La concentración de CO2 en la atmósfera

Mientras, el mundo continúa y las actividades humanas también. Estas actividades van generando residuos, unos más contaminantes que otros, entre ellos la emisión de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

A pesar de las conferencias internacionales que se van sucediendo una tras otra, y pese a las evidencias de que el clima está cambiando cada vez más deprisa, las actividades humanas siguen lanzando cada vez más CO₂ a la atmósfera. Como es natural, la concentración de este gas va aumentando, habiendo pasado de 316 partes por millón cuando se empezaron a realizar medidas en Mauna Loa (Hawai) en 1958, hasta 427 partes por millón en febrero de este año.

Todavía hay gente que está convencida de que la concentración de CO₂ en la atmósfera no tiene nada que ver con el cambio que estamos observando en el clima (aumento de las temperaturas tanto del aire como del mar, incremento de la frecuencia de las borrascas) El problema es que esa gente son los que mandan. Claro que nosotros somos quienes los elegimos, al menos en los países democráticos, lo que quiere decir que la población tampoco está concienciada de las consecuencias de este aumento de la concentración de los gases de efecto invernadero. 

Por otra parte, si reducimos la actividad para contaminar menos, nuestro nivel de vida se resentirá, y mucho. Y nadie está dispuesto a vivir peor.

El dilema es complicado. Quizás, debido a la falta de materias primas, deberemos forzosamente reducir nuestra actividad y, a la vez, emitiremos menos CO₂ a la atmósfera. El futuro nos lo dirá: o nos vamos a morir de calor o nos vamos a morir de hambre. 

La concentración de CO2 en la atmósfera

La concentración media anual de CO₂ en la atmósfera del año 2020 ha sido de 414 ppm (partes por millón), frente a la del año 2019, que fue de 411,4 ppm.

Desde que en el año 1958 Mauna Loa (Hawái) se empezaron a hacer medidas sistemáticas de la concentración de CO₂, el aumento ha sido enorme: ha pasado de 316 ppm en el año 1959 a las 414 ppm del 2020, un incremento del 31 %.

Los efectos del confinamiento mundial sobre las emisiones de CO2 y el precio del petróleo

El confinamiento que la gran mayoría de los países han decretado para combatir la pandemia del coronavirus han ralentizado enormemente la actividad económica, lo que se ha traducido en una disminución muy importante de las emisiones de CO₂ y de consumo de petróleo.

En el artículo “Temporary reduction in daily global CO₂ emissions during the COVID-19 forced confinement” encontramos una estimación de las reducciones diarias de las emisiones de CO2 durante este período de confinamiento. Esta reducción se estima en un 17 % (entre 11 y 25 % para ±1 s), como se puede ver en la figura.

a, Emisiones diarias medias anuales en el período 1970–2019 (línea negra), actualizado del Global Carbon Project, con una incertidumbre de ± 5% (± 1σ; sombreado gris). La línea roja muestra las emisiones diarias hasta finales de abril de 2020 estimadas.

b, Emisiones diarias de CO₂ en 2020 (línea roja, como en a) y la incertidumbre (sombreado rojo). Las emisiones diarias en 2020 se suavizan con un filtro de 7 días para dar cuenta de la transición entre los niveles de confinamiento.


La reducción del consumo de petróleo ha llevado a los precios del petróleo Brent a niveles muy bajos: 18,4 dólares por barril en el mes de abril (con un mínimo de 9,1 el día 21), y 28,4 en el mes de mayo. En estos momentos el precio es de unos 40 dólares por barril. El precio del mes de abril ha sido el más bajo de los últimos 20 años, desde junio de 1999.

Las emisiones de CO2 del año 2018

Según la Agencia Internacional de la Energía, las emisiones de CO₂ a la atmósfera relacionadas con la producción de energía del año 2018 han sido de 33.200 millones de toneladas, la emisión más alta de la historia.

