankton tar upp koldioxid från luft eller vatten för att bilda näring och vävnad.
  • Andning: Levande djur och växter bryter ner näring för att utvinna energi och frigör koldioxid tillbaka till luften eller vattnet.
  • Nedbrytning: Svampar och bakterier bryter ner dött organiskt material och återför kol till marken och atmosfären.

Det långsamma naturliga kolkretsloppet (geologiskt):

  • Upplösning: Haven tar upp enorma mängder koldioxid från atmosfären och bildar karbonater som bygger upp skal och marina sediment.
  • Sedimentering: Under miljontals år omvandlas sammanpressat organiskt material och skal till bergarter och fossila bränslen.
  • Vulkanism: Tektonisk aktivitet och vulkanutbrott frigör lagrat kol från jordens inre tillbaka till atmosfären.

Människans påverkan på kolets kretslopp sker främst genom förbränning av fossila bränslen, cementtillverkning och storskalig skogsavverkning. Detta flyttar stora mängder kol som tidigare varit bunden i bergrund, mark och biomassa till atmosfären i form av koldioxid. Den ökade halten koldioxid i luft gör att kol binds i vatten vilket bidrar till försurning av haven. Vi tar däremot inte bort något av kolet från atmosfär och hav. (Plantering av träd sorteras in under snabba naturliga kolkretsloppet. Det må vara en människa som planterar trädet, men det är trädet/naturen som genom fotosyntes binder kol från atmosfären):

  • Fossila bränslen: olja, kol och naturgas: Kolet har varit stabilt bundet i mark och berggrund i miljontals år. Vid förbränning frigörs kol som binds med luftens syre till koldioxid.
  • Cementproduktion: Tillverkning bygger på upphettning av kalksten. Vid den processen frigörs koldioxid som en biprodukt.
  • Markanvändning och skogsavverkning: Minskad upptagning av koldioxid: När skogar avverkas försvinner träd som annars suger upp och lagrar koldioxid. Frisättning av kol: Bränning eller nedbrytning av avverkat trä och skogsavfall släpper ut lagrat kol i luften. Jordbruk: Plogning och intensivt jordbruk bryter ned mull i marken vilket frigör koldioxid.
Källa: https://keelingcurve.ucsd.edu/

Det som verkligen spelar roll för klimatet och den förstärkta växthuseffekten är inte själva utsläppen i sig. Det som avgör växthuseffekten är den ackumulerade mängden växthusgaser i atmosfären. Keelingkurvan är en graf som visar säsongsbetonade och årliga förändringar i atmosfärens koldioxidhalt (CO2) sedan 1958, baserat på mätningar vid Mauna Loa-observatoriet på Hawaii. Bilden ovan visar indirekta mätningar av halten koldioxid 2000 år tillbaka i tiden samt Keelingkurvan, dvs direkta mätningar, för de senaste 60 åren. Grafen, som togs fram av den amerikanske klimatforskaren Charles David Keeling vid Scripps Institution of Oceanography, åskådliggör ökningen av koldioxid i atmosfären. Det är världens längsta sammanhängande mätserie av atmosfärisk koldioxid, och den betraktas allmänt som ett av de främsta och mest välkända resultaten av en långsiktig vetenskaplig studie.

Keelingkurvan visar hur halten koldioxidhalten i atmosfären förändras. Före industrialiseringen (ca 1750) så var halten koldioxid i princip konstant, detta trots stora naturliga flöden. Men de naturliga utsläppen av koldioxid, tex genom skogsbränder, förmultning och flöden från haven, var lika stora som naturens upptag av koldioxid. Naturen var i balans. Men i och med människans intensiva förbränning, inledningsvis av biomassa, därefter kol sedan olja och naturgas, så har halten stadigt stigit. Utsläppen till atmosfären (naturliga och mänskliga) är större än upptagen/kolsänkorna. Kurvan visar att genomsnittshalten har stigit från cirka 316 ppmv (miljondelar per volymsenhet) år 1959 till omkring 370 ppmv år 2000 och 430 ppmv år 2026. Genomsnittshalten ökade med 1,3 till 1,4 ppmv per år fram till mitten av 1970-talet, och under 2010-talet ökade den med mer än 2 ppmv per år. Den årliga ökningen av koldioxidhalten i atmosfären är i stort sett proportionell mot den mängd koldioxid som släpps ut i atmosfären genom förbränning av fossila bränslen. Mellan 1959 och 1982 fördubblades utsläppstakten av koldioxid från förbränning av fossila bränslen, från cirka 2,5 miljarder till 5 miljarder ton kolekvivalenter per år. År 2020 hade koldioxidutsläppen stigit till nästan 10 miljarder ton kolekvivalenter per år. Denna utsläppsökning återspeglas i kurvan genom en ökning av lutningen över tid. Knappt hälften av koldioxidutsläppen stannar kvar i atmosfären från år till år, en siffra som bland andra James Hansen och kollegor lyft fram. Resten binds i biomassa respektive hav (vilket leder till försurning av haven).

