analys: vilka länder är historiskt ansvariga för klimatförändringen?

historiskt ansvar för klimatförändringar är kärnan i debatter om klimaträttvisa.

historien är viktig eftersom den kumulativa mängden koldioxid (CO2) som släppts ut sedan början av den industriella revolutionen är nära knuten till 1.2 C av uppvärmning som redan har inträffat.

totalt har människor pumpat runt 2,500 bn ton CO2 (GtCO2) i atmosfären sedan 1850, vilket lämnar mindre än 500gtco2 av återstående kolbudget för att hålla sig under 1.5 C uppvärmning.

detta innebär att i slutet av 2021 kommer världen kollektivt att ha bränt igenom 86% av kolbudgeten för en 50-50 sannolikhet att stanna Under 1.5 C, eller 89% av budgeten för två tredjedelar Sannolikhet.

i den här artikeln tittar Carbon Brief på nationellt ansvar för historiska CO2-utsläpp från 1850-2021, uppdateringsanalys publicerad 2019.

för första gången inkluderar analysen CO2-utsläpp från markanvändning och skogsbruk, utöver de från fossila bränslen, vilket väsentligt förändrar topp 10.
på första plats på rankingen har USA släppt mer än 509gtco2 sedan 1850 och ansvarar för den största andelen historiska utsläpp, visar Carbon Brief-analys, med cirka 20% av den globala totalen.

Video visar, efter rankad nation, kumulativa CO2-utsläpp från fossila bränslen, markanvändning och skogsbruk, 1850-2021 (miljoner ton). Nederst till höger, återstående kolbudget för att begränsa den globala uppvärmningen vid 1.5C (50-50 chans). Animation av Tom Prater för Carbon Brief.

Kina är en relativt avlägsen sekund, med 11%, följt av Ryssland (7%), Brasilien (5%) och Indonesien (4%). Det senare paret är bland de 10 största historiska emittrarna på grund av CO2 från deras land.

samtidigt står stora postkoloniala europeiska nationer, som Tyskland och Storbritannien, för 4% respektive 3% av den globala totalen, exklusive utländska utsläpp under kolonialt styre.

dessa nationella summor baseras på territoriella CO2-utsläpp, vilket återspeglar var utsläppen äger rum. Dessutom tittar analysen på effekterna av konsumtionsbaserad utsläppsredovisning för att återspegla handeln med koldioxidintensiva varor och tjänster. Sådana konton är endast tillgängliga under de senaste decennierna, även om handeln kommer att ha påverkat nationella summor genom modern historia.

analysen utforskar sedan siffrorna i förhållande till befolkningen, där lik av Kina och Indien faller ner i rankingen. I synnerhet beror rankningen per capita starkt på den använda metoden och – till skillnad från kumulativa utsläpp, totalt sett – dessa siffror relaterar inte direkt till uppvärmning.

slutligen presenterar denna artikel en detaljerad förklaring av data bakom analysen, varifrån den kommer och hur den sammanställdes, inklusive antaganden, osäkerhet och förändrade gränser.

• varför kumulativ CO2 är viktigt
• nationellt ansvar för historiska utsläpp
• kumulativa konsumtionsutsläpp
• kumulativa utsläpp per capita
• metod: fossila data
• metod: industriell baslinje
• metod: ändra gränser
• metod: utsläpp av markanvändning

varför kumulativ CO2 betyder

det finns ett direkt, linjärt samband mellan den totala mängden CO2 som frigörs av mänsklig aktivitet och uppvärmningsnivån vid jordens yta. Dessutom har tidpunkten för ett ton CO2 som släpps ut endast en begränsad inverkan på mängden uppvärmning som det i slutändan kommer att orsaka.

detta innebär att CO2-utsläpp från hundratals år sedan fortsätter att bidra till uppvärmningen av planeten – och nuvarande uppvärmning bestäms av den kumulativa summan av CO2-utsläpp över tiden.

detta är den vetenskapliga grunden för kolbudgeten, den totala mängden CO2 som kan släppas ut för att ligga under en viss gräns för globala temperaturer.

länken mellan kumulativa utsläpp och uppvärmning mäts av ”transient climate response to kumulative emissions” (TCRE), uppskattad av den senaste rapporten från Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) till 1.65 C per 1,000 bn ton kol (0.45 C per 1,000gtco2).

Carbon Briefs analys för denna artikel visar att människor har släppt ut cirka 2 504 gtco2 i atmosfären sedan 1850,en siffra som överensstämmer med de som presenteras av IPCC och av Global Carbon Project, en internationell ansträngning för att kvantifiera koldioxidutsläpp och sänkor varje år.

baserat på TCRE motsvarar de kumulativa CO2 – utsläppen uppvärmning på cirka 1,13 C-och temperaturerna 2020 nådde cirka 1,2 C över förindustriella nivåer.