El aumento tan importante de estas emisiones ha sido debido al aumento de la utilización de combustibles fósiles. Desde el 2013 al 2016, a pesar del aumento del consumo de energía, las emisiones casi no habían aumentado. Esta disociación entre el aumento de la producción de energía y el de las emisiones de CO₂ fue principalmente el resultado de importantes mejoras en eficiencia energética y de desarrollo de tecnologías bajas en carbono, lo que provocó una disminución de la demanda de carbón. Pero la dinámica cambió en 2017 y en 2018. No se logró el crecimiento económico por una productividad energética más elevada, sino que las opciones más bajas en carbono no se incrementaron suficientemente rápido para satisfacer el aumento de la demanda.

Por otra parte, la concentración de CO₂ en la atmósfera ha pasado de 407 a 409 partes por millón (ppm). Teniendo en cuenta que venimos de una concentración de 316 ppm en 1958, el aumento es muy importante, y ya empieza a tener consecuencias observables.

Es decir, queda claro que, por ahora, las amenazas del calentamiento global debido al aumento de la concentración de CO₂ en la atmósfera no parecen tener ninguna importancia práctica sobre la forma en que el mundo se está desarrollando. 

Emisiones de CO2 del año 2017

Según los datos publicados por BP, las emisiones de CO₂ a la atmósfera del año 2017, procedentes de las actividades relacionadas con la combustión de carbón, gas y petróleo, han sido de 33.444 millones de toneladas, lo que representa un aumento del 1,3 % respecto del año anterior.

El principal emisor es la China, que ha lanzado a la atmósfera 9.233 millones de toneladas, un 27,6 % del total, con un aumento del 1,3 % respecto del 2016. El segundo emisor son los Estados Unidos, con 5.088 millones de toneladas y una disminución del 0,8 % respecto del año anterior.

En toneladas por habitante, los Estados Unidos han emitido 15,6 toneladas, mientras que China ha emitido 6,7.

En cuanto a España, las emisiones de 2017 han sido de 302 millones de toneladas, con un aumento del 6,6 % respecto del año 2016. Por habitante, las emisiones de España han sido de 6,5 toneladas.

En resumen, las emisiones siguen aumentando. La amenaza de un cambio climático que haga complicada la vida de la humanidad tal como la conocemos no hace mella en las decisiones políticas y económicas del mundo actual.

La concentración de CO2

La concentración media de CO₂ en la atmósfera fue de 406,5 ppm (medida en el observatorio de Mauna Loa), un incremento de 2,3 ppm respecto del año anterior.

En las gráficas podemos ver la concentración media anual desde el año 1959, así como el aumento anual. Respecto al incremento anual, se observa que cada vez es mayor.

Las emisiones de CO2 del año 2015

Según la última edición de Statistical Review of World Energy Report, publicado por BP, las emisiones de CO₂ provenientes del consumo de petróleo, gas y carbón del año 2015 han sido de 33.508 millones de toneladas, una cifra prácticamente igual a la del año anterior (33.473 Mt).

Por países, entre China, con una emisión de 9.154 MT, y los EEUU, con una emisión de 5.486 MT, representan un 44 % de las emisiones globales del año 2015. Desde el año 2006, China emite más CO2 que los EEUU, aunque, si medimos la emisión por habitante, la de los EEUU (17,1 T/hab) es todavía 2,5 veces mayor que la de China (6,7 T/hab).

La emisión por habitante de España ha sido, en el año 2015, de 6,3 T/hab.

Nota: estos datos no tienen en cuenta el CO₂ emitido por otras fuentes, ni el CO₂ que se haya podido secuestrar por diferentes medios. Por tanto, estas cifras no coinciden con las oficiales de cada país, pero nos dan una buena idea de la tendencia de las emisiones de CO₂.

Las emisiones de CO2 de 2014

BP ha publicado su Statistical Review of World Energy Report 2015 en el que, entre otros muchos datos, calcula las emisiones de CO₂ debidos a la combustión de combustibles fósiles.

Estas emisiones están calculadas con las siguientes bases:

Petróleo: 73.300 kg de CO₂/TJ

Gas: 56.100 kg de CO₂/TJ

Carbón: 94.600 kg de CO₂/TJ

Con estas bases de cálculo, las emisiones del año 2014 han sido de 35.499 millones de toneladas, un 0,5 % superior a las emisiones de 2013 y un 56 % superior a las emisiones del año 1990.

El primer emisor es la China, con un 27 % de las emisiones totales, seguida de los Estados Unidos, con un 17 %.