Våra utsläpp påverkar alltså halten koldioxid i luften. Men det riktigt intressanta är just precis halten koldioxid i luften. Det är först när vi har halverat våra årliga mänskliga utsläpp som vi kan hoppas på att halten i luften inte ska fortsätta att öka! Detta förutsätter att naturliga positiva återkopplingar inte kickar in. Till exempel att ett allt varmare hav frigör koldioxid istället för att netto binda koldioxid. Eller att permafrosten tinar vilket ökar förmultning vilket i sin tur leder till ökade utsläpp av koldioxid och metan (en annan växthusgas). Eller att det blir omfattande skogsbränder vilket snabbt frigör kopiösa mängder koldioxid.

En hållbar koncentration växthusgaser ligger på mellan 280 och 350 ppm. Vi är nu på 430 och den stiger, accelererande. Varje kolatom vi utvinner ur berggrunden flyttar vi från naturens långsamma kolcykel till dess snabba kolcykel. Det är det som är den primära orsaken till att klimatet förändras.

I del 3 lämnar vi utsläppsfrågan för ett ögonblick och konstaterar att koldioxid bara är en av flera planetära vars gränser vi redan tänjer och varför det gör systembilden ännu mer komplex.

/Martin

Gå vidare till del 3. Koldioxid är bara en av alla systemförändringar

Källor och vidare läsning

Sinn, H.-W. (2008). Public policies against global warming: a supply-side approach. International Tax and Public Finance, 15, 360–394.

van der Ploeg, F. & Withagen, C. (2015). Global warming and the Green Paradox. Review of Environmental Economics and Policy, 9(2).

Jensen, S., Mohlin, K. & Sterner, T. (2015). An introduction to the Green Paradox: the unintended consequences of climate policies. Review of Environmental Economics and Policy, 9(2).

Unruh, G.C. (2000). Understanding carbon lock-in. Energy Policy, 28, 817–830.

Unruh, G.C. (2002). Escaping carbon lock-in. Energy Policy, 30, 317–325.

Buschmann, P. & Pesch, U. (2019). The overlooked role of discourse in breaking carbon lock-in. WIREs Climate Change, 10(3).

Perino, G., Ritz, R.A. & van Benthem, A. (2019). Understanding Overlapping Policies: Internal Carbon Leakage and the Punctured Waterbed. NBER Working Paper No. 25643.

Perino, G. & Willner, M. (2017). EU-ETS Phase IV: allowance prices, design choices and the market stability reserve. Climate Policy, 17, 936–946.

Fuss, S. m.fl. (2018). A framework for assessing the performance of cap-and-trade systems: insights from the European Union Emissions Trading System. Review of Environmental Economics and Policy, 12, 220–241.

Meadows, D.H. (1999). Leverage Points: Places to Intervene in a System. The Sustainability Institute.

Newell, P. & Simms, A. (2020). Towards a fossil fuel non-proliferation treaty. Climate Policy, 20(8), 1043–1054.

University of California Museum of Paleontology (u.å.). The Carbon Cycle. Understanding Global Change, University of California, Berkeley. ugc.berkeley.edu/background-content/carbon-cycle/

Hansen, J., Kharecha, P. & Sato, M. (2013). Climate forcing growth rates: doubling down on our Faustian bargain. Environmental Research Letters, 8, 011006.

Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego (löpande uppdaterad). The Keeling Curve. keelingcurve.ucsd.edu