(denna artikel behandlar inte utsläpp av växthusgaser eller aerosoler som inte är CO2, vilka huvudsakligen är kortlivade och därför inte ackumuleras över tiden på samma sätt som CO2. Uppvärmningseffekten av icke-CO2-gaser balanseras grovt av kylningen från aerosoler.)

diagrammet nedan visar hur snabbt globala CO2-utsläpp har ökat under de senaste 70 åren. Det belyser också uppdelningen mellan CO2-utsläpp från fossila bränslen och cement, som visas i grått, jämfört med dem från markanvändning, förändrad markanvändning och skogsbruk (LULUCF, grön).

årliga globala CO2-utsläpp från fossila bränslen och cement (mörkgrå) samt från markanvändning, förändrad markanvändning och skogsbruk (grön), 1850-2021, miljarder ton. Källa: Carbon kort analys av siffror från den globala Carbon Project, CDIAC, vår värld i Data, Carbon Monitor, Houghton och Nassikas (2017) och Hansis et al (2015). Diagram av Carbon Brief med Highcharts.

på global nivå har utsläppen från markanvändning och skogsbruk varit relativt konsekventa under de senaste två århundradena. De uppgick till cirka 3gtco2 1850 och står på ungefär 6GtCO2 idag, trots stora förändringar i regionala avskogningsmönster över tiden.

(en synlig spik 1997 orsakades av utbredda skogsbränder i Indonesien och andra delar av Asien, som senare beskrivs som en ”aldrig tidigare skådad ekologisk katastrof”.)

däremot har utsläppen av fossila bränslen fördubblats under de senaste 30 åren, fyrdubblats under de senaste 60 åren och ökat nästan tolv gånger under det senaste århundradet. 0.2gtco2 som släpptes 1850 uppgår till bara en halv procent av den ungefär 37GtCO2 som sannolikt kommer att släppas ut 2021.

trots att den stora majoriteten av CO2-utsläppen idag är från förbränning av fossila bränslen, har mänsklig aktivitet, såsom avskogning, gjort ett betydande bidrag till den kumulativa summan.

förändring av markanvändning och skogsbruk tillförde cirka 786 gtco2 under 1850-2021, vilket motsvarar nästan en tredjedel av den totala summan, med de återstående två tredjedelarna (1 718 gtco2) från fossila bränslen och cement.

när det gäller att tilldela nationellt ansvar för nuvarande uppvärmning är det därför omöjligt att ignorera det viktiga bidraget från CO2-utsläpp på grund av förändring av markanvändning och skogsbruk.

sammantaget ger kumulativa utsläpp mellan 1850-2021 upp till cirka 86% av kolbudgeten för en jämn chans att stanna Under 1.5 C, eller 89% av budgeten för två tredjedelar chans.

när utsläppen har ökat har koldioxidbudgeten använts i en accelererande takt, med hälften av den kumulativa summan sedan 1850 har släppts under de senaste 40 åren ensam.

från början av 2022 skulle den återstående 1.5 C – budgeten (50% sannolikhet) användas inom 10 år, om årliga utsläpp förblir på nuvarande nivåer-och budgeten för två tredjedelar sannolikhet att stanna Under 1.5 C skulle vara bara sju år.

nationellt ansvar för historiska utsläpp

frågan om vem som är ansvarig för att använda koldioxidbudgeten är helt klart avgörande i samband med klimaträttvisa debatter. Det talar om ansvaret för att hantera klimatförändringarnas effekter hittills – liksom vem som borde göra mest för att förhindra ytterligare uppvärmning.

att tilldela ansvar är dock långt ifrån enkelt. Carbon Briefs analys tittar främst på kumulativa nationella territoriella utsläpp, eftersom det här är hur tillgängliga data presenteras.

(alternativa tillvägagångssätt diskuteras längre ner i artikeln.)

i lösa termer ger kumulativa nationella tilldelningar ”ansvar” för historiska utsläpp till det moderna landet som upptar det territorium som släpptes ut Tidigare. Det är uppenbart att skiftande territoriellt ägande och enande och upplösning av länder komplicerar saker (se nedan).

på denna grund – och inklusive alla mänskliga källor till CO2 – visar animationen ovan för första gången de länder som är mest ansvariga för historiska utsläpp när de ackumuleras under 1850-2021.

varje stapel, markerad med en samtida nationell flagga, representerar ett lands kumulativa utsläpp över tiden och är färgkodad efter region i världen, enligt kartan i det övre högra hörnet.

året och storleken på den återstående kolbudgeten för 1.5 C när den används över tiden anges i nedre högra hörnet.

historien om nationella CO2-utsläpp är också en historia av utveckling. Medan de förändrade positionerna i rankingen relaterar till en mängd faktorer, uppstår några breda teman.

under de första decennierna av tidslinjen dominerades globala CO2-utsläpp av markanvändningsförändring och skogsbruk och detta återspeglas i topp 10 som visas i animationen.

under denna period var de största utsläppen främst geografiskt omfattande nationer som huggade ner sina tempererade skogar för jordbruksmark och för bränsle, såsom USA, Ryssland och Kina.

i USA spreds till exempel en våg av bosättare över kontinenten från öst till väst, efter deras ”uppenbara öde” och rensade mark för jordbruk när de gick.

samtidigt började några europeiska länder (som till stor del hade rensat sin mark för jordbruk före 1850) stiga upp i rankningen eftersom de befann sig i koldriven industrialisering, inklusive Frankrike, Tyskland och-framför allt – Storbritannien.