La concentración de CO2 ha llegado a las 400 ppm

Según los datos publicados por la NOAA, la concentración desestacionalizada de CO₂ en la atmósfera ha llegado a las 400 ppm en marzo.

En los gráficos podemos ver la concentración real y la desestacionalizada.

Las emisiones de CO2 de 2013

Las emisiones de CO₂ del año 2013 alcanzaron, según Statistical Review of World Energy 2014 de BP, la cantidad de 35.094,4 millones de toneladas, un aumento del 1,8 % con respecto al año anterior.

El principal emisor fue China, con 9.524,3 millones de toneladas, seguida de los Estados Unidos, con 5.931,4.

Balance de las emisiones y sumideros de CO2

Global Carbon Budget acaba de publicar su informe del año 2013, en el que dan los datos de emisiones y sumideros de CO₂ desde el año 1959 hasta las estimaciones del año 2012.

Las emisiones corresponden a combustibles fósiles y al cambio de uso de la tierra. Los destinos son los sumideros de los océanos y de la tierra y el CO₂ que queda en la atmósfera.

Los gráficos están dados en Gt de C (miles de millones de toneladas de carbono). Para obtener Gt de CO₂ hay que multiplicar por 3,664.

Las emisiones de dióxido de carbono procedentes de la quema de combustibles fósiles y la producción de cemento se incrementaron en un 2,1% en 2012, con un total de 9,7 ± 0,5 Gt emitido a la atmósfera, un 58% por encima de las emisiones de 1990 (el año de referencia del Protocolo de Kioto). Se prevé que las emisiones aumenten otro 2,1% en 2013. En 2012, el océano y los sumideros de carbono terrestres absorbieron respectivamente 28% y 23% del total del CO2 emitido. El sumidero de la tierra en 2012 fue significativamente menor que en 2011, en que fue del 38 %, un año con un fuerte evento climático de La Niña.

Las emisiones de CO₂ procedentes de la deforestación y de otros cambios en el uso de la tierra fueron de 0,9±0,5 Gt de C en promedio durante el período 2003-2012, mientras que fue de 1,4±0,5 Gt de C en la década de los 90.

De las emisiones totales provenientes de las actividades humanas durante el período 2003-2012, el 45 % se acumularon en la atmósfera, el 27 % en los océanos y el 27 % en la tierra. La parte correspondiente a los océanos se calcula usando observaciones del período 1990-2000 y seis modelos bioquímicos globales, mientras que la parte correspondiente a la tierra es la diferencia entre las emisiones y lo absorbido por l’s océanos y lo que queda en la atmósfera.

La intensidad de emisión de CO2

Se denomina intensidad de emisión de CO2 las toneladas de CO₂ emitidas por cada 1.000 $ de PIB. La EIA (US Energy Information Administration) ha publicado este dato para los diversos países del mundo, hasta el año 2011.

El PIB está indicado en dólares estadounidenses del año 2005.

Vemos como Rusia y China se sitúan en niveles muy elevados, aunque están reduciéndolos rápidamente, mientras que los países más “avanzados” tienen una intensidad de emisión de CO₂ mucho menor y, en la mayoría de los casos, también en disminución.

Esta disminución se debe, entre otras cosas, a que en los países “avanzados”, cada vez el porcentaje de servicios financieros sobre el PIB es mayor. Y los servicios financieros generan pocas emisiones de CO₂.

Intensidad de emisión de CO2

Emisiones de CO2 del año 2012

Las emisiones de CO₂ a la atmósfera han seguido aumentado en el año 2012 respecto del año anterior, según el Statistical review of World energy report, publicado por BP. Han sido de 34.466 millones de toneladas, un 2,1 % más que en 2011, en que fueron de 33.743 millones de toneladas.

En el año 2012, la concentración de CO₂ en la atmósfera, medido en Mauna Loa, ha pasado de 391,80 ppm en diciembre de 2011 a 394,28 un año después. El aumento ha sido, pues, de 2,48 ppm, equivalentes a 20.832 millones de toneladas. Por tanto, según estos datos, un 60,4 % de las emisiones de CO2 ha pasado a la atmósfera.

Durante el período de 2000 a 2012, las emisiones acumuladas de CO₂ han sido de 387.564 millones de toneladas, mientras que la concentración de CO₂ ha pasado de 369,07 a 394,28 ppm, un aumento de 25,21 ppp, equivalentes a 211.764 millones de toneladas. Durante este período, por tanto, un 57,3 % del CO₂ emitido ha pasado a la atmósfera.

Balance CO2

Se acaba de publicar el Global Carbon Budget 2012 por Global Carbon Project. En el mismo se prevé unas emisiones debidas a la industria del cemento y a los combustibles fósiles de 9,7 ± 5 Pg de carbono (1 Pg de C = 1 gigatonelada de C = 3,67 Gt de CO2), que equivalen a 35.600 ± 1,8 millones de toneladas de CO2, un 2,6 % superior a las emisiones de 2011, y un 58 % superior a las emisiones de 1990, que son la referencia del Protocolo de Kyoto.

El balance de los últimos 10 años (2002-2011) da las emisiones y absorciones anuales que podemos ver en la figura (en Pg de C) y en la tabla (en Gt de CO2). Del total de emisiones, un 46 % ha ido a la atmósfera, un 26 % ha sido absorbido por los océanos y un 28 % por los agentes terrestres (biomasa, etc.)

Las previsiones de Global Carbon Budget son, si no se toman decisiones políticas de reducción de emisiones, que el aumento de temperatura global para el año 2100 será de 4,0 a 6,1 ºC. Para que la temperatura global no aumente más de 2 ºC, las emisiones tienen que empezar a reducirse un 3 % anual a partir del año 2020.

Las emisiones de CO2 según BP

Se acaban de publicar los datos de energía y emisiones de CO2 de BP (de los que ya hemos hecho uso en la entrada anterior). Las emisiones de CO2 no coinciden exactamente con las publicadas por PBL Netherland, aunque son muy próximas: en el año 2011, PB dice que se han emitido 34.032,7 millones de toneladas, mientras que PBL Netherland dice que han sido 35,9 miles de millones.

Si hacemos el balance entre las emisiones de CO2 según BP y la cantidad de este CO2 que no ha ido a la atmósfera (retenido por los océanos y otros ecosistemas, vemos que la tendencia, tomando los datos desde el año 1965 hasta el año 2011, es a un aumento del porcentaje retenido, pero si tomamos los datos desde 1990 hasta 2011, es a una disminución del porcentaje retenido (lo mismo que con los datos de PBL Netherland).

En 2011, el principal emisor de CO2 ha sido China, seguido de los Estados Unidos. China aumenta sus emisiones mientras que los Estados Unidos permanecen relativamente estables.

En cuanto a las emisiones de CO2 por millón de TEP (toneladas equivalentes de petróleo consumidas), China está en cabeza, debido a su elevado porcentaje de consumo de carbón, los Estados Unidos están en la media mundial, España se encuentra algo más baja que la media mundial, y Francia, debido a sus centrales nucleares, está netamente por debajo de la media mundial.

La absorción de CO2 por los océanos y otros ecosistemas parece aumentar

Acaba de publicarse la estimación de las emisiones de CO2 del año 2011 por la PBL Netherland Environmental Assessment Agency, que da la cifra de 33.900 millones de toneladas emitidas a la atmósfera, es decir, un aumento del 2,7 % respecto del año anterior.

La concentración de CO2 en la atmósfera pasó de 389,7 ppm en diciembre del año 2010 a 391,8 en diciembre del año 2011. El aumento de la concentración durante el año 2011 fue, pues, de 2,1 ppm, equivalente a 17.700 millones de toneladas, ya que cada ppm de aumento de la concentración atmosférica de CO2 equivale a 8.400 millones de toneladas. Lo que quiere decir que los océanos y otros ecosistemas absorbieron el 48 % de las emisiones.

Tomando los datos de emisiones y los aumentos de la concentración de CO2 desde el año 1990, vemos en la figura siguiente que hay una tendencia a que la absorción de CO2 por los océanos y otros ecosistemas disminuya. Si esta tendencia se confirmase, causaría un aumento de la concentración de CO2 mayor de la prevista, con sus impactos sobre el calentamiento global.