även om dessa länder har minskat sina utsläpp avsevärt under de senaste decennierna, är de fortfarande bland de viktigaste bidragsgivarna till historisk uppvärmning idag.

regnskogsnationerna i Brasilien och Indonesien avskogades också i slutet av 19 och början av 20-talet av bosättare som odlar gummi, tobak och andra kontanta grödor. Men avskogningen började” på allvar ” från omkring 1950, inklusive för boskapsskötsel, skogsavverkning och palmoljeplantager.

USA förblir i första position för sina kumulativa CO2-utsläpp under hela tidsserien, eftersom utvecklingen fortsatte först med utbredd användning av kol, sedan med tillkomsten av bilen.

i slutet av 2021 kommer USA att ha släppt ut mer än 509gtco2 sedan 1850. Vid 20.3% av den globala totalen är detta den överlägset största andelen och är förknippad med cirka 0.2 C uppvärmning hittills.

detta visas i diagrammet nedan, som också delar upp varje lands kumulativa total i utsläpp från användning av fossila bränslen (grå) eller från förändring av markanvändning och skogsbruk (grön).

de 20 största bidragsgivarna till kumulativa CO2-utsläpp 1850-2021, miljarder ton, uppdelade i delsummor från fossila bränslen och cement (grå) samt markanvändning och skogsbruk (grön). Källa: Carbon kort analys av siffror från Global Carbon Project, CDIAC, vår värld i Data, Carbon Monitor, Houghton och Nassikas (2017) och Hansis et al (2015). Diagram av Carbon Brief med Highcharts.

på andra plats är Kina, med 11.4% av kumulativa CO2-utsläpp hittills och runt 0.1C för uppvärmning. Medan Kina har haft höga landrelaterade utsläpp hela tiden, är dess snabba, koleldade ekonomiska boom sedan 2000 den främsta orsaken till dess nuvarande position.

( se metoden för mer information om Kinas preindustriella kolanvändning.)

Kinas CO2-produktion har mer än tredubblats sedan 2000 och överträffat USA för att bli världens största årliga emitter, ansvarig för cirka en fjärdedel av den nuvarande årliga summan.

Ryssland är tredje, med cirka 6,9% av de globala kumulativa CO2-utsläppen, följt av Brasilien (4,5%) och Indonesien (4,1%). I synnerhet visar diagrammet ovan hur det senare paret är i topp 10 till stor del som ett resultat av deras utsläpp från avskogning, trots relativt låga totaler från användningen av fossila bränslen.

Tyskland, på sjätte plats med 3.5% av de kumulativa utsläppen tack vare sin kolberoende energiindustri illustrerar hur vissa länders marksektorer har blivit kumulativa CO2-sänkor snarare än källor, eftersom träd har återvänt till tidigare avskogade områden.

(Observera att de uppgifter som används för denna artikel bygger på den vetenskapliga metoden för redovisning av utsläpp av markanvändning, som skiljer sig från den som används i de officiella inventeringar som lämnats in till FN. Skillnaden, som hänför sig till vad som räknas som en ”mänsklig” kontra ”naturlig” källa eller diskbänk av CO2, undersöktes i en Carbon Brief gästpost publicerad tidigare i år.)

Indien ligger på sjunde plats i rankingen, med 3.4% av den kumulativa summan – strax ovanför Storbritannien, på 3.0% – som ett resultat av ett högre bidrag från förändring av markanvändning och skogsbruk.

Japan på 2.7% och Kanada, med 2.6%, stänger de 10 största bidragsgivarna till historiska utsläpp. Internationella transportutsläpp från luftfart och sjöfart, som nästan alltid utesluts från nationella lager och mål, skulle rankas 11: e i listan, om den ses som en ”nation”.

kumulativa konsumtionsutsläpp

ett vanligt argument i klimaträttvisa samtal är att vissa länder har minskat sina territoriella utsläpp hemma, men fortsätter att förlita sig på koldioxidvaror som importeras från utlandet.

konsumtionsbaserade utsläppskonton ger fullt ansvar för dem som använder de produkter och tjänster som görs med fossil energi, vilket tenderar att minska summan för stora exportörer, som Kina.

det finns praktiska utmaningar för att samla sådana konton, som bygger på detaljerade handelstabeller. Som sådan är de bara tillgängliga för åren sedan 1990, även om internationell handel med kolintensiva produkter har pågått genom modern historia.

trots dessa begränsningar är det möjligt att undersöka effekterna av omsatt CO2 på ländernas kumulativa utsläpp, som visas i diagrammet nedan. De grå staplarna visar kumulativa nationella utsläpp på territoriell basis, med ljusgrå bitar som indikerar CO2 i samband med export och de röda bitarna som representerar utsläpp inbäddade i importerade varor och tjänster.

i synnerhet är de 19 bästa länderna enligt deras kumulativa konsumtionsutsläpp desamma som de 19 bästa på territoriell basis – och ingen av de 10 bästa skiftpositionerna i rankingen. Detta trots att vissa länder nu har ett mycket större CO2-fotavtryck än deras territoriella totala.

de 20 största bidragsgivarna till kumulativa konsumtionsbaserade CO2-utsläpp 1850-2021, miljarder ton. Grå staplar visar utsläpp på territoriell basis med exporterad CO2 som visas i ljusgrå och import som visas i rött. Källa: Carbon kort analys av siffror från Global Carbon Project, CDIAC, vår värld i Data, Carbon Monitor, Houghton och Nassikas (2017) och Hansis et al (2015). Diagram av Carbon Brief med Highcharts.

medan huvudrankingen inte förändras till följd av att man använder konsumtionsbaserade utsläppskonton, ökar skiftet den del av ansvaret som ges till rika nationer.

USA och Japan får vardera 0.3-procentenheter av den globala kumulativa summan, medan Tyskland och Storbritannien lägger till 0.2-poäng vardera, medan Kinas andel sjunker med 1.1-poäng och Rysslands med 0.5.

Observera att konsumtionsredovisningen som används här endast inkluderar CO2 från fossila bränslen och cement, varför Brasilien och Indonesiens kumulativa totaler knappt förändras.

Observera också att avsaknaden av konsumtionsbaserade konton före 1990 innebär att tidigare koldioxidintensiv handel utesluts från analysen. Storbritannien, som den ursprungliga ”workshop of the world” i den 19: e århundradet, exporterade stora volymer av energi – och kolintensiva varor.

andra industrialiserade nationer, som USA och Tyskland, gjorde detsamma och spelade, som ett 2017-papper uttrycker det, en liknande roll som Kinas idag:

”idag uppfattas Kina ofta som världens verkstad och producerar stora mängder billiga konsumtionsvaror för andra. För ett sekel sedan spelade Storbritannien och Tyskland (tillsammans med USA) en liknande roll både för Europa och globalt.”

år 1890 var nästan 20% av Storbritanniens energianvändning relaterad till exporterade varor, vilket innebär att en liknande andel av dess CO2-utsläpp skulle ha fördelats utomlands på konsumtionsredovisningsbasis.

konsumtionsbaserad redovisning löser fortfarande inte helt frågan om ansvar för utsläpp, men med tanke på att båda sidor av ett handelsförhållande sannolikt kommer att vinna ekonomiskt.

i det moderna sammanhanget har endast en sida av det förhållandet full suveränitet över de involverade CO2-emitterande aktiviteterna – även om det skulle ha varit en annan historia under historiskt kolonialt styre.

ett tredje tillvägagångssätt är att göra fossila bränsleproducenter ansvariga för CO2 som släpps ut när deras kol, olja eller gas bränns. Denna tanke nämns ofta i förhållande till oljebolagens” scope 3-utsläpp”, eller när man diskuterar stora exportörer av fossila bränslen, som Australien.

nationella utsläpp på produktionsbasis är emellertid för närvarande inte tillgängliga och Utan noggrann redovisning kan detta riskera dubbelräkning av CO2 som produceras på ett ställe och används på annat håll.

kumulativa utsläpp per capita

tanken om nationellt ansvar har andra frågor, inklusive den ojämlika storleken, rikedomen och kolintensiteten hos dagens befolkningar, liksom de från tidigare generationer.

dessa frågor gäller både inom och mellan länder. Dessutom är länderna själva något godtyckliga mänskliga konstruktioner, som härrör från olyckor i historia, geografi och politik. Med alternativa gränser kan rankningen av historiska ansvarsområden se väldigt annorlunda ut.

ett sätt att försöka lösa detta är att normalisera ländernas bidrag till kumulativa CO2-utsläpp enligt deras relativa populationer.

till skillnad från kumulativa historiska utsläpp, som direkt hänför sig till nuvarande uppvärmning, är dessa siffror per capita inte omedelbart relevanta för klimatet, förklarar Prof Pierre Friedlingstein, ordförande i matematisk modellering av klimatsystem vid University of Exeter. Han berättar Carbon Brief:

”det som är viktigt för atmosfären och klimatet är kumulativa CO2-utsläpp. Medan kumulativa utsläpp per capita är intressanta, bör de inte tolkas som landsandelar av ansvar eftersom de inte är direkt relevanta för klimatet. Du skulle behöva multiplicera det med landets befolkning för att göra den länken till uppvärmning.”

ett annat sätt att tänka på detta är att notera att små länder med höga utsläpp per capita fortfarande är relativt obetydliga för uppvärmning totalt sett. Av denna anledning utesluter tabellen nedan länder med dagens befolkning lägre än 1 miljon människor. (Detta tar bort lik av Luxemburg, Guyana, Belize och Brunei.)

Carbon Briefs analys för denna artikel närmar sig frågan om redovisning av relativa befolkningsstorlekar på två olika sätt. Dessa tillvägagångssätt ger markant olika resultat, vilket belyser utmaningen att tolka kumulativa utsläpp per capita.

det första tillvägagångssättet tar ett lands kumulativa utsläpp varje år och delar upp det med antalet människor som bor i landet vid den tiden, vilket implicit tilldelar ansvaret för det förflutna till de som lever idag. Tabellen nedan till vänster visar de 20 bästa länderna på grundval av detta från och med 2021.

den andra metoden tar ett lands utsläpp per capita varje år och lägger till dem över tiden, med resultatet från och med 2021 som visas i tabellen nedan till höger. Detta ger lika stor vikt för utsläppen per capita av befolkningen i det förflutna och i dag.

Rank	Land	kumulativa utsläpp per befolkning 2021, tCO2	Rank	Land	kumulativa utsläpp per capita, tCO2
1	Kanada	1,751	1	Nya Zeeland	5,764
2	Förenta Staterna	1,547	2	Kanada	4,772
3	Estland	1,394	3	Australien	4,013
4	Australien	1,388	4	Förenta Staterna	3,820
5	Trinidad Och Tobago	1,187	5	Argentina	3,382
6	Ryssland	1,181	6	Qatar	3,340
7	Kazakstan	1,121	7	Gabon	2,764
8	Förenade Kungariket	1,100	8	Malaysia	2,342
9	Tyskland	1,059	9	Republiken Kongo	2,276
10	Belgien	1,053	10	Nicaragua	2,187
11	Finland	1,052	11	Paraguay	2,111
12	Tjeckien	1,016	12	Kazakstan	2,067
13	Nya Zeeland	962	13	Zambia	1,966
14	Vitryssland	961	14	Panama	1,948
15	Ukraina	922	15	Elfenbenskusten	1,943
16	Litauen	899	16	Costa Rica	1,932
17	Qatar	792	17	Bolivia	1,881
18	Danmark	781	18	Kuwait	1,855
19	Sverige	776	19	Trinidad Och Tobago	1,842
20	Paraguay	732	20	Förenade Arabemiraten	1,834

de 20 bästa länderna för kumulativa utsläpp 1850-2021 viktade efter befolkning 2021 (vänster), jämfört med de 20 bästa länderna för kumulativa utsläpp per capita 1850-2021 (höger). Rankningen utesluter länder med en befolkning 2021 på mindre än 1 miljon människor.

den kanske mest anmärkningsvärda effekten av att redovisa befolkningen är frånvaron i tabellen ovan av flera av de 10 bästa för kumulativa utsläpp totalt sett, nämligen Kina, Indien, Brasilien och Indonesien.

även om dessa länder har gjort stora bidrag till globala kumulativa utsläpp, har de också stora populationer, vilket gör deras inverkan per person mycket mindre. Faktum är att dessa fyra länder står för 42% av världens befolkning, men bara 23% av de kumulativa utsläppen 1850-2021.

däremot står resten av topp 10, nämligen USA, Ryssland, Tyskland, Storbritannien, Japan och Kanada, för 10% av världens befolkning, men 39% av de kumulativa utsläppen.

detta återspeglas i viktningen av nuvarande populationer, i tabellen ovan till vänster, där Kanada rankas i första hand, följt av USA, Estland, Australien, Trinidad Och Tobago och Ryssland.

för de större länderna på denna lista återspeglar deras rankningar kombinationer av höga avskogningshastigheter under 19th och mitten av 20th århundraden-ofta när befolkningen var mycket lägre – tillsammans med hög användning av fossila bränslen per capita under de senaste decennierna.

för andra är orsakerna mindre uppenbara. Estland har till exempel länge förlitat sig på oljesand för de flesta av sina energibehov, vilket innebär att det har haft höga årliga utsläpp per capita. Den estniska regeringen har lovat att avveckla produktionen av oljesand till 2040.

(Observera att Estlands utsläpp före 1991 beräknas enligt dess andel av Sovjetunionens totala vid den tiden, vilket innebär att det finns mer osäkerhet än för de flesta andra länder. Se metodavsnitten nedan för mer information.)

Trinidad Och Tobago, en karibisk önation på bara 1,4 miljoner människor, rankas högt tack vare sin stora olje-och gasindustri, som också matar en stor kemikaliesektor.

när det gäller den kumulativa rankningen per capita i tabellen ovan till höger är listan helt annorlunda, även om den återigen har Kanada, Australien och USA i framträdande positioner.

Nya Zeeland rankas högst upp på denna lista på grund av omfattande avskogning under 19th century, då mycket av sin inhemska Kauri skog rensades för sin värdefulla timmer. Landets lilla befolkning vid den tiden hade följaktligen mycket höga årliga utsläpp per capita, med den kumulativa summan 1900 som utgör cirka två tredjedelar av den totala som samlats i dag.

andra länder på denna lista till följd av utsläpp från avskogning inkluderar Gabon, Malaysia och Republiken Kongo, liksom flera sydamerikanska nationer.

när det gäller att tilldela ”ansvar” för dessa utsläpp väcker detta återigen svåra frågor om kolonisering och utvinning av naturresurser av utländska bosättare.

metodik: Fossil data

forskare har gjort uppskattningar av globala CO2-utsläpp i mer än ett sekel, med den svenska geokemisten Arvid h Jacobgbom som gör det som tros vara det tidigaste försöket 1894.

i en översättning av Robbie Andrew, seniorforskare vid Center for International Climate Research (CICERO) i Norge, beskriver h Jacobgbom hur han kom fram till sin uppskattning:

”nuvarande globala stenkolsproduktionen är i runda tal 500m ton per år, eller 1 ton per km2 av jordens yta. Omvandlas till CO2 denna mängd kol representerar ungefär en tusendel av luftens totala CO2.”

enligt Andrew implicerade h Ubiscygboms arbete globala CO2-utsläpp från kolförbränning på cirka 1.8gtco2 1890. Trots att det tydligt var ganska ungefärligt var denna första ansträngning anmärkningsvärt nära den samtida uppskattningen av utsläpp från kol vid den tiden, cirka 1.3gtco2.

h Oskygboms papper hjälpte till att inspirera Svante Arrhenis seminal 1896-arbete, den första som förutspådde att förändrade atmosfäriska CO2-nivåer väsentligt kunde förändra jordens temperatur.

under åren har forskare utvecklat flera tidsserier som uppskattar CO2-utsläpp från förbränning av fossila bränslen och även om de inte stämmer perfekt, håller de med inom några procent.

uppgifterna för denna artikel är hämtade från en lång lista med källor. Den första är uppskattningarna av nationella historiska CO2-utsläpp från fossila bränslen och cementproduktion, utvecklad av Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) i USA och anpassad av Global Carbon Project.

cdiac-siffrorna, som nu underhålls och uppdateras av Appalachian Energy Center vid Appalachian State University, löper från 1750 fram till idag.

de historiska fossila CO2-uppskattningarna baseras på en metod som utvecklades 1984 och sedan dess har förfinats. I stora drag, den använder register över fossila bränslen produktion, handel och användning, samt uppskattningar av mängden CO2 frigörs när en viss vikt av kol, olja eller gas bränns.

begreppsmässigt är det så som h Ubiggbom gjorde sin första uppskattning av globala CO2 – utsläpp-och en mer sofistikerad version av detta tillvägagångssätt används fortfarande för att uppskatta samtida utsläpp idag.

Gregg Marland, en av huvudförfattarna till cdiac-tidsserierna, som har arbetat med siffrorna i årtionden, berättar Carbon Brief:

”jag tror att de flesta inte uppskattar att CO2-utsläpp sällan faktiskt mäts någonstans, utan snarare uppskattas från de bästa tillgängliga uppgifterna om mängden fossilt bränsle som produceras och vad vi gör med det.”

Andrew skriver:

”eftersom CO2-utsläpp från fossila bränslen till stor del är kopplade till energi, som är en nära spårad råvarugrupp med sin kritiska roll i den ekonomiska aktiviteten, finns det en mängd underliggande data som kan användas för att uppskatta utsläpp.”

sammantaget säger Marland: ”Vi är ganska bekväma med de grundläggande uppskattningarna av globala CO2-utsläpp, men osäkerheten kan vara ganska stor för vissa enskilda länder tillbaka i de tidiga stadierna av datasetet.”Han berättar Carbon Brief:

”här är data om användning och bearbetning av fossila bränslen tillbaka till 1751. Uppgifterna tar lite bearbetning och de är inte perfekta, men de tillåter en ganska bra historia…att konstruera uppskattningar för de första åren underlättas av två fakta: Tidigt var det bara ett fåtal länder som brände fossila bränslen och tillväxttakten är sådan att den stora majoriteten av de globala utsläppen har varit under de senaste decennierna.”

en uppenbar fråga som härrör från uppgifterna är varför Kina, med en befolkning på cirka 400 miljoner människor även i 1850, bör registreras som nollutsläpp från fossila bränslen fram till omkring 20-talets tur.

Kina tros ha använt kol i tusentals år, med ett konto som tyder på att det brände hundratusentals ton per år för att göra järn så tidigt som på 11-talet.

kolanvändningen sägs dock vara mycket lokaliserad på grund av de höga transportkostnaderna, och vissa järnhubbar kollapsade efter den mongoliska invasionen. Kina förblev övervägande beroende av träbränsle och orsakade omfattande avskogning. I en artikel från 2004 skriver energihistorikern Vaclav Smil:

”år 1900 var flera europeiska länder nästan helt energiserade av kol – men energianvändningen på landsbygden i Kina under Qing-dynastins sista år (1911) skilde sig lite från staten som rådde på den kinesiska landsbygden 100 eller 500 år tidigare.”

”kol är svårt att kvantifiera före 1900”, konstaterar en annan databas över Historisk energianvändning runt om i världen, sammanställd av Prof Paolo Malanima och värd för Center for History and Economics vid Harvard University. Ändå stöder dessa data de siffror som ges av CDIAC.

Marland berättar Carbon Brief:

”det verkar osannolikt för mig att det fanns en stor användning av kol som inte är representerad i några av de historiska data som vi använde.”

metod: industriell baslinje

Carbon Briefs analys för denna artikel börjar 1850, eftersom detta sammanfaller med IPCC-definitionen av den förindustriella baslinjeperioden 1850-1900 och eftersom data om nationella utsläpp från markanvändning och skogsbruk inte är tillgängliga före 1850 (se nedan).

enligt cdiac-siffrorna emitterade endast en handfull länder betydande CO2 från fossila bränslen före 1850-och många hade försumbara summor fram till långt in på 20-talet.

därför utesluter från och med 1850 bara 3.8gtco2 av fossila bränsleutsläpp som släpptes under seklet från 1750-1850, ungefär 0.2% av den totala utsläpp under hela perioden 1750-2021.

av totalt före 1850 var nästan tre fjärdedelar (2.8gtco2) från Storbritannien. Att utvidga analysen tillbaka till 1750 skulle lägga till 0.1 procentenheter till Storbritanniens andel av globala kumulativa utsläpp.

cdiac-arbetet används också i de historiska tidsserierna som publicerats av Global Carbon Project (GCP), som har aggregerats med annan användbar information av Our World in Data (OWID). Carbon Briefs analys tar data om fossila utsläpp fram till 2019 från OWID-sammanställningen.

analysen uppskattar sedan utsläppen 2020 och 2021 med hjälp av de nära realtidssiffror som publicerats av Carbon Monitor. Detta ger data för stora ekonomier och resten av världen totalt.

siffrorna för 2020 gäller den årliga procentuella förändringen från Carbon Monitor till 2019 totalt från GCP i ton. Tillvägagångssättet för 2021 är detsamma, men använder den procentuella förändringen i utsläpp från år till år hittills. I skrivande stund gick Carbon Monitor-data fram till slutet av juli 2021.

data för fossila CO2-utsläpp från internationella transporter rapporteras separat av GCP och samlas in från den personliga hemsidan för Robbie Andrew, en av projektets medarbetare. Carbon Brief antog att de internationella transportutsläppen halverades 2020 innan de återvände till 2019-nivåerna.

GCP via vår värld i Data är också källan till konsumtionsbaserade utsläppskonton, som löper från 1990 och framåt. Befolkningsdata kommer från vår värld i Data och Gapminder.

metodik: ändra gränser

territoriella förändringar och enande eller upplösning av nationella enheter utgör ett särskilt problem för den historiska fördelningen av utsläpp. ”När det är möjligt ”står CDIAC-data för att ändra nationella gränser över tiden, även om detta är” mycket svårt”, säger Marland.

till exempel växlar ansvaret för utsläpp från den kol – och mineralrika regionen Alsace-Lorraine mellan Frankrike och Tyskland, enligt samtida gränser.

på samma sätt rapporteras utsläpp från det område som nu bildar Pakistan under Indiens totala före landets delning 1947, med Bangladesh som splittrades ytterligare från Pakistan 1971.

Marland berättar Carbon Brief:

”det finns naturligtvis vissa förändringar i de nationella gränserna som är mycket svåra att hantera. Men saker som upplösningen av fd Sovjetunionen eller fd Jugoslavien – eller kombinationen av Nord – och Sydvietnam eller öst-och Västtyskland-lämnar faktiskt några dataspår som möjliggör återuppbyggnad. Nyckeln tror jag är att vara transparent och ärlig och att styras av de bästa tillgängliga uppgifterna.”

behandlingen av länder inom överstatliga enheter, som de österrikisk-ungerska eller ottomanska imperierna, skapar ytterligare svårigheter – och potentialen för dubbelräkning, säger Andrew.

en viktig skillnad från CDIAC är att GCP aggregerar och delar upp nationella utsläpp enligt moderna geografiska enheter och förenar öst-och Västtyskland till en enda enhet.

på samma sätt, medan CDIAC rapporterar utsläpp från Tjeckoslovakien som ett enda land fram till dess att det separerades i Tjeckien och Slovakien efter 1991, rapporterar GCP siffror för de två konstituerande länderna under hela tidsserien. Denna uppdelning baseras på andelen utsläpp till följd av Tjeckien och Slovakien, vid tidpunkten för delningen 1991, med dessa aktier projicerade bakåt genom tiden.

GCP använder samma tillvägagångssätt för länder i fd Sovjetunionen, medan CDIAC rapporterar data för Sovjetunionen från 1830-1991 och för de oberoende staterna därefter.

detta är helt klart ett grovt tillvägagångssätt, vilket bidrar till de andra osäkerhetskällorna i uppgifterna – och så bör de relativa rankningarna i dessa länder inte övertolkas.

för att spåra kumulativa utsläpp över tiden använder Carbon Briefs analys GCP-rapportering av nationella utsläpp, snarare än de skiftande landdefinitionerna som används av CDIAC.

metod: utsläpp av markanvändning

beräknade nationella CO2-utsläpp från markanvändning, förändring av markanvändning och skogsbruk (LULUCF) är genomsnittet av två datakällor, nämligen Houghton och Nassikas (2017, hädanefter ”HN”) och Hansis et al (2015, ”BLUE”).

uppdaterade versioner av dessa dataset, som täcker 1850-2019 och använder harmoniserad landsmärkning, delades med Carbon Brief av en av författarna, Prof Julia Pongratz, chef för Institutionen för geografi vid Ludwig-Maximillians University Munich.

båda datamängderna härrör från” bokföringsmodeller”, som enkelt uttryckt registrerar förändringar i mark-och ovanjordiska kollager över tid, baserat på aggregerade nivåer av förändring av markanvändning.

Richard Houghton, seniorforskare emeritus vid Woodwell Climate Research Center och huvudförfattare till hn timeseries, förklarar konceptet till Carbon Brief:

”vi beräknar de årliga utsläppen från förändrad markanvändning med en bokföringsmodell och två typer av data. Den första typen rekonstruerar områden av åkrar, betesmarker, skogar och andra länder. Den andra typen av data är KOLDATA. Hur mycket kol finns i vegetationen och marken i olika typer av ekosystem och hur förändras dessa bestånd till följd av förändring av markanvändning och skogsbruk?”

med utgångspunkt i den bredare vetenskapliga litteraturen berättar forskarna modellen hur mycket kol som förloras eller uppnås när markanvändningen förändras till följd av mänsklig aktivitet, säger Houghton:

”bokföringsmodellen bygger på att känna till de årliga förändringarna i kollagren på en hektar mark som genomgår någon form av förvaltning eller markanvändning, till exempel att rensa en skog för åkermark eller plantera en skog på öppen mark. Dessa uppgifter om kollager och deras förändringar från förvaltningen erhålls från ekologisk och skogsbrukslitteratur.”

de två LULUCF datamängder innehåller betydande skillnader på global och nationell nivå, utforskas i en nyligen gemensam papper publiceras av de två grupperna.

nyckelfaktorer är användningen av olika underliggande markanvändningsdata och att HN aggregerar detta på nationell nivå, medan BLUE är rumsligt explicit. Detta gör det möjligt för BLUE att spåra växlande odling som kan påverka kollager över ett större område, även om nettoområdet för jordbruksmark förblir detsamma.

modellerna skiljer sig också åt i sina uppskattningar av kollager för varje typ av markanvändning, liksom i deras behandling av andelen lager som snabbt sönderdelas.

för att få dessa tidsserier helt uppdaterade för 2021 antog Carbon Brief att markanvändningsutsläppen under de senaste åren var oförändrade sedan den senast tillgängliga uppskattningen.

som med uppskattningarna av fossila CO2-utsläpp ökar osäkerheten i LULUCF-siffrorna ytterligare tillbaka i tiden. Houghton berättar Carbon Brief:

”självklart är osäkerheten resultatet av ofullständiga data och de antaganden vi använder för att fylla i saknade bitar. Osäkerheten ökar när vi går tillbaka i tiden, men förändringstakten i markanvändningen var i allmänhet lägre tidigare än under de senaste 60 åren.”

Pongratz säger att den totala osäkerheten i Global markanvändning och skogsbruksutsläpp uppgår till cirka plus eller minus 2.5gtco2 per år, vilket är ett liknande intervall som för fossila bränslen. Denna osäkerhet är emellertid mycket större relativt sett, vid 50% av den beräknade totala LULUCF-summan i enlighet med den preliminära rapporten från LULUCF.

även om osäkerhetsnivån i markanvändning och skogsbruksutsläpp har minskat avsevärt under de senaste åren, säger Pongratz:

”det är den mest osäkra delen av den antropogena kolbudgeten, men tar nu viktiga politiska dimensioner med diskussioner kring CO2-borttagning.”

en tredje dataset om LULUCF-utsläpp,” OSCAR ” – tidsserierna, är i genomsnitt tillsammans med HN och BLUE för den årliga globala Koldioxidbudgetanalysen.

OSCAR rapporteras dock på regional snarare än landsnivå, så användes inte i Carbon Briefs nationella historiska utsläppsanalys. Pongratz berättar Carbon Brief OSCAR data är i allmänhet ungefär i mitten av de andra två serier. Den kumulativa totala summan för LULUCF som används av Carbon Brief skiljer sig från det trevägsgenomsnitt som används av GCP med mindre än 2%.

även om Carbon Briefs analys börjar 1850, som med fossila bränslen, utesluter detta datum vissa CO2-utsläpp relaterade till förindustriell markanvändning, främst skogsavverkning.

Pongratz var huvudförfattare på ett 2012-papper som undersökte regionala utsläpp av markanvändning under den 1,000-åriga förindustriella perioden från 800-1850.

i Europa visar denna forskning en stor puls av utsläpp på grund av utbredd skogsavverkning fram till digerdöden, följt av en ytterligare våg av avskogning under renässansperioden.

intressant visar det sig dock att globala utsläpp av markanvändning totalt sett domineras av Kina och Sydasien, en region som huvudsakligen består av Indien.

papperet drar slutsatsen att förindustriella CO2-utsläpp ökar Asiens andel av nuvarande uppvärmning med 2-3 procentenheter, samtidigt som Nordamerika och Europas andel minskas med liknande belopp.