Sin embargo, los datos que hemos utilizado solo incluyen las emisiones antropogénicas, a las que habría que añadir las emisiones de los incendios forestales y de otros procesos naturales.

Un estudio publicado hace unos días en la revista Science, titulado Increase in observed net carbon dioxide uptake by land and oceans during the past 50 years, concluye que, aunque las emisiones de CO2 han aumentado sustancialmente desde 1960, la absorción por los océanos y otros ecosistemas se ha duplicado en los últimos 50 años. El aumento anual de esta absorción ha sido de 500.000 toneladas anuales de carbono (equivalentes a 1.800 millones de toneladas de CO2), y la absorción ha pasado de 2.400 ± 800 millones de toneladas anuales de carbono en 1960 a 5.000 ± 900 millones en 2010 (8.800 ± 2.900 millones de toneladas de CO2 en 1960 a 18.300 ± 3.300 millones en 2010).

a) crecimiento anual del CO2 atmosférico (dC/dT)
b) los flujos de C a la atmósfera debidos a las emisiones de combustibles fósiles están en rojo, y los del uso de la tierra en marrón
c) absorción anual neta de C

Por tanto, es muy poco probable que las absorciones de CO2 por los océanos y otros ecosistemas haya disminuido a escala global. Desde el año 1950, sigue el estudio citado, se han emitido a la atmósfera aproximadamente 350.000 millones de toneladas de carbono (1.280.000 millones de toneladas de CO2), de las que alrededor del 55 % han sido absorbidas por los océanos y otros ecosistemas.

Sumas de las emisiones de carbono comparadas con el aumento en la atmósfera y con las absorciones

Este estudio indica también que los científicos todavía no entienden de manera suficiente los procesos por los cuales los ecosistemas absorben el CO2 de la atmósfera, o la importancia relativa de posibles sumideros: por ejemplo, la plantación de bosques en continentes diferentes o el cambio en la absorción de CO2 en algunas regiones oceánicas.

En éste, como en tantos otros temas referentes al calentamiento global, todavía queda mucho por comprender.

Concentración de CO2 y anomalías globales de temperatura

La concentración de CO2 se mide desde el año 1958, y va en aumento continuo, año tras año, pasando de 316 ppm en el año 2009 a 392 ppm en el año 2011, es decir, un aumento medio de 1,5 ppm por año, aproximadamente.

La temperatura global media durante este tiempo ha experimentado tres tendencias distintas durante este período: ha disminuido desde el año 1958 al 1976, ha aumentado desde el año 1977 al 2001, y ha vuelto a disminuir a partir del año 2002.

La mayoría de los modelos climáticos suponen que los gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono CO2 influyen de manera significativa en la temperatura global del planeta. Por tanto, es relevante para comparar los registros de temperatura con las mediciones del CO2 atmosférico. Cualquier comparación, sin embargo, no debe hacerse sobre una base mensual o anual, sino por un período de tiempo más largo, ya que otros fenómenos, fundamentalmente oceánicos, pueden anular la influencia potencial de la concentración de CO2 en escalas cortas de tiempo, de pocos años.

Definir la longitud de un período de tiempo que sea relevante para evaluar la supuesta importancia de CO2 es difícil, y sigue siendo un tema de debate. La duración del período crítico debe ser inversamente proporcional a la sensibilidad a la temperatura de CO2, incluyendo los efectos de retroalimentación asumidos por la mayoría de los modelos climáticos convencionales.

Después de unos 10 años de aumento de la temperatura global, el IPCC se estableció en 1988. Varios científicos interesados en el clima en aquel tiempo sintieron intuitivamente que su conocimiento empírico y teórico de la dinámica del clima era suficiente para concluir sobre la importancia del CO2 para la temperatura global. Sin embargo, para obtener el apoyo público y político para la hipótesis propuesta, el período de calentamiento de los 10 años previos a 1988 fue muy importante. Si la temperatura global en vez de aumentar hubiera disminuido durante este período, el apoyo público a su hipótesis habría sido mucho más difícil de obtener.

El año 1979 señala aproximadamente el inicio del calentamiento global del siglo XX, después de un período de enfriamiento que empezó el año 1940.

El gráfico siguiente, extraído del informe IPCC 2007, indica una aceleración del calentamiento global en los últimos años: + 0,045 ºC/década durante el último período de 150 años, + 0,074 ºC/década durante los últimos 100 años, + 0,128 ºC/década durante los últimos 50 años, y + 0,177 ºC/década durante los últimos 25 años.

Hacia el final del período contemplado por el informe IPCC 2007, sin embargo, parece que ha aparecido una nueva tendencia de variación de las temperaturas que se aparta de lo que cabría esperar del aumento continuado de la concentración de CO2. La cuestión es de si se trata solamente de una desviación temporal relativamente corta, o de si se trata de un cambio significativo en la relación entre CO2 y aumento de temperatura.

Hemos puesto en un gráfico la evolución de las temperaturas globales y la concentración de CO2. En la primera parte del período, con unas concentraciones de CO2 de unos 315 ppm, un incremento de CO2 se correlaciona con una disminución de la temperatura global del aire. Cuando la concentración de CO2 en 1975 llega a 325 ppm de esta correlación cambia de signo, y un aumento de CO2 en la atmósfera se asocia con un aumento de las temperaturas globales. Sin embargo, cuando la concentración de CO2 alcanza, en el cambio de siglo, unos 378 ppm, la correlación cambia de nuevo para parecerse a la que caracteriza el período anterior a 1975. Por lo tanto, desde el año 2000, una creciente concentración de CO2 atmosférico se vuelve a correlacionar con una disminución de la temperatura global.

Esto demuestra que el CO2 no puede haber sido el factor dominante en las temperaturas globales desde 1958. Las explicaciones que se dan para explicar estos cambios en la correlación entre la concentración de CO2 y la variación de las temperaturas globales, como puede ser el aumento de la emisión de aerosoles o de compuestos de azufre, del que ya hemos hablado, pueden ser válidas, pero no están confirmadas.

Hay dos posibilidades: o las temperaturas empiezan a aumentar de nuevo dentro de pocos años, o la tendencia reciente representa un largo período de enfriamiento, como el ocurrido a partir del año 1940. Sólo el tiempo nos dará una respuesta.

La concentración de CO2

La concentración de CO2 en la atmósfera ha seguido aumentando durante el año 2011, llegando a ser de 391,6 ppm a final de año, con un aumento de 1,8 ppm respecto del año anterior, lo que equivale a 15.000 millones de toneladas de CO2. Actualmente, la cantidad de CO2 que contiene la atmósfera puede cifrarse en 3.290.000 millones de toneladas.

Desde que se mide la concentración de CO2 en la atmósfera, su aumento anual ha pasado de 1 ppm en los años sesenta a 2 ppm en los años dos mil. Es decir, se ha doblado en medio siglo.

Datos de la concentración de CO2

Emisiones de CO2 del año 2010

BP acaba de publicar su informe anual sobre la energía en el mundo, con los datos del año 2010. Entre los datos publicados está el de las emisiones de CO2, que ha sido de 33.158,4 millones de toneladas, en aumento sobre las del año 2009, año en que hubo un retroceso en la serie de datos. Las emisiones de 2010 constituyen un récord.

El mayor emisor es China, con 8.332,5 millones de toneladas, que ya sobrepasó a los Estados Unidos en 2006. Los Estados Unidos son el segundo emisor mundial, con 6.144,9 millones de toneladas, por debajo de sus emisiones de 1999 a 2008. El tercer emisor es la India, con 1.707,5 millones de toneladas, que ha sobrepasado a Rusia, con 1.700,2 millones de toneladas. El cuarto emisor es Japón, con 1.308,4 millones de toneladas.

En cuanto a España, las emisiones de 2010 fueron de 334,2 millones de toneladas, en disminución respecto al máximo alcanzado en 2007, principalmente por la disminución de la actividad debida a la crisis. Las emisiones de 2010 son superiores en un 41 % a las de 1990, que fueron de 236,7 millones de toneladas.

Como durante el año 2010 la concentración de CO2 en la atmósfera aumentó en 2,42 ppm, la cantidad de CO2 que pasó a la atmósfera fue de 2,42 × 8.400 = 20.328 millones de toneladas. Es decir, que del total de los 33.158,4 millones de toneladas, un 61 % fueron a la atmósfera.

Statistical review of world energy - pdf